力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系專題復(fù)習(xí)-完整版PPT

1、 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 力 安培力 F = BIL sin重力 G=m g彈力 F=kx摩擦力 f= N電場(chǎng)力 F = q E 洛侖茲力 f=qvB sin靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng) F= - kx運(yùn)動(dòng) V=r =2/ T運(yùn)動(dòng)定律 牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng) 牛頓第一定律 牛頓第二定律 牛頓第三定律力運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)定律力和運(yùn)動(dòng)重力彈力摩擦力電場(chǎng)力磁場(chǎng)力 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系3.F大小不變且始終垂直V勻速圓周運(yùn)動(dòng)4.F= - kx簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)V=0靜止V0勻速運(yùn)動(dòng)1. F=0V0F、V反向勻減速直線運(yùn)動(dòng)F、V夾角勻變速

2、曲線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)V=0F、V同向勻加速直線運(yùn)動(dòng)2.F=恒量物體的運(yùn)動(dòng)決定于受到的合力和初始運(yùn)動(dòng)情況.力的作用效應(yīng)1.力的靜力學(xué)效應(yīng)-使物體發(fā)生形變2.力的動(dòng)力學(xué)效應(yīng) 力的空間累積效應(yīng)-使物體的動(dòng)能發(fā)生變化 力的時(shí)間累積效應(yīng)-使物體的動(dòng)量發(fā)生變化力的瞬時(shí)作用效應(yīng)-使物體產(chǎn)生加速度研究方法1、隔離分析法2、整體分析法研究對(duì)象的整體分析法研究過(guò)程的整體分析法不考慮中間過(guò)程的細(xì)節(jié)不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力例題1：圖中a、b、c為三個(gè)物塊，M、N為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧，R為跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)。（ ） A）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)（B）有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉

3、伸狀態(tài)（C）有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)（D）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)MNaRcbA D（A）先開動(dòng)P1 適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng) P4 適當(dāng)時(shí)間 ( B）先開動(dòng) P3 適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)P2 適當(dāng)時(shí)間 ( C）開動(dòng)P4 適當(dāng)時(shí)間 ( D）先開動(dòng)P3 適當(dāng)時(shí)間， 再開動(dòng)P4 適當(dāng)時(shí)間例題2：圖為空間探測(cè)器的示意圖，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)， P1 、 P3的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x 軸平行， P2 、 P4的連線與y 軸平行。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v向正x方向平動(dòng)，要使探測(cè)器改為向正x

4、 偏負(fù)y 60的方向以原來(lái)的速率v平動(dòng)，則可（ ）A例3：用細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球懸掛起來(lái)，今對(duì)a球持續(xù)施加一個(gè)向左偏下30角的恒力，對(duì)b球持續(xù)施加一個(gè)向右偏上30角的恒力，最后達(dá)到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是： （ ）abAabBabCabDba解：隔離b，在mg和F作用下，須向右偏，最后三力平衡 對(duì)整體ab，繩中張力為內(nèi)力，兩個(gè)外力F平衡，只受重力2mg所以上段線應(yīng)豎直。A例4：跨過(guò)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)量為70kg，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。取重力加速度g =10m/s2，當(dāng)人以440N的力拉繩時(shí)，人與吊

5、板的加速度a和人對(duì)吊板的壓力F分別為（ ）(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5：如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，三個(gè)質(zhì)量分別為m、2m 、3 m的小球A、B、C，(其中B球帶正電Q，A、C兩球不帶電）用絕緣線連接懸于O點(diǎn)，問(wèn)(1)當(dāng)三球均處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí), A、B之間的細(xì)線的張力等于多少?(2)當(dāng)把OA段細(xì)線剪斷的瞬間, A、B之間的細(xì)線的張力又等于多少?OA mB 2mC 3mE解: (1)對(duì)BC整體,受力如圖:BC2mg

