沪科版高中物理必修一第29讲《解决力学问题的三种基本功》教案

1、最新沪科版高中物理必修一第29 讲解决力学问题的三种基本功教案力学问题是物理学最重要的组成部分, 也是整个物理学的基础力学问题的解决方法很多, 可以迁移到电磁学、热学中, 甚至是原子物理中, 因此掌握力学问题的处理思想是重要且必须的1受力分析在解决各种力学实际问题时, 首先要善于选择研究对象究竟是选定某一物体, 还是某一系统( 整体 ), 要根据问题的物理情景和解题目标来定, 并要能熟练掌握受力分析的“整体法”和“隔离法”若要求解系统内物体间的“内力”, 必须进行“隔离”对隔离出的物体来说, 此时系统的内力即转化为该物体的外力一般均要作出研究对象的受力示意图只有在正确分析研究对象受力情况的基础

2、上, 才能明确相应运动情况而选取相应规律, 使问题得到解决；同时要养成受力分析时结合物体的运动状态进行分析的习惯, 如静摩擦力、杆的弹力等问题的分析2运动过程分析在力学问题中, 任何一个研究对象在力的作用下都会展现一个运动过程, 在分析时 , 要区分出初态、运动过程和末态, 在物体运动的整个过程中, 往往因为物体受力的变化, 可以把它的运动过程分为几个阶段, 所以解题时一般要根据实际情况画出运动过程示意图, 再结合受力情况选取相应的规律求解3矢量的运算学过的矢量主要有：位移s、速度 v、加速度 a、力 F 等 , 矢量运算要注意以下几点：(1) 互成角度的矢量合成与分解 , 遵从平行四边形定则

3、 , 在进行矢量合成或分解时 , 应明确物体遵循力和运动的“独立性原理” , 特别注意一般情况下是对瞬时矢量的合成或分解(2) 正交分解法是平行四边形定则的特殊情景 , 实际中多应用于力的分解 , 应用时要根据物体受力情况选定坐标系 , 使较多的力落在坐标轴上(3) 同一条直线上的矢量运算 , 要先规定正方向 , 然后以“”“”号代表矢量方向 , 从而把矢量运算转化为算术运算对点例题如图 1 所示 , 传送带与水平面的夹角37, 并以v 10 m/s 的速率逆时针转动,在传送带的A 端轻轻地放一小物体若已知物体与传送带之间的动摩擦因数 0.5, 传送带 A端到 B 端的距离L16 m, 则小物

4、体从A 端运动到B 端所需的时间为多少？( g 取 10 m/s 2,sin37 0.6,cos 37 0.8)1 / 3图 1解题指导设小物体的质量为m, 小物体被轻轻地放在传送带A 端 , 小物体沿传送带方向速度为零 , 但传送带的运动速率为v 10 m/s, 二者速率不相同 , 它们之间必然存在相对运动传送带对小物体有沿传送带斜向下的滑动摩擦力作用 , 小物体的受力情况如图所示设小物体的加速度为 a1, 则由牛顿第二定律有11mgsin f maN mgcos f 1 N联立式并代入数据解得a1 10 m/s 2小物体速度大小达到传送带速率v 10 m/s 时 , 所用的时间 tv 1

5、s a1112在 1 s 内小物体沿传送带的位移s1 2a1t1 5 m小物体的速度大小与传送带速率相同的时刻, 若要跟随传送带一起运动, 即相对传送带静止, 它必须受到沿传送带向上的摩擦力f mgsin 6m 的作用 , 但是此时刻它受到的摩擦力是f 2mgcos 4m, 小于 f . 因此 , 小物体与传送带仍有相对滑动, 设小物体的加速度为a , 这时小2物体的受力情况如图所示由牛顿第二定律有mgsin mgcos ma2, 解得 a2 2 m/s 2.设小物体速度大小达到10 m/s 后又运动时间t2 才到达B端 , 则有s2 1vt21222L s2a t代入数据解得 t 2 1 s

6、, t 2 11 s(舍去 )小物体从 A端运动到 B 端所需的时间t t 1 t 2 2 s.答案 2 s思维规范物体在传送带上的运动综合考查了受力分析和运动过程分析传送带倾斜时, 要注意分析摩擦力的大小、方向随运动状态的变化情况本题中物体在前后两段运动中所受滑动摩擦力的方向相反 , 从而造成两段运动的加速度不同；另外, 分析出滑动摩擦力与物体的下滑分力之间的大小关系 , 在解题中也十分关键2 / 31一辆质量为100 t的机车 , 从停车场出发经225 m 后速度达到54 km/h. 此时 , 司机关闭发动机, 让机车进站机车又行驶了125 m 才停在站上 , 设机车所受的阻力保持不变,

7、求机车关闭发动机前所受的牵引力答案1.4 10 5 N解析54 km/h 15 m/s, 设机车加速阶段的加速度为a1, 减速阶段的加速度为a2, 则： v22a1 s1 , v2 2a2s2解得 a1 0.5 m/s 2, a2 0.9 m/s2. 由牛顿第二定律得F f ma1, f ma2, 解得： F1.4 10 5 N2如图 2 甲所示 , 先将物体 A 固定在斜面上 , 给 A 施加沿斜面向上的拉力F 30 N, 物体开始运动,2 s后再撤去拉力 F, 物体的 v t 关系图像如图乙所示 ( 取沿斜面向上为正方向, 滑动摩擦力等于最大静摩擦力 , 取物体开始运动时为计时起点 ),试求：物体 A 的质量、物体A 与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角( g 取 10 m/s 2)图 2答案2 kg 0.5 37解析由题图乙可知 ,0 2 s,物体的加速度为a v1 5 m/s2,2 s 3 s, a 10 m/s2,3 s t 1125 s, a3 2 m/s2；由题图乙可知 , 前 3 s内物体沿斜面向上运动, 受到的滑动摩擦力沿斜面向下,3 s后物体沿斜面向下运动, 则受到的滑