力和運動的關(guān)系

1、 力和運動的關(guān)系力和運動的關(guān)系（上）（上） 力力運動運動運動定律運動定律力和運動力和運動力和運動的關(guān)系力和運動的關(guān)系力的作用效應力的作用效應研究方法研究方法基本題基本題 20022002年河南年河南2 002 00年高考年高考整體法和隔離法整體法和隔離法 例例1 20021 2002年河南年河南6 6 例例2 2綜合應用題綜合應用題 例例3 933 93年高考年高考 例例4 4 例例5 5力和運動的關(guān)系力和運動的關(guān)系力力 安培力安培力 F = BIL sinF = BIL sin重力重力 G=m gG=m g彈力彈力 F=kx摩擦力摩擦力 f= Nf= N電場力電場力 F = q E F =

2、q E 洛侖茲力洛侖茲力 f=qvB sinf=qvB sin靜止靜止勻速直線運動勻速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動平拋運動平拋運動勻速圓周運動勻速圓周運動簡諧振動簡諧振動 F= - kx運動運動 V=r =2/ TaSVVattVSatVVtt221202200maF 運動定律運動定律 牛頓第一定律牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第二定律牛頓第三定律牛頓第三定律靜止靜止勻速直線運動勻速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動平拋運動平拋運動勻速圓周運動勻速圓周運動簡諧振動簡諧振動 牛頓第一定律牛頓第一定律 牛頓第二定律牛頓第二定律 牛頓第三定律牛頓第三定律力力運動運動運動運動定律定律力力和和運

3、運動動重力重力彈力彈力摩擦力摩擦力電場力電場力磁場力磁場力 力力和和運運動動的的關(guān)關(guān)系系3.F大小不變且始終垂直大小不變且始終垂直V勻速圓周運動勻速圓周運動4.F= - kx簡諧運動簡諧運動V=0靜止靜止V0勻速運動勻速運動1. F=0V0F、V反向反向勻減速直線運動勻減速直線運動F、V夾角夾角勻變速曲線運動勻變速曲線運動勻加速直線運動勻加速直線運動V=0F、V同向同向勻加速直線運動勻加速直線運動2.F=恒量恒量物體的運動決定于受到的合力和初始運動情況物體的運動決定于受到的合力和初始運動情況.力的作用效應力的作用效應1.力的靜力學效應力的靜力學效應-使物體發(fā)生形變使物體發(fā)生形變2.力的動力學效

4、應力的動力學效應 力的空間累積效應力的空間累積效應-使物體的動能發(fā)生變化使物體的動能發(fā)生變化 力的時間累積效應力的時間累積效應-使物體的動量發(fā)生變化使物體的動量發(fā)生變化力的瞬時作用效應力的瞬時作用效應-使物體產(chǎn)生加速度使物體產(chǎn)生加速度研究方法研究方法1、隔離分析法、隔離分析法2、整體分析法、整體分析法研究對象的整體分析法研究對象的整體分析法研究過程的整體分析法研究過程的整體分析法不考慮中間過程的細節(jié)不考慮中間過程的細節(jié)不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力2002年河南年河南2：圖中圖中a、b、c為三個物塊，為三個物塊，M、N為為兩個輕質(zhì)彈簧，兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕

5、繩，它們連為跨過光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)。（接如圖并處于平衡狀態(tài)。（ ） A） 有可能有可能N處于拉伸狀態(tài)而處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)處于壓縮狀態(tài)（B） 有可能有可能N處于壓縮狀態(tài)而處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)處于拉伸狀態(tài)（C） 有可能有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)處于拉伸狀態(tài)（D） 有可能有可能N處于拉伸狀態(tài)而處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)處于不伸不縮狀態(tài)MNaRcbA、D（A）先開動）先開動P1 適當時間，再開動適當時間，再開動 P4 適當時間適當時間 ( B）先開動）先開動 P3 適當時間，再開動適當時間，再開動P2 適當時間適當時間