6、3mgQET1T 1 =5mg+QE(2)剪斷OA, AB球一起下落 (C自由下落)A mB 2mC 3mQE對(duì)AB整體 3mg+QE=3ma a=g+QE/3m對(duì)B 2mg+QE -T 2=2maT 2= QE/3例6：如圖示，傳送帶與水平面夾角為370 ，并以v=10m/s運(yùn)行，在傳送帶的A端輕輕放一個(gè)小物體，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5， AB長(zhǎng)16米，求：以下兩種情況下物體從A到B所用的時(shí)間.（1）傳送帶順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（2）傳送帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)AB解： （1）傳送帶順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力如圖示：vNfmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=

7、1/2a t2ABv（2）傳送帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)物體受力如圖： Nfmg開始摩擦力方向向下,向下勻加速運(yùn)動(dòng) a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度達(dá)到10m/s，摩擦力方向變?yōu)橄蛏?Nfmga2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2 物體以初速度v=10m/s向下作勻加速運(yùn)動(dòng) S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s 例7：一平板車,質(zhì)量M=100千克,停在水平路面上,車身的平板離地面的高度 h=1.25米, 一質(zhì)量m=50

8、千克的小物塊置于車的平板上,它到車尾端的距離b=1.00米,與車板間的滑動(dòng)摩擦系數(shù) m=0.20,如圖所示.今對(duì)平板車施一水平方向的恒力,使車向前行駛,結(jié)果物塊從車板上滑落.物塊剛離開車板的時(shí)刻,車向前行駛的距離 S0=2.0米.求物塊落地時(shí),落地點(diǎn)到車尾的水平距離S,不計(jì)路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦.取g=10米/秒2.解：m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/saM=(F- mg) / M = F/M - 0.25010 / 100 = F/M 1 =4 m/s2m離車后aM =

9、F/M =5 m/s2m平拋Sm =vm t1 =20.5=1mSM = vMt1 +1/2 aM t1 2=40.5+1/250.25=2.625mS= SM Sm =1.625m 例8：水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，今從靜止起用力拉金屬棒ab，若拉力為恒力，經(jīng)t1 秒ab的速度為v，加速度為a1 ，最終速度為2v, 若拉力的功率恒定，經(jīng)t2秒ab的速度為v，加速度為a2 ，最終速度為2v, 求 a1和a2的關(guān)系BbaR解：拉力為恒力時(shí)，F(xiàn) 安1a1tv 2vFFF 安最終有 F=F安=B2 L2 2v/Ra1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m - B2 L2 v

10、 / mR= B2 L2 v / mR拉力的功率恒定：F= F安= P/2v = B2 L2 2v/RP/v= 4B2 L2 v/Ra2=( F2- F安) / m= P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR a2 = 3a1 例9：由平行金屬導(dǎo)軌組成的傾角30的斜面，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8T.導(dǎo)軌頂端接有電池和變阻器，電池電動(dòng)勢(shì) 12V，內(nèi)阻不計(jì)，如圖.今在導(dǎo)軌上橫放一質(zhì)量為0.2kg、長(zhǎng)0.25m的金屬桿ab，已知桿與導(dǎo)軌間的摩擦系為 . 問(wèn)：電阻R調(diào)節(jié)在什么范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導(dǎo)軌上；解：畫出金屬桿的截面圖,并分析受力并將重力分解:mgNFf

11、mgsin30 =1牛 f=N=0.5牛 F=ILB=BLE/R=2.4/R若I 很大,F 很大,f 向下, F=f+mgsin30 =1.5N 2.4/R1=f+ mgsin30 = 1.5N R1=1.6 若I 很小,F 很小,f 向上, F+f=mgsin30 =1N2.4/R2= mgsin30 - f = 0.5N R2=4.8 電阻R調(diào)節(jié)在1.6 到4.8 范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導(dǎo)軌上例10：一航天探測(cè)器完成對(duì)月的探測(cè)任務(wù)后，在離開月球的過(guò)程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通過(guò)噴氣而獲得推動(dòng)力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是： （

