動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題86226

1、動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題1由受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，處理這類問(wèn)題的基本思路是：先求出幾個(gè)力的合力，由牛頓第二定律(F合ma)求出加速度，再應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出速度或位移2由物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況，處理這類問(wèn)題的基本思路是：已知加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四邊形定則)或正交分解法3求解上述兩類問(wèn)題的思路，可用如圖所示的框圖來(lái)表示：解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)做好兩個(gè)分析物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析；根據(jù)物體做各種性質(zhì)運(yùn)動(dòng)的條件即可判定物體的運(yùn)動(dòng)情況、加速度變化情況及速度變化情況(

2、2)抓住一個(gè)“橋梁”物體運(yùn)動(dòng)的加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁【典例1】 (2013江南十校聯(lián)考，22)如圖332所示，傾角為30的光滑斜面與粗糙平面的平滑連接現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，最終停在水平面上的C點(diǎn)已知A點(diǎn)距水平面的高度h0.8 m，B點(diǎn)距C點(diǎn)的距離L2.0 m(滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)沒(méi)有能量損失，g10 m/s2)，求：(1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度；(2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)滑塊從A點(diǎn)釋放后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1.0 s時(shí)速度的大小圖332教你審題第一步：讀題抓關(guān)鍵詞獲取信息關(guān)鍵詞獲取信息滑塊在斜面上不受摩擦力，水平面受摩擦力滑塊的初速度v00滑塊的末速度為零斜

3、面上的末速度和水平面上的初速度大小相等第二步：分析理清思路抓突破口做好兩分析受力分析、運(yùn)動(dòng)分析滑塊在斜面上：滑塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)滑塊在水平面上：滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)第三步：選擇合適的方法及公式利用正交分解法、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解解析(1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后在水平面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，故滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度最大為vm，設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，則有mgsin 30ma1，v2a1，解得：vm4 m/s(2)滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，mgma2v2a2L，解得：0.4(3)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，vma1t1得t10.8 s由于tt1，滑

4、塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tt10.2 s設(shè)t1.0 s時(shí)速度大小為vvma2(tt1)解得：v3.2 m/s答案(1)4 m/s(2)0.4(3)3.2 m/s1解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)兩類分析物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析；(2)一個(gè)橋梁物體運(yùn)動(dòng)的加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁2解決動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題時(shí)對(duì)力的處理方法(1)合成法： 在物體受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用“合成法”(2)正交分解法： 若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)，則采用“正交分解法”3解答動(dòng)力學(xué)兩類問(wèn)題的基本程序(1)明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的特點(diǎn)(2)根據(jù)問(wèn)題的要求和計(jì)算方法，

5、確定研究對(duì)象，進(jìn)行分析，并畫出示意圖(3)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解突破訓(xùn)練3如圖5所示，在傾角37的足夠長(zhǎng)的固定的斜面上，有一質(zhì)量為m1 kg的物體，物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，物體受到沿平行于斜面向上的輕細(xì)繩的拉力F9.6 N的作用，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)2 s繩子突然斷了，求繩斷后多長(zhǎng)時(shí)間物體速度大小達(dá)到22 m/s？(sin 370.6，g取10 m/s2)圖5答案5.53 s解析此題可以分為三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段：力F存在的階段物體沿斜面向上加速，受力分析如圖所示，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：FFfmgsin ma1FfFNmgcos v1a1t1解得：a12 m/s2v14 m/s第二

6、階段為從撤去力F到物體沿斜面向上的速度減為零，受力分析如圖所示由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式mgsin mgcos ma20v1a2t2解得：a27.6 m/s2t20.53 s第三階段物體反向勻加速運(yùn)動(dòng)(因?yàn)閙gsin mgcos )mgsin mgcos ma3v2a3t3解得：a34.4 m/s2t35 stt2t35.53 s題組一動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題1如圖325所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且ABBC，小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)滑上桌面，最后恰好停在C點(diǎn)，已知物塊經(jīng)過(guò)AB與BC兩部分的時(shí)間之比為14，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1、2之

7、比為(P物塊在AB、BC上所做的運(yùn)動(dòng)均可看作勻變速直線運(yùn)動(dòng))()圖325A11B14C41 D81解析：選D由牛頓第二定律可知，小物塊P在AB段減速的加速度a11g，在BC段減速的加速度a22g，設(shè)小物塊在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則可得：vB2g4t，v01gt2g4t，由xABt，xBC4t，xABxBC可求得：182，故D正確。1(2013江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)(多選)如圖3310所示，物塊的質(zhì)量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻后恒力F突然反向，整個(gè)過(guò)程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g10 m/s2.

