高一物理動力學兩類基本問題.docx

此文檔收集于網(wǎng)絡，僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 孫恒芳教你學物理-動力學的兩類基本問題專題【考點自清】一、兩類動力學問題牛頓第二定律確定了運動和力的關系，使我們能夠把物體的受力情況與運動情況聯(lián)系起來。利用牛頓第二定律解決動力學問題的關鍵是利用加速度的“橋梁”作用，將運動學規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合，尋找加速度和未知量的關系，是解決這類問題的思考方向。1、已知受力情況求運動情況已知物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律，可以求出物體的運動情況；已知物體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)運動學公式，就可以求出物體在任一時刻的速度和位移，也就可以求解物體的運動情況?？捎贸绦驁D表示如下：2、已知物體的運動情況求物體的受力情況根據(jù)物體的運動情況，由運動學公式可以求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的受力情況，從而求出未知的力，或與力相關的某些物理量。如動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等?？捎贸绦驁D表示如下：二、解答兩類動力學問題的基本方法及步驟1基本方法明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點，如果是比較復雜的問題，應該明確整個物理現(xiàn)象是由幾個物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點，再分別研究每一個物理過程根據(jù)問題的要求和計算方法，確定研究對象，進行分析，并畫出示意圖圖中應注明力、速度、加速度的符號和方向?qū)γ恳粋€力都應明確施力物體和受力物體，以免分析力時有所遺漏或無中生有應用牛頓運動定律和運動學公式求解，通常先用表示物理量的符號運算，解出所求物理量的表達式來，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運算求結(jié)果應事先將已知物理量的單位都統(tǒng)一采用國際單位制中的單位分析流程圖兩類基本問題中，受力分析是關鍵，求解加速度是橋梁和樞紐，思維過程如下：2、應用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對象。根據(jù)問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體。(2)分析物體的受力情況和運動情況，畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程。(3)選取正方向或建立坐標系，通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向。(4)求合外力F合。(5)根據(jù)牛頓第二定律F合=ma列方程求解，必要時還要對結(jié)果進行討論。特別提醒：物體的運動情況是由所受的力及物體運動的初始狀態(tài)共同決定的。無論是哪種情況，聯(lián)系力和運動的“橋梁”是加速度?！局攸c精析】一、動力學基本問題分析【例1】風洞實驗中可產(chǎn)生水平方向的、大小可以調(diào)節(jié)的風力，先將一套有小球的細桿放入風洞實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑，如圖所示。(1)當桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風力的大小，使小球在桿上勻速運動，這時所受風力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿的動摩擦因數(shù)；(2)保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離x的時間為多少。(sin 370.6，cos 370.8)【變式練習1】如右圖所示，質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，滑動摩擦系數(shù)=0.02在木楔的傾角=30的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑當滑行位移s=1.4m時，其速度v=1.4m/s。在這過程中木楔沒有滑動，求地面對木楔的靜摩擦力的大小和方向以及地面對木楔的支持力(取g=10m/s2)【互動探究】字母演算最后為Mg+mg+masin，又說明了什么呢？