力学三大基本观点.ppt

专题一 力学三大基本观点 一、力学的三个基本观点 力的观点： 动量观点： 动能定理、能的转化和守恒定律 （包括机械能守恒定律） 牛顿运动定律、运动学规律 动量定理、动量守恒定律 能量观点： 二如何选用力学的三个基本观点？ 实战演练 例1. 质质量为为M的汽车带车带 着质质量为为m的拖车车在 平直公路上匀速前进进，速度为为v0 ，某时时刻拖 车车突然与汽车车脱钩钩，到拖车车停下瞬间间司机 才发现发现 若汽车车的牵牵引力一直未变变，车车与 路面的动动摩擦因数为为，那么拖车刚车刚 停下时时 ，汽车车的瞬时时速度是多大？ 小结:先大后小,守恒优先 变变1： 质质量为为M的汽车带车带 着质质量为为m的拖车车 在平直公路上以加速度a匀加速前进进，当速 度为为v0时时拖车车突然与汽车车脱钩钩，到拖车车停下 瞬间间司机才发现发现 若汽车车的牵牵引力一直未 变变，车车与路面的动动摩擦因数为为，那么拖车车 刚刚停下时时，汽车车的瞬时时速度是多大？ 小结:涉及时间优先用动量定理 变变2： 质质量为为M的汽车带车带 着质质量为为m的拖车车 在平直公路上匀速前进进，中途拖车车脱钩钩，待 司机发现时发现时 ，汽车车已行驶驶了L的距离，于是 立即关闭闭油门门设设运行过过程中所受阻力与重 力成正比，汽车牵车牵 引力恒定不变变，汽车车停下 时时与拖车车相距多远远？ 小结:涉及位移优先用动能定理 领悟： 1.选取对象是先系统后物体 2.解决问题有三种途径,一般来说用 动量能量的观点解决更方便些. 3.涉及S优先用动能定理 涉及t优先用动量定理 例2 (97年全国卷25题)质量为m的钢板与直立轻弹簧 的上端连接，弹簧下端固定在地上平衡时，弹簧的 压缩量为x0，如图下图所示一物块从钢板正上方距 离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一 起向下运动，但不黏连它们到达最低点后又向上运 动已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点若物 块质量为2m，仍从A 处自由落下， 则物块与钢板回到O点时，还具 有向上的速度求物块向上运动 到达的最高点与O点的距离？ 领悟： （1）当运动过程中不涉及细节问题或加速度时，可 用动量和能量的观点分析问题。 （2）涉及碰撞等过程用动量观点，涉及位移过程宜 用能量的观点。 （3）解题的过程就是类似于机器的“拆卸”的过程。 这是一道复杂的动量与能量综合题，是一道压轴题 . 但是只要我们把复杂的状态、过程进行“拆解”， 把它变成一个个我们熟悉的小过程，就能做到化难 为易，化繁为简！ 例3. (93年全国卷). 两金属杆ab和cd长均为 l , 电阻均为R, 质量分别为M和m, Mm. 用两 根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线 将它们连成闭合回路, 并悬挂在水平、光滑、 不导电的圆棒两侧. 两金属杆都处在水平位置, 如图所示. 整个装置处在一与回路平面相垂直 的匀强磁场中, 磁感应强度为B. 若金属杆ab正 好匀速向下运动, 求运动的速度. 在电磁学中只要涉及到 力的问题都可以运用三 大观点来解题 练习练习 . 两个材料相同、高度相同、上表面粗糙程度相同的A、B 紧紧靠着放在光滑水平面上，质质量分别别是mA =5kg、mB=3kg，如 图图所示，另一质质量mC=2kg的铅块铅块 （体积积可忽略）以相对对于地面 的水平初速度v0=8m/s沿A表面运动动，最后停在B上C在A上滑 过过的时间时间 t=0.8s，且滑过过A时时相对对于地的速度为为vC=3m/s，取 g=10m/s.求： 木块块B的最大速度 C与A、B的动动摩擦因数 要使C不从B上滑出，B的长长度最小是多少？ (保留两位小数) 小 结 1、开启动力学问题之门的三把钥匙 2、研究对象宜先系统(或整体)，后物体(或部分) 3、当多个物体之间有相互作用时，优先考虑两大守恒定 律，特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律 4、三种观点不要绝对独立，联立求解有时会珠联璧合、 更胜一筹。 三、利用三个基本观点如何解题 力的观点： 动量观点： 动能定理、能的转化和守恒定律 （包括机械能守恒定律） 牛顿运动定律、运动学规律 动量定理、动量守恒定律 能量观点： 题1如图所示，水平轨道的AB段是光滑的，BC段是粗糙的 ，AB轨道与BC轨道在B点衔接。一个质量m1=1kg的木块1被 一条细线的一端拴住放在AB段上，细线的另一端固定在墙壁 上，木块1和墙壁之间夹有一根被压缩的轻质弹簧，此时弹簧 具有弹性势能为18J。在B点放置一个质量m2=0.5kg的木块2。 当剪断这条细线后，木块1被弹出而向右运动，木块1即将与 木块2发生碰撞的瞬间，弹簧恰好恢复原长，木块1和2碰撞后 粘在一起。已知木块1和木块2与BC段轨道间的动摩擦因数均 为=0.1，g取10m/s2，求：碰撞后，两个木块能在BC段上滑 行多远？ 问1：若要求碰后两个木块在BC段上滑行的时间，你将 选用什么规律？ 问2：通过求解此题，你能总结一下解力学综合题的 一般方法吗？ 练一练 力学综合问题解题方法 找状态 明过程 选规律 列方程 求 解 确定研究对象、进行两个 分析（受力、运动） 建立清晰的物理情景，构 建物理模型 三个基本观点，优先考虑 能量、动量观点 按规范要求列字母式 统一单位、结果说明 题2.