力学三大基本观点.ppt

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.质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，速度为v0，某时刻拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？,小结:先大后小,守恒优先,变1：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？,小结:涉及时间优先用动量定理,变2：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，中途拖车脱钩，待司机发现时，汽车已行驶了L的距离，于是立即关闭油门设运行过程中所受阻力与重力成正比，汽车牵引力恒定不变，汽车停下时与拖车相距多远？,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.两个材料相同、高度相同、上表面粗糙程度相同的A、B紧靠着放在光滑水平面上，质量分别是mA=5kg、mB=3kg，如图所示，另一质量mC=2kg的铅块（体积可忽略）以相对于地面的水平初速度v0=8m/s沿A表面运动，最后停在B上C在A上滑过的时间t=0.8s，且滑过A时相对于地的速度为vC=3m/s，取g=10m/s.求：木块B的最大速度C与A、B的动摩擦因数要使C不从B上滑出，B的长度最小是多少？(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。,回顾考题,体验方法,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）,试一试,r=0.4mL=2.8mm=10kg滚轮与铁板1=0.3铁板与工作台间2=0.1F=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）,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。,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,题5.如图所示，PR是一块长为L=4m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=0.1kg.带电量为q=0.5C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）匀速运动过程的位移为s2