12、）A.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣B.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣C.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣D.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣C 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（下） 例1. 質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速下滑，此過(guò)程中斜面體保持靜止，則地面對(duì)斜面（ ）A無(wú)摩擦力B有水平向左的摩擦力C支持力為（M+m）gD支持力小于（M+m）gFvM解：整體法受力如圖示，(M+m)gN要平衡，必須受向左的摩擦力N （M+m）gB DFvMf例2：如圖示：豎直放置的彈簧下端固定，上端連接一個(gè)砝碼盤B，盤中放一個(gè)物體A，A、 B的質(zhì)量分別是M=10.5kg、m=1.5

13、 kg，k=800N/m,對(duì)A施加一個(gè)豎直向上的拉力，使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.2秒A與B脫離，剛脫離時(shí)刻的速度為v=1.2m/s，取g=10m/s2,求A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力的最大值與最小值。AB解：對(duì)整體 kx1=(M+m)g x1F + kx - (M+m)g= (M+m)a脫離時(shí)，A 、B間無(wú)相互作 用力，x2對(duì)B kx2-mg=max1- x2 =1/2 at2 a=v/t=6m/s2Fmax=Mg+Ma=168NFmin=(M+m)a=72N 例3. 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向按裝的固定光滑桿

14、上套一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來(lái)靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度。滑塊上有指針，可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度 （ ） A. 方向向左，大小為 k S/m B方向向右，大小為 k S/m C方向向左，大小為 2k S/m D. 方向向右，大小為 2k S/mD01010UP2. 若電位器（可變電阻）總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)U

15、，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a 的函數(shù)關(guān)系式。01010UPU0解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa例4. 汽車在某一段直路上以恒定功率加速行駛，若它的速度是4m/s時(shí)，加速度是 a；若它的速度是8m/s時(shí)，加速度是a/4。則汽車行駛的最大速度是 . 解：畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，4 m/s a8 m/s a/4Vm a=oF2 F1fffFF1=P/v1 （F1-f）= m a即 P/4-f = maF2=P/v2 （F2-f）= m a/4即 P/8-f = ma/4F

16、=P/vm =f解得 P=6ma f = 0.5ma vm =P/f=12m/s12m/s 例5、 質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下，從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能（ ）（A）與它的位移成正比 （B）與它的位移平方成正比（C）與它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比 （D）與它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比解： EK=F S=1/2mv2 = 1/2ma2t2 A D例6. 某人用手表估測(cè)火車的加速度，先觀測(cè)3分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)540米，隔3分鐘后，又觀測(cè)1分鐘，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)360米，若火車在這7分鐘內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則火車的加速度為 （ ）A.0.03m/s2 B.0.01 m/s2 C.0.5 m/s2 D. 0.6 m

17、/s2解:畫出運(yùn)動(dòng)示意圖如圖示： 6123457在1.5分時(shí)的速度1.5v1=540/(360)=3m/s 在6.5分時(shí)的速度6.5v2=360/(160)=6m/s a=(v2 - v1 )/t=3/(560)=0.01m/s2B例7、一半徑為R的光滑圓環(huán)上穿有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)圓環(huán)位于豎直平面內(nèi)，小球沿圓環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)的速度 ，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）（A） 此小球的最大速率為（B） 小球達(dá)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)環(huán)的壓力為 4mg/5（C） 小球在任一直徑兩端點(diǎn)上的動(dòng)能之和相等（D） 小球沿圓環(huán)繞行一周所用時(shí)間小于 CRvCA C D例8. 在光滑的水平面上有兩個(gè)滑塊

18、A和B,它們的質(zhì)量分別為mA和mB ,且mAmB 滑塊A上連一個(gè)輕質(zhì)彈簧,靜止在M點(diǎn),滑塊B 以某一速度朝著滑塊A 運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧并推動(dòng)A 運(yùn)動(dòng)起來(lái),A運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),彈簧被壓縮得最厲害,A 運(yùn)動(dòng)到Q 點(diǎn)時(shí),彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),如圖所示.則( ).(A)滑塊A從M 運(yùn)動(dòng)到Q 點(diǎn)的過(guò)程中, 滑塊A 的加速度與B 的加 速度大小總相等(B)滑塊A 運(yùn)動(dòng)到N 點(diǎn)時(shí), 滑塊A、B 的速度相等(C)滑塊A 運(yùn)動(dòng)到Q 點(diǎn)時(shí), 滑塊B 的速度方向一定與原來(lái)相反(D)滑塊A 在N、Q 之間某點(diǎn)時(shí), 滑塊B 的速度為零B C DABNQM練習(xí)1：一物體從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑，當(dāng)所用時(shí)間為下滑到斜面底端所用時(shí)間的

