扈之霖力学综合分解实用教案

1、力学(l xu)是物理学的基础上，不仅仅表现在知识上力学(l xu)中的各种物理思想、方法贯穿在整个物理学当中第一页，共69页。力学综合重点(zhngdin)内容一览第二页，共69页。第三页，共69页。第四页，共69页。物理(wl)现象物体(wt)：单体(dn t)：m整体：m、M状态：过程：时间t、空间s（ l, x）a v Ek Ep patsv0vt第五页，共69页。maF 合力和运动(yndng):vt=v0+at ( (时) )单体(dn t)单体(dn t)状态式第六页，共69页。功和能：2122m21m21vv sF合单体(dn t)过程(guchng)式（空间）第七页，共69页

2、。maF 合力力和和运运动动vt=v0+at ( (时) )vt2- -v02=2as ( (空) )s=v0t+ at2 ( (时空) )21单体过程式（恒a）单体状态式功功和和能能2122m21m21vv sF合21EE 单体过程式（空间）系统（单）状态式物理公式按什么分工？二维搜索优点？审题：第八页，共69页。12vvmmtF 合冲量(chngling)和动量：单体(dn t)过程(guchng)式(时间)第九页，共69页。vt=v0+at ( (时) )vt2- -v02=2as ( (空) )s=v0t+ at2 ( (时空) )21maF 合2122m21m21vv sF合12vv

3、mmtF 合单体公式第十页，共69页。整体(zhngt)公式第十