物理粵教版必修一第四章力與運(yùn)動(dòng)章末總結(jié)

章末總結(jié)一、解決力學(xué)問(wèn)題的三種基本功1．受力分析(1)靈活選擇研究對(duì)象．(2)作出研究對(duì)象的受力示意圖．(3)根據(jù)研究對(duì)象的受力情況，確定其運(yùn)動(dòng)情況，從而選取相應(yīng)的規(guī)律求解．2．運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析在分析力學(xué)問(wèn)題時(shí)，要區(qū)分出初態(tài)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程和末態(tài)，在物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，往往因?yàn)槲矬w受力的變化，可以把它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為幾個(gè)階段，所以解題時(shí)一般要根據(jù)實(shí)際情況畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，再結(jié)合受力情況選取相應(yīng)的規(guī)律求解．3．矢量的運(yùn)算學(xué)過(guò)的矢量主要有：位移s、速度v、加速度a、力F等，矢量運(yùn)算要注意以下幾點(diǎn)：(1)互成角度的矢量合成與分解，遵從平行四邊形定則．(2)正交分解法是平行四邊形定則的特殊情景，實(shí)際中多應(yīng)用于力的分解，應(yīng)用時(shí)要根據(jù)物體受力情況選定坐標(biāo)系，使較多的力落在坐標(biāo)軸上．(3)同一條直線上的矢量運(yùn)算，要先規(guī)定正方向，然后以“＋”“－”號(hào)代表矢量方向，從而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為算術(shù)運(yùn)算．例1如圖1所示，一小轎車從高為10m、傾角為37°的斜坡頂端從靜止開(kāi)始向下行駛，當(dāng)小轎車到達(dá)底端時(shí)進(jìn)入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動(dòng)機(jī)在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2×103N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.4×104N，小轎車的質(zhì)量為2t，小轎車與斜坡及水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)．求：圖1(1)小轎車行駛至斜坡底端時(shí)的速度；(2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時(shí)間不能超過(guò)多少？(轎車在行駛過(guò)程中不采用剎車裝置)答案(1)10m/s(2)5s解析(1)小轎車在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1代入數(shù)據(jù)得斜坡上小轎車的加速度a1＝3m/s2由veq\o\al(2,1)＝2a1s1s1＝eq\f(h,sin37°)得行駛至斜坡底端時(shí)的速度v1＝10m/s.(2)在水平地面上加速時(shí)F2－μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)得a2＝2m/s2關(guān)閉油門后減速，μmg＝ma3，代入數(shù)據(jù)得a3＝5m/s2設(shè)關(guān)閉油門時(shí)轎車的速度為v2，有eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2a2)＋eq\f(v\o\al(2,2),2a3)＝s2得v2＝20m/s，t＝eq\f(v2－v1,a2)＝5s即在水平地面上加速的時(shí)間不能超過(guò)5s.針對(duì)訓(xùn)練如圖2所示，在傾角θ＝37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面底端有一質(zhì)量m＝1kg的物體．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，現(xiàn)用輕細(xì)繩拉物體由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．經(jīng)時(shí)間t＝4s繩子突然斷了，求：(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)圖2(1)繩斷時(shí)物體的速度大?。?2)從繩子斷了開(kāi)始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．答案(1)8m/s(2)4.2s解析(1)物體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受拉力F、斜面支持力FN、重力mg和摩擦力f，受力分析如右圖所示，設(shè)物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律有：F－mgsinθ－f＝ma1又f＝μFNFN＝mgcosθ解得：a1＝2m/s2t＝4s時(shí)物體的速度大小v1＝a1t＝8m/s(2)繩斷時(shí)物體距斜面底端的位移為s1＝eq\f(1,2)a1t2＝16m，繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，受力分析如右圖所示，則根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinθ＋f＝ma2解得a2＝8m/s2物體勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(v1,a2)＝1s物體勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為s2＝eq\f(1,2)v1t2＝4m此后物體沿斜面勻加速下滑，設(shè)物體下滑的加速度為a3，受力分析如右圖所示．根據(jù)牛頓第二定律可得mgsinθ－f′＝ma3，f′＝μFN′＝μmgcosθ，得a3＝4m/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(dòng)學(xué)公式可得s1＋s2＝eq\f(1,2)a3teq\o\al(2,3)，t3＝eq\r(10)s≈3.2s，所以從繩子斷到物體返回斜面底端的時(shí)間為t′＝t2＋t3＝4.2s.二、整體法和隔離法的應(yīng)用對(duì)于由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí)，一般要使用整體法和隔離法．1．整體法：把兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)研究的分析方法．2．隔離法：將所確定的研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來(lái)的分析方法．3．一般只涉及系統(tǒng)外部對(duì)系統(tǒng)的作用力時(shí)，優(yōu)先選用整體法；而涉及系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力時(shí)，必須選用隔離法．例2(多選)如圖3所示，光滑的水平地面上有三塊材料完全相同的木塊A、B、C，質(zhì)量均為m.中間用細(xì)繩1、2連接，現(xiàn)用一水平恒力F作用在C上，三者開(kāi)始一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中把一塊橡皮泥粘在某一木塊上面，系統(tǒng)仍加速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A．無(wú)論粘在哪個(gè)木塊上面，系統(tǒng)加速度都將減小B．若粘在A木塊上面，繩1的拉力增大，繩2的拉力不變C．若粘在B木塊上面，繩1的拉力減小，繩2的拉力增大D．若粘在C木塊上面，繩1、2的拉力都減小答案ACD解析設(shè)恒力為F，繩1、2的拉力大小分別為F1、F2.對(duì)A、B、C整體研究，根據(jù)牛頓第二定律得a＝eq\f(F,mA＋mB＋mC)可知，質(zhì)量增大，加速度a減小，故A正確；若橡皮泥粘在A木塊上面，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)B、C整體：F－F1＝(mC＋mB)a，得F1＝F－(mC＋mB)a，a減小，F(xiàn)1增大；對(duì)C：F－F2＝mCa，得F2＝F－mCa，a減小