高中物理 第5章 章末總結(jié)學(xué)案 滬科版必修

1、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(yùn)動過程分析是基礎(chǔ)，牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式是工具，加速度是連接力和運(yùn)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(gè)共點(diǎn)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(gè)或三個(gè)以上的不在同一條直線上的力作用時(shí)，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(jìn)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(jī)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(jī)從A點(diǎn)開始起跑，C點(diǎn)離艦，

2、此過程中發(fā)動機(jī)的推力和飛機(jī)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(jī)質(zhì)量為m，離艦時(shí)的速度為vm，重力加速度為g.求AB部分的長度圖11 / 7解析在A、B段，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得Fma1設(shè)B點(diǎn)速度大小為vt，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得v2a1s1在BC段，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得Fmgsin ma2從B到C，根據(jù)運(yùn)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(yùn)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(yùn)動規(guī)律、受力規(guī)律，而絕非代表物體

3、的運(yùn)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(shí)，要認(rèn)真分析圖像，先從它的物理意義、點(diǎn)、線段、斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等方面了解圖像給出的信息，再利用共點(diǎn)力平衡、牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式去解題例2如圖2甲所示，固定光滑細(xì)桿與地面成一定夾角為，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)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(xì)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 k

4、g，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(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖3甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示取重力加速度g10 m/s2.由這兩個(gè)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(yùn)動，a m/s22 m/s2，F(xiàn)1fma物塊在4 s到6 s所受外力F22 N，物塊做勻速直線運(yùn)動，則F2f，fmg聯(lián)立以上

5、各式并代入數(shù)據(jù)解得m0.5 kg，0.4，故A選項(xiàng)正確三、傳送帶問題傳送帶傳遞貨物時(shí)，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(yùn)動狀態(tài)密切相關(guān)分析傳送帶問題時(shí)，要結(jié)合相對運(yùn)動情況，分析物體受到傳送帶的摩擦力方向，進(jìn)而分析物體的運(yùn)動規(guī)律是解題的關(guān)鍵注意因傳送帶由電動機(jī)帶動，一般物體對傳送帶的摩擦力不影響傳送帶的運(yùn)動狀態(tài)例3某飛機(jī)場利用如圖4所示的傳送帶將地面上的貨物運(yùn)送到飛機(jī)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(yùn)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(yùn)送

6、到B端所需的時(shí)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 30°mgsin 30°ma解得a2.5 m/s2貨物勻加速運(yùn)動時(shí)間t12 s貨物勻加速運(yùn)動位移s1at5 m然后貨物做勻速運(yùn)動，運(yùn)動位移s2Ls15 m勻速運(yùn)動時(shí)間t21 s貨物從A到B所需的時(shí)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(xì)繩拉物體由靜止沿斜面向上運(yùn)動拉力F10 N，方向平行斜面向上經(jīng)時(shí)間t4.0 s繩子突然斷了，求：圖5(1)繩斷時(shí)

7、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(yùn)動時(shí)間(已知sin 37°0.60，cos 37°0.80，取g10 m/s2)解析(1)物體向上運(yùn)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(yùn)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(shí)物體的速度大小v1a1t8.0 m/s(2)繩斷時(shí)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(yùn)動，設(shè)運(yùn)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a2

8、8.0 m/s2物體勻減速運(yùn)動的時(shí)間t21.0 s物體勻減速運(yùn)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(diǎn)下滑到斜面底端的時(shí)間為t3，根據(jù)運(yùn)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(shí)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(shí)驗(yàn)示意圖開始時(shí)，質(zhì)量為m1 kg的小球穿在固定的足夠長的水平細(xì)桿上，并靜止于O點(diǎn)現(xiàn)用沿桿向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，經(jīng)時(shí)間t1

9、0.4 s后撤去風(fēng)力小球沿細(xì)桿運(yùn)動的vt圖像如圖乙所示(g取10 m/s2)，試求：圖6(1)小球沿細(xì)桿滑行的距離；(2)小球與細(xì)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(xì)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(yùn)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(shí)的加速度a；(2)工件加速到2 m/s時(shí)，工件運(yùn)動的位移；(3)工件由傳送帶左端運(yùn)動到右端的時(shí)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(shí)初速度為零，相對于傳送帶向左運(yùn)動，受滑動摩擦力向右，大小為fmg，工件加速度ag0.1×10 m/s21 m/s2，方向水平向右(2)工件加速到2 m/s所需時(shí)間t0 s2 s在t0