19、一半時(shí)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能的比值Ek：EP . 1:3 水平放置的絕緣光滑導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌方向固定一條形磁鐵，如圖8所示。有銅、鐵、鋁和有機(jī)玻璃制成的四個(gè)滑塊，分別從導(dǎo)軌上A點(diǎn)以一定初速度v0向磁鐵滑去。其中做加速運(yùn)動(dòng)的是_，做勻速運(yùn)動(dòng)的是 ，做減速運(yùn)動(dòng)的是 . ASN鐵玻璃銅、鋁練習(xí)2： 一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的半徑大得多).在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)).A球的質(zhì)量為m1,B球的質(zhì)量為m2.它們沿環(huán)形圓管順時(shí)針運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都為v0.設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零, 那么m1、m2

20、、R與v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是_.RV0ABBV2RV0A解：分析受力，畫出受力圖：N1m1 g對(duì)A: N1 - m1 g = m1 v0 2 /R N1 = m1 g + m1 v0 2 /R m2 gN2對(duì)B: N2+ m2 g = m2 v2 2 /R N2= m2 v2 2 /R - m2 g 由機(jī)械能守恒定律 1/2 m2 v0 2 = 1/2 m2 v2 2 + m2 g 2R v2 2 = v0 2 - 4RgN1 = N2m1 g + m1 v0 2 /R = m2 v2 2 /R - m2 g = m2 v0 2 /R - 5m2 g (m1 - m2) v0 2 /R + (m

21、1 + 5m2) g=0練習(xí)3：豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各 與小球相連，另一端分別用銷釘M N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài).若拔去銷釘M的瞬間，小球的加速度大小為12m/s2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間， ，小球的加速度可能為(取g=10m/s2) ( )A 22m/s2，方向豎直向上 B 22m/s2，方向豎直向下 C2m/s2， 方向豎直向上D2m/s2， 方向豎直向下B CNM練習(xí)4： 在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球、另一端固定于O點(diǎn)，把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速度釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，

22、線與豎直方向的最大夾角為，如圖所示，求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力。ABC解：小球受力如圖示，（電場(chǎng)力一定向右）mgqEA-C由動(dòng)能定理 mglcos-qEl (1+sin）=0A-B 由動(dòng)能定理mgl - qEl = 1/2 mv2在B點(diǎn)，由圓周運(yùn)動(dòng)T-mg=mv2/lTmg T=mg( 3 - )30ABCDLL+QO練習(xí)5： 傾角30的直角三角形，底邊長(zhǎng)2L，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌，現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O固定一個(gè)正電荷Q ，讓一個(gè)質(zhì)量為m 的帶正電的電荷q 從斜面頂端 A 沿斜面下滑，（不脫離斜面），已測(cè)得它滑到仍在斜邊上的垂足D處的速度為v，加速度為a，方向沿斜面向下，問(wèn)該

23、質(zhì)點(diǎn)滑到底端時(shí)的速度和加速度各為多少？解：連接OD,分析受力如圖示：F電NmgC、D在+Q的等勢(shì)面上，D C 電場(chǎng)力不做功，由機(jī)械能守恒定律在D點(diǎn)mgsin 30- F電 cos 30=ma在C點(diǎn)mgsin 30+ F電 cos 30=mac ac = g - amgmgmgmgmgF電mgNF電mg練習(xí)6：如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1和S2，勁度系數(shù)皆為k=4102N/m懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2kg m2=4kg若不計(jì)彈簧質(zhì)量，取g=10m/s2，則平衡時(shí)彈簧S1和S2 的伸長(zhǎng)量分別為( )（A）5cm、10cm（B）10cm、5cm（C）15cm、10cm（D）10cm、15cm S1S2m1m2C（