【步步高】高中物理 第5章 章末總結(jié)學(xué)案 滬科版必修1(1).doc

學(xué)案7章末總結(jié)一、動力學(xué)的兩類基本問題1掌握解決動力學(xué)兩類基本問題的思路方法其中受力分析和運動過程分析是基礎(chǔ)，牛頓第二定律和運動學(xué)公式是工具，加速度是連接力和運動的橋梁2求合力的方法(1)平行四邊形定則若物體在兩個共點力的作用下產(chǎn)生加速度，可用平行四邊形定則求f合，然后求加速度(2)正交分解法：物體受到三個或三個以上的不在同一條直線上的力作用時，常用正交分解法一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向進行分解例1我國第一艘航空母艦“遼寧號”已經(jīng)投入使用，為使戰(zhàn)斗機更容易起飛，“遼寧號”使用了滑躍技術(shù)如圖1所示，其甲板可簡化為模型：ab部分水平，bc部分傾斜，傾角為.戰(zhàn)斗機從a點開始起跑，c點離艦，此過程中發(fā)動機的推力和飛機所受甲板和空氣阻力的合力大小恒為f，abc甲板總長度為l，戰(zhàn)斗機質(zhì)量為m，離艦時的速度為vm，重力加速度為g.求ab部分的長度圖1解析在a、b段，根據(jù)牛頓運動定律得fma1設(shè)b點速度大小為vt，根據(jù)運動學(xué)公式可得v2a1s1在bc段，根據(jù)牛頓運動定律得fmgsin ma2從b到c，根據(jù)運動學(xué)公式可得vv2a2s2，又ls1s2聯(lián)立以上各式解得：s1l答案l二、圖像在動力學(xué)中的應(yīng)用1常見的圖像形式在動力學(xué)與運動學(xué)問題中，常見、常用的圖像是位移圖像(st圖像)、速度圖像(vt圖像)和力的圖像(ft圖像)等，這些圖像反映的是物體的運動規(guī)律、受力規(guī)律，而絕非代表物體的運動軌跡2圖像問題的分析方法遇到帶有物理圖像的問題時，要認真分析圖像，先從它的物理意義、點、線段、斜率、截距、交點、拐點、面積等方面了解圖像給出的信息，再利用共點力平衡、牛頓運動定律及運動學(xué)公式去解題例2如圖2甲所示，固定光滑細桿與地面成一定夾角為，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力f作用下向上運動，推力f與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，取重力加速度g10 m/s2.求：圖2(1)小環(huán)的質(zhì)量m；(2)細桿與地面間的夾角.解析由題圖得：02 s內(nèi)，a m/s20.5 m/s2根據(jù)牛頓第二定律可得：前2 s有f1mgsin ma2 s后有f2mgsin ，代入數(shù)據(jù)可解得：m1 kg，30.答案(1)1 kg(2)30針對訓(xùn)練放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力f的作用，f的大小與時間t的關(guān)系如圖3甲所示，物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示取重力加速度g10 m/s2.由這兩個圖像可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為()甲乙圖3a0.5 kg,0.4b1.5 kg，c0.5 kg,0.2 d1 kg,0.2答案a解析由ft圖像和vt圖像可得，物塊在2 s到4 s內(nèi)所受外力f13 n，物塊做勻加速運動，a m/s22 m/s2，f1fma物塊在4 s到6 s所受外力f22 n，物塊做勻速直線運動，則f2f，fmg聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得m0.5 kg，0.4，故a選項正確三、傳送帶問題傳送帶傳遞貨物時，一般情況下，由摩擦力提供動力，而摩擦力的性質(zhì)、大小、方向和運動狀態(tài)密切相關(guān)分析傳送帶問題時，要結(jié)合相對運動情況，分析物體受到傳送帶的摩擦力方向，進而分析物體的運動規(guī)律是解題的關(guān)鍵注意因傳送帶由電動機帶動，一般物體對傳送帶的摩擦力不影響傳送帶的運動狀態(tài)例3某飛機場利用如圖4所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上，傳送帶與地面的夾角30，傳送帶兩端a、b的距離l10 m，傳送帶以v5 m/s的恒定速度勻速向上運動在傳送帶底端a輕放上一質(zhì)量m5 kg 的貨物，貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù).求貨物從a端運送到b端所需的時間(g取10 m/s2)圖4解析以貨物為研究對象，由牛頓第二定律得mgcos 30mgsin 30ma解得a2.5 m/s2貨物勻加速運動時間t12 s貨物勻加速運動位移s1at5 m然后貨物做勻速運動，運動位移s2ls15 m勻速運動時間t21 s貨物從a到b所需的時間tt1t23 s答案3 s1(動力學(xué)的兩類基本問題)如圖5所示，在傾角37的足夠長的固定的斜面底端有一質(zhì)量m1.0 kg的物體物體與斜面間動摩擦因數(shù)0.25，現(xiàn)用輕細繩拉物體由靜止沿斜面向上運動拉力f10 n，方向平行斜面向上經(jīng)時間t4.0 s繩子突然斷了，求：圖5(1)繩斷時物體的速度大小(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間(已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2)解析(1)物體向上運動過程中，受拉力f、斜面支持力n、重力mg和摩擦力f，如圖所示，設(shè)物體向上運動的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律有：fmgsin fma1又fn，nmgcos 解得：a12.0 m/s2t4.0 s時物體的速度大小v1a1t8.0 m/s(2)繩斷時物體距斜面底端的位移為s1a1t216 m，繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運動，設(shè)運動的加速度大小為a2，受力如圖所示，則根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin fma2解得a28.0 m/s2物體勻減速運動的時間t21.0 s物體勻減速運動的位移為s2v1t24.0 m此后物體沿斜面勻加速下滑，設(shè)物體下滑的加速度為a3，受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin fma3，得a34.0 m/s2設(shè)物體由最高點下滑到斜面底端的時間為t3，根據(jù)運動學(xué)公式可得s1s2a3t，t3 s3.2 s，所以物體從繩子斷了開始到返回斜面底端的時間為tt2t34.2 s.答案(1)8.0 m/s(2)4.2 s2(圖像在動力學(xué)中的應(yīng)用)如圖6甲所示為一風(fēng)力實驗示意圖開始時，質(zhì)量為m1 kg的小球穿在固定的足夠長的水平細桿上，并靜止于o點現(xiàn)用沿桿向右的恒定風(fēng)力f作用于小球上，經(jīng)時間t10.4 s后撤去風(fēng)力小球沿細桿運動的vt圖像如圖乙所示(g取10 m/s2)，試求：圖6(1)小球沿細桿滑行的距離；(2)小球與細桿之間的動摩擦因數(shù)；(3)風(fēng)力f的大小答案(1)1.2 m(2)0.25(3)7.5 n解析(1)由圖像可得1 m/s故小球沿細桿滑行的距離st1.2 m(2)減速階段的加速度大小a22.5 m/s2由牛頓第二定律得mgma2即動摩擦因數(shù)0.25(3)加速階段的加速度大小a15 m/s2由牛頓第二定律得fmgma1解得f7.5 n3(傳送帶問題)如圖7所示，圖7水平傳送帶以2 m/s的速度運動，傳送帶長ab20 m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.1，(g10 m/s2)試求：(1)工件開始時的加速度a；(2)工件加速到2 m/s時，工件運動的位移；(3)工件由傳送帶左端運動到右端的時間答案(1)1 m/s2，方向水平向右(2)2 m(3)11 s解析(1)工件被放在傳送帶上時初速度為零，相對于傳送帶向左運動，受滑動摩擦力向右，大小為fmg，工件加速度ag0.110 m/s21 m/s2，方向水平