8、下列說(shuō)法中正確的是()圖3310A05 s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng) B在t1 s時(shí)刻，恒力F反向C恒力F大小為10 N D物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3解析由圖象得物塊在前5 m位移內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在513 m位移內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，且由圖象斜率得勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a1 m/s210 m/s2，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2 m/s24 m/s2，勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1 s，又由牛頓第二定律得，F(xiàn)mgma1和Fmgma2，聯(lián)立解得F7 N，動(dòng)摩擦因數(shù)0.3.選項(xiàng)B、D正確答案BD3(2013陜西西工大附中適應(yīng)性訓(xùn)練，24)中央電視臺(tái)推出了一個(gè)游戲節(jié)目推礦泉水瓶選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時(shí)間后，放手讓

9、瓶向前滑動(dòng)，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若瓶最后不能停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下，均視為失敗其簡(jiǎn)化模型如圖3312所示，AC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)15 m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域已知BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)21 m，瓶子質(zhì)量為m0.5 kg，瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.某選手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)，假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，那么該選手要想游戲獲得成功，試問(wèn)：圖3312(1)推力作用在瓶子上的時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)多少？(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少？解析(1)要想游戲獲得成功，瓶滑到

10、C點(diǎn)速度正好為零時(shí)，推力作用時(shí)間最長(zhǎng)，設(shè)最長(zhǎng)作用時(shí)間為t1，有推力作用時(shí)瓶做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，t1時(shí)刻瓶的速度為v，推力停止作用后瓶做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：Fmgma1，mgma2加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移x1減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移x2位移關(guān)系滿足：x1x2L1，又：va1t1由以上各式解得：t1 s(2)要想游戲獲得成功，瓶滑到B點(diǎn)速度正好為零時(shí)，推力作用距離最小，設(shè)最小距離為d，則：L1L2v22a1d，聯(lián)立解得：d0.4 m.答案(1) s(2)0.4 m11質(zhì)量m2 kg的滑塊受到一個(gè)沿斜面方向的恒力F作用，從斜面底端開始，以初速度v03.6 m/s沿

11、著傾角為37且足夠長(zhǎng)的斜面向上運(yùn)動(dòng)，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.滑塊向上滑動(dòng)過(guò)程的速度時(shí)間(vt)圖象如圖10所示(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：圖10(1)滑塊上滑過(guò)程的加速度大小和方向；(2)該恒力F的大小和方向答案(1)15 m/s2，方向沿斜面向下(2)10 N，方向沿斜面向下解析(1)設(shè)沿斜面向上為正方向，滑塊上滑過(guò)程中加速度a m/s215 m/s2負(fù)號(hào)表示方向沿斜面向下(2)設(shè)F沿斜面向上，則Fmgsin mgcos maFmgsin mgcos ma代入數(shù)據(jù)解得F10 N，負(fù)號(hào)表示方向沿斜面向下12如圖11甲所示，有一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面，傾角37，一滑塊以初速度v016 m/s從底端A點(diǎn)滑上斜面，滑至B點(diǎn)后又返回到A點(diǎn)滑塊運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖乙所示，求：(已知：sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2)圖11(1)A、B之間的距離；(2)滑塊再次回到A點(diǎn)時(shí)的速度；(3)滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所用的時(shí)間答案(1)16 m(2)8 m/s(3)(22) s解析(1)由vt圖象知A、B之間的距離為：xAB m16 m.(2)設(shè)滑塊從A滑到B過(guò)程的加速度大小為a1，從B返回到