6、( C）開動）開動P4 適當時間適當時間 ( D）先開動）先開動P3 適當時間，適當時間， 再開動再開動P4 適當時間適當時間2000年高考：年高考：圖為空間探測器的示意圖，圖為空間探測器的示意圖，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四個噴氣發(fā)動機，是四個噴氣發(fā)動機， P1 、 P3的連線與空間一固的連線與空間一固定坐標系的定坐標系的x 軸平行，軸平行， P2 、 P4的連線與的連線與y 軸平行。每臺軸平行。每臺發(fā)動機開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測發(fā)動機開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動。開始時，探測器以恒定的速率器轉(zhuǎn)動。開始時，探測器以恒定的速率v向正向正x方向平動

7、，方向平動，要使探測器改為向正要使探測器改為向正x 偏負偏負y 60的方向以原來的速率的方向以原來的速率v平動，則可（平動，則可（ ）A例例1：用細線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛用細線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，今對起來，今對a球持續(xù)施加一個向左偏下球持續(xù)施加一個向左偏下30角的恒力，對角的恒力，對b球持續(xù)施加一個向右偏上球持續(xù)施加一個向右偏上30角的恒力，最后達到平衡，表示平衡角的恒力，最后達到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是：狀態(tài)的圖可能是： （ ）abAabBabCabDba解：隔離解：隔離b，在，在mg和和F作用下，須向右偏，最后三力平衡作用下，須向右偏，最后三力平衡 對整體對整體ab，繩中

8、張力為內(nèi)力，兩個外力，繩中張力為內(nèi)力，兩個外力F平衡，平衡，只受重力只受重力2mg所以上段線所以上段線應豎直。應豎直。A2002年河南年河南6： 跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如圖所示，已知人的質(zhì)另一端被吊板上的人拉住，如圖所示，已知人的質(zhì)量為量為70kg，吊板的質(zhì)量為，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計。取重力加速度滑輪的摩擦均可不計。取重力加速度g =10m/s2，當，當人以人以440N的力拉繩時，人與吊板的加速度的力拉繩時，人與吊板的加速度a和人對吊和人對吊板的壓力板的壓力F分別為（分別為（

9、 ）(A) a =1.0m/s2 , F =260N(B) a =1.0m/s2 , F =330N(C) a =3.0m/s2 , F =110N(D) a =3.0m/s2 , F =50NB 例例2：如圖所示勻強電場方向豎直向下，場強大小為如圖所示勻強電場方向豎直向下，場強大小為E，三個質(zhì)量分別為，三個質(zhì)量分別為m、2m 、3 m的小球的小球A、B、C，(其中其中B球帶正電球帶正電Q，A、C兩球不帶電）用絕緣線連接懸兩球不帶電）用絕緣線連接懸于于O點，問點，問(1)當三球均處于靜止狀態(tài)時當三球均處于靜止狀態(tài)時, A、B之間的細之間的細線的張力等于多少線的張力等于多少?(2)當把當把OA段

10、細線剪斷的瞬間段細線剪斷的瞬間, A、B之間的細線的張力又等于多少之間的細線的張力又等于多少?OA mB 2mC 3mE解解: (1)對對BC整體整體,受力如圖受力如圖:BC2mg3mgQET1T 1 =5mg+QE(2)剪斷剪斷OA, AB球一起下落球一起下落 (C自由下落自由下落)A mB 2mC 3mQE對對AB整體整體 3mg+QE=3ma a=g+QE/3m對對B 2mg+QE -T 2=2maT 2= QE/3例例3：如圖示，傳送帶與水平面夾角為如圖示，傳送帶與水平面夾角為370 ，并以，并以v=10m/s運行，在傳送帶的運行，在傳送帶的A端輕輕放一個小物體，端輕輕放一個小物體，物

11、體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5， AB長長16米，米，求：以下兩種情況下物體從求：以下兩種情況下物體從A到到B所用的時間所用的時間.（1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動AB解：解： （1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時受力如圖示：）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時受力如圖示：vNfmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2saSt421622ABv（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動物體受力如圖：）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動物體受力如圖： Nfmg開始摩擦力方向向下開始摩擦力方向向下,

12、向下勻加速運動向下勻加速運動 a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度達到秒后，速度達到10m/s，摩擦力方向變?yōu)橄蛏?，摩擦力方向變?yōu)橄蛏?Nfmga2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2 物體以初速度物體以初速度v=10m/s向下作勻加速運動向下作勻加速運動 S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s 93年高考：年高考：一平板車一平板車,質(zhì)量質(zhì)量M=100千克千克,停在水平停在水平路面上路面上,車身的平板離地面的高度車身