二、多過程問題分析復雜過程的處理方法程序法按時間的先后順序?qū)︻}目給出的物體運動過程(或不同的狀態(tài))進行分析(包括列式計算)的解題方法可稱為程序法。用程序法解題的基本思路是：1、劃分出題目中有多少個不同的過程或多少個不同的狀態(tài)。2、對各個過程或各個狀態(tài)進行具體分析，得出正確的結(jié)果。3、前一個過程的結(jié)束就是后一個過程的開始，兩個過程的分界點是關鍵?！纠?】質(zhì)量m30 kg的電動自行車，在F180 N的水平向左的牽引力的作用下，沿水平面從靜止開始運動自行車運動中受到的摩擦力F150 N在開始運動后的第5 s末撤消牽引力F.求從開始運動到最后停止電動自行車總共通過的路程【變式練習2】一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動，4 s內(nèi)通過8 m的距離，此后關閉發(fā)動機，汽車又運動了2 s停止，已知汽車的質(zhì)量m2103 kg，汽車運動過程中所受阻力大小不變，求：(1)關閉發(fā)動機時汽車的速度大?。?2)汽車運動過程中所受到的阻力大?。?3)汽車牽引力的大小【例3】質(zhì)量為m=2kg的木塊原來靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)在第1、3、5奇數(shù)秒內(nèi)給物體施加方向向右、大小為F1=6N的水平推力，在第2、4、6偶數(shù)秒內(nèi)給物體施加方向仍向右、大小為F2=2N的水平推力。已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)=0.1，取g=10m/s2，問：（1）木塊在奇數(shù)秒和偶數(shù)秒內(nèi)各做什么運動?（2）經(jīng)過多長時間，木塊位移的大小等于40.25m?說明：（1）本題屬于已知受力情況求運動情況的問題，解題思路為先根據(jù)受力情況由牛頓第二定律求加速度，再根據(jù)運動規(guī)律求運動情況.（2）根據(jù)物體的受力特點，分析物體在各段時間內(nèi)的運動情況，并找出位移的一般規(guī)律，是求解本題的關鍵.三、“等時圓”模型的基本規(guī)律及應用1、等時圓模型（如圖所示）2、等時圓規(guī)律：小球從圓的頂端沿光滑弦軌道靜止滑下，滑到弦軌道與圓的交點的時間相等。（如圖a）小球從圓上的各個位置沿光滑弦軌道靜止滑下，滑到圓的底端的時間相等。（如圖b）沿不同的弦軌道運動的時間相等，都等于小球沿豎直直徑（d）自由落體的時間，即3、等時性的證明設某一條弦與水平方向的夾角為，圓的直徑為d（如右圖）。根據(jù)物體沿光滑弦作初速度為零的勻加速直線運動，加速度為a=gsin，位移為s=dsin，所以運動時間為即沿各條弦運動具有等時性，運動時間與弦的傾角、長短無關。【例4】如圖，通過空間任一點A可作無限多個斜面，若將若干個小物體從點A分別沿這些傾角各不相同的光滑斜面同時滑下，那么在同一時刻這些小物體所在位置所構(gòu)成的面是（）A球面B拋物面C水平面D無法確定【解析】由“等時圓”可知，同一時刻這些小物體應在同一“等時圓”上，所以A正確?！咀兪骄毩?】如圖，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓軌道與水平面相切于M點，與豎直墻相切于點A，豎直墻上另一點B與M的連線和水平面的夾角為600，C是圓環(huán)軌道的圓心，D是圓環(huán)上與M靠得很近的一點（DM遠小于CM）。已知在同一時刻：a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道運動到M點；c球由C點自由下落到M點；d球從D點靜止出發(fā)沿圓環(huán)運動到M點。則（）Aa球最先到達M點Bb球最先到達M點Cc球最先到達M點Dd球最先到達M點【例4】如圖a所示，在同一豎直線上有A、B兩點，相距為h，B點離地高度為H，現(xiàn)在要在地面上尋找一點P，使得從A、B兩點分別向點P安放的光滑木板，滿足物體從靜止開始分別由A和B沿木板下滑到P點的時間相等，求O、P兩點之間的距離。【變式練習4】如圖是一傾角為的輸送帶，A處為原料輸入口，為避免粉塵飛揚，在A與輸送帶間建立一管道（假使光滑），使原料從A處以最短的時間到達輸送帶上，則管道與豎直方向的夾角應為多大？【同步作業(yè)】、靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg，在水平恒力F推動下開始運動，4 s末它的速度達到4 m/s，此時將F撤去，又經(jīng)6 s物體停下來，如果物體與地面的動摩擦因數(shù)不變，求F的大小。、消防隊員為縮短下樓的時間，往往抱著豎直的桿直接滑下假設一名質(zhì)量為60kg、訓練有素的消防隊員從七樓(即離地面18m的高度)抱著豎直的桿以最短的時間滑下已知桿的質(zhì)