（05全国理综,25）如图所示，一对杂技演员（都视 为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发 绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男 演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处A 。求男演 员落地点C 与O 点的水平距离S。已知男演员质量m1，和女 演员质量m2之比m1:m2=2:1,秋千的质量不计，秋千的摆长为 R , C 点比O 点低5R。 A B C s 5R O R 回顾考题,体验方法 A B C s 5R O R S=8R 题2分析 1：男女演员从A摆到B 2：女演员推出男演员 3：男演员从B到C 4：女演员从B回摆到A 过程 选用规律 方程 机械能守恒 动量守恒 平抛规律 机械能守恒 题3.如图所示，用半径r =0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面 压轧一道浅槽。薄铁板的长L=2.8m、质量m=10kg。已知滚轮 与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为1=0.3和 2=0.1。铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板 产生恒定的竖直向下的压力F=100N，在滚轮的摩擦作用下铁 板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度 恒为=5rad/s，g取10m/s2。 加工一块铁板需要多少时间？ 加工一块铁板电动机要消耗多少电能？ （不考虑电动机自身的能耗） 铁板 滚轮 试一试 r =0.4m L=2.8m m=10kg 滚轮与铁板1=0.3 铁板与工 作台间2=0.1 F=100N =5rad/s，g取10m/s2。 加工一块铁板需要多少时间？ 加工一块铁板电动机要消耗多少电能？ （不考虑电动机自身的能耗） 铁板 滚轮 题3分析 2、在涉及到相对位移（路程）且摩擦生热时，一般选 用能量观点分析 本题总结： 1、受力分析、运动情况分析是明确物理过程的关键； 问1：铁板做什么运动？ 问2：电动机输出的能量转化为哪些形式的能量？ 问3：电动机输出的能量是如何实现转化的？ 题4、如图所示，质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上，木 板与水平面间的动摩擦因数为0.24，木板右端放着质量mB为 1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态。木板突 然受到水平向右的12Ns的瞬时冲量I 作用开始运动，当小物块 滑离木板时，木板的速度vA=2.0m/s，小物块的动能为 vB=1.0m/s ，g取10m/s2，求 瞬时冲量作用结束时木板的速度v0； 木板的长度L。 A B LC 试一试2 课堂小结 一、三个基本观点选用 的一般原则： 1以单个物体为研究对象时: 宜选用动量定理和动能定理，其中涉 及时间的问题，应选用动量定理，而 涉及位移的应选用动能定理。 2对多个物体组成的系统: 优先考虑两个守恒定律 3若涉及系统内物体的相对位移（路程 ）并涉及摩擦力的，要考虑应用能的 转化和守恒定律。 二、力学综合题 的解题方法： 找状态 明过程 选规律 列方程 求 解 E B P R L d A C 题5. 如图所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平 地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半 部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0.1 kg.带电量为q=0.5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力 和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速 运动。当物体碰到板上R端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去 电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减 速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为 =0.4。求： （1）电场强度E的大小和方向. （2）磁感应强度B的大小； 提高一步 17解：开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力 F1=1FN=0.3100N=30N（1分） 工作台给铁板的摩擦阻力F2=2FN=0.1(100+1010)N=20N（1分） 铁板先向右做匀加速运动：a= m/s2=1m/s2(1分) 加速过程铁板达到的最大速度vm=R=50.4m/s=2m/s （1分） 这一过程铁板的位移s1= m=2m2.8m（1分） 此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力，F1=F2，铁板将做匀速运动。 （2分） 即整个过程中铁板将先做加速度a=1m/s2匀加速运动，然后做vm=2m/s的匀 速运动（只要上面已求出，不说数据也得分）（1分） 在加速运动过程中，由vm=at1得 t1= s （2分） 匀速运动过程的位