13、的平板離地面的高度 h=1.25米米, 一質(zhì)量一質(zhì)量m=50千克的小物塊置于車的平板上千克的小物塊置于車的平板上,它到車尾端的距它到車尾端的距離離b=1.00米米,與車板間的滑動摩擦系數(shù)與車板間的滑動摩擦系數(shù) m=0.20,如圖所如圖所示示.今對平板車施一水平方向的恒力今對平板車施一水平方向的恒力,使車向前行駛使車向前行駛,結(jié)結(jié)果物塊從車板上滑落果物塊從車板上滑落.物塊剛離開車板的時刻物塊剛離開車板的時刻,車向前車向前行駛的距離行駛的距離 S0=2.0米米.求物塊落地時求物塊落地時,落地點到車尾的落地點到車尾的水平距離水平距離S,不計路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦不計路面與平板車間以及輪軸之

14、間的摩擦.取取g=10米米/秒秒2.解解：m離車前離車前 am =f/m=g=2m/s2Sm=1/2 am t2 =S0 -b=1mS0=1/2 aM t2 =2m aM= 2 am =4m/ssmSavmmm/22smSavMMM/42aM=(F- mg) / M = F/M - 0.25010 / 100 = F/M 1 =4 m/s2m離車后離車后aM = F/M =5 m/s2m平拋平拋sght5 . 021Sm =vm t1 =20.5=1mSM = vMt1 +1/2 aM t1 2=40.5+1/250.25=2.625mS= SM Sm =1.625m 例例4：水平放置的導軌處

15、于垂直軌道平面的勻強磁水平放置的導軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中，今從靜止起用力拉金屬棒場中，今從靜止起用力拉金屬棒ab，若拉力為恒力，若拉力為恒力，經(jīng)經(jīng)t1 秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a1 ，最終速度為，最終速度為2v, 若若拉力的功率恒定，經(jīng)拉力的功率恒定，經(jīng)t2秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a2 ，最終速度為最終速度為2v, 求求 a1和和a2的關(guān)系的關(guān)系B Bb ba aR R解：解：拉力為恒力時，拉力為恒力時，F(xiàn) 安安1a1tv 2vFFF 安安最終有最終有 F=F安安=B2 L2 2v/Ra1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m -

16、B2 L2 v / mR= B2 L2 v / mR拉力的功率恒定：拉力的功率恒定：F= F安安= P/2v = B2 L2 2v/RP/v= 4B2 L2 v/Ra2=( F2- F安安) / m= P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR a2 = 3a1 例例5：由平行金屬導軌組成的傾角由平行金屬導軌組成的傾角30的斜面，勻強磁場垂直的斜面，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度于導軌平面，磁感應強度B0.8T.導軌頂端接有電池和變阻器，導軌頂端接有電池和變阻器，電池電動勢電池電動勢 12V，內(nèi)阻不計，如圖，內(nèi)阻不計，如圖.今在導軌上橫放一質(zhì)量為今在導軌上橫放一質(zhì)量為

17、0.2kg、長、長0.25m的金屬桿的金屬桿ab，已知桿與導軌間的摩擦系為，已知桿與導軌間的摩擦系為 . 問：電阻問：電阻R調(diào)節(jié)在什么范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導軌上；調(diào)節(jié)在什么范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導軌上；63解：解：畫出金屬桿的截面圖畫出金屬桿的截面圖,并分析受力并將重力分解并分析受力并將重力分解:mgNFfmgsin30 =1牛牛 f=N=0.5牛牛 F=ILB=BLE/R=2.4/R若若I 很大很大,F 很大很大,f 向下向下, F=f+mgsin30 =1.5N 2.4/R1=f+ mgsin30 = 1.5N R1=1.6 若若I 很小很小,F 很小很小,f 向上向上, F+f=mgsin30 =1N2.4/R2= mgsin30 - f = 0.5N R2=4.8 電阻電阻R調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)在1.6 到到4.8 范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導軌上范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導軌上 一航天探測器完成對月的探測任務(wù)后，一航天探測器完成對月的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月