《力和运动上》PPT课件.ppt

力和运动的关系 （上） 吕叔湘中学 庞留根 2005年1月,力 运动 运动定律 力和运动 力和运动的关系 力的作用效应 研究方法 基本题 2002年河南2 00年高考 整体法和隔离法 例1 2002年河南6 例2 综合应用题 例3 93年高考 例4 例5 例6 例7,力和运动的关系(上）,力,安培力 F =BIL sin,重力 G=mg,弹力 F=kx,摩擦力 f=N,电场力 F =qE,洛仑兹力 f=qvB sin,运动,静止,匀速直线运动,匀变速直线运动,平抛运动,匀速圆周运动,v=r =2/ T,简谐振动 F= - kx x=Acost,运动定律,牛顿第一定律,牛顿第二定律,牛顿第三定律,力,运动,运动定律,力和运动,物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况.,力和运动的关系,1. F=0,V0,2.F=恒量,力的作用效应,1.力的静力学效应-使物体发生形变,2.力的动力学效应,力的空间累积效应-使物体的动能发生变化,力的时间累积效应-使物体的动量发生变化,力的瞬时作用效应-使物体产生加速度,研究方法,1、隔离分析法,2、整体分析法,研究对象的整体分析法,研究过程的整体分析法,不考虑中间过程的细节,不考虑系统内部的相互作用力,图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。（ ） A） 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态（B） 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态（C） 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态（D） 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态,A、D,2002年河南2、,（A）先开动P1 适当时间，再开动 P4 适当时间 ( B）先开动 P3 适当时间，再开动P2 适当时间 ( C）开动P4 适当时间 ( D）先开动P3 适当时间， 再开动P4 适当时间,图为空间探测器的示意图，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四个喷气发动机， P1 、 P3的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行， P2 、 P4的连线与y 轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v向正x方向平动，要使探测器改为向正x 偏负y 60的方向以原来的速率v平动，则可（ ）,A,2000年高考、,一航天探测器完成对月的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是： （ ） A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B.探测器加速运动时，竖直向下喷气 C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时，不需要喷气,02年上海7、,C,对整体ab，绳中张力为内力，两个外力F平衡， 只受重力2mg 所以上段线 应竖直。,例1、用细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对a球持续施加一个向左偏下30角的恒力，对b球持续施加一个向右偏上30角的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是： （ ）,解：隔离b，在mg和F作用下，须向右偏，最后三力平衡,A,跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g =10m/s2，当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为（ ） (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 =50N,B,2002年河南6、,例2、如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小为E，三个质量分别为m、2m 、3 m的小球A、B、C， (其中B球带正电Q，A、C两球不带电）用绝缘线连接悬于O点，问(1)当三球均处于静止状态时, A、B之间的细线的张力等于多少?(2)当把OA段细线剪断的瞬间, A、B之间的细线的张力又等于多少?,解: (1)对BC整体,受力如图:,T 1 =5mg+QE,(2)剪断OA, AB球一起下落 (C自由下落),对AB整体 3mg+QE=3ma,a=g+QE/3m,对B 2mg+QE -T 2=2ma,T 2= QE/3,例3、如图示，传送带与水平面夹角为370 ，并以v=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5， AB长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间. （1）传送带顺时针方向转动 （2）传送带逆时针方向转动,解： （1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：,mg sinmg cos= m a,a = gsingcos= 2m/s2,S=1/2a t2,（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：,开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动,a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2,t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m,1秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上,a2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2,物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动,S2= vt2+1/2a2 t22,11=10 t2+1/22t22,t2=1s,t=t1+t2=2s,一平板车,质量M=100千克,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度 h=1.25米, 一质量m=50千克的小物块置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1.00米,与车板间的滑动摩擦系数 m=0.20,如图所示.今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离 S0=2.0米.求物块落地时,落地点到车尾的水平距离S,不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦.取g=10米/秒2.,93年高考、,解：m离车前,am =f/m=g=2m/s2,Sm=1/2 am t2 =S0 -b=1m,S0=1/2 aM t2 =2m, aM= 2 am =4m/s2,aM=(F-mg) / M= F/M 1 =4 m/s2,m离车后,aM = F/M =5 m/s2,m平抛,Sm =vm t1 =20.5=1m,SM = vMt1 +1/2 aM t1 2=40.5+1/250.25=2.625m,S= SM Sm =1.625m,例4：水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中，今从静止起用力拉金属棒ab，若拉力为恒力，经t1 秒ab的速度为v，加速度为a1 ，最终速度为2v, 若拉力的功率恒定，经t2秒ab的速度为v，加速度为a2 ，最终速度为2v, 求 a1和a2的关系,解：拉力为恒力时，,最终有 F=F安=B2 L2 2v/R,a1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m - B2 L2 v / mR= B2 L2 v / mR,拉力的功率恒定：,F= F安= P/2v = B2 L2 2v/R,P/v= 4B2 L2 v/R,a2=( F2- F安) / m = P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR, a2 = 3a1,例5. 在倾角30的斜面上，固定一宽 l =0.25m的金属框，电池电动势 E12V，内阻不计，垂直框架放一质量为m=0.2kg 的金属杆ab， 杆与导轨间的摩擦因数为 . 整个装置放在磁感应强度B0.8T,垂直于框面斜向上的匀强磁场中,如图.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内,可使金属杆静止在导轨上？,解： 画出金属杆的截面图,并分析受力:,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 =1N,2.4/R2= mgsin30 - f = 0.5N,R2=4.8, 1.6 R4.8,电阻R调节在1.6 到4.8 范围内，金属杆可静止在导轨上,例6、如图a示，AB是某电场的一条电场线，若在A点静止释放一自由的负电荷，则负电荷沿AB运动到B的过程中的速度图象如图b示，则下列判断正确的是： （ ） A. 场强EAEB, 电势UAUB B. 场强EAUB C. 场强EAEB, 电势UAUB D. 场强EAEB, 电势UAUB,解：负电荷沿AB运动到B的过程中的速度逐渐增大, 可见电场力对电荷做正功,所以场强方向向左, UAUB,v-t图象的斜率逐渐减小，可见加速度逐渐减小，所以EAEB,C,例7、在xOy平面内，第象限中有匀强电场，场强大小为E,方向沿y轴正方向,在x轴的下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，今有一个质量为m，电量为e的电子(不计重力),从y 轴上的P点蚁初速度v0垂直于电场方向进入电场，经电场偏转后,沿着与x 轴成45进入磁场，并能返回到原出发点P。求： (1)作出电子运动轨迹的示意图, 并说明电子的运动情况 (2)P点离坐标原点的距离h (3)电子从P点出发经多长时间 第一次返回到P点?,解:,(1