高中物理力能相结合例题必修2a力和运动上.ppt

力和运动的关系 上 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200年高考整体法和隔离法例12002年河南6例2综合应用题例393年高考例4例5 力和运动的关系 力 安培力f bilsin 重力g mg 弹力f kx 摩擦力f n 电场力f qe 洛仑兹力f qvbsin 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 简谐振动f kx 运动 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 力和运动的关系 1 f 0 v 0 2 f 恒量 物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况 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 2002年河南2 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 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 2000年高考 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y60 的方向以原来的速率v平动 则可 a 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 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 a 2002年河南6 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 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 3m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 t1 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b2mg qe t2 2ma t2 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 mgsin mgcos ma a gsin gcos 2m s2 s 1 2at2 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 gsin370 gcos370 10m s2 t1 v a 1ss1 1 2 at2 5ms2 11m 1秒后 速度达到10m s 摩擦力方向变为向上 a2 gsin370 gcos370 2m s2 物体以初速度v 10m s向下作匀加速运动 s2 vt2 1 2 a2t22 11 10t2 1 2 2 t22 t2 1s t t1 t2 2s 93年高考 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 解 m离车前 am f m g 2m s2 sm 1 2amt2 s0 b 1m s0 1 2amt2 2m am 2am 4m s am f mg m f m 0 25010 100 f m 1 4m s2 m离车后 am f m 5m s2 m平抛 sm vmt1 2 0 5 1m sm vmt1 1 2am t12 4 0 5 1 2 5 0 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 b2l2 2v r a1 f b2l2v r m f m b2l2v mr b2l2v mr 拉力的功率恒定 f f安 p 2v b2l2 2v r p v 4b2l2v r a2 f2 f安 m p v b2l2v r m 3b2l2v mr a2 3a1 例5 由平行金属导轨组成的倾角30 的斜面 匀强磁场垂直于导轨平面 磁感应强度b 0 8t 导轨顶端接有电池和变阻器 电池电动势 12v 内阻不计 如图 今在导轨上横放一质量为0 2kg 长0 25m的金属杆ab 已知杆与导轨间的摩擦系为 问 电阻r调节在什么范围内 金属杆可静止在导轨上 解 画出金属杆的截面图 并分析受力并将重力分解 mgsin30 1牛f n 0 5牛f ilb ble r 2 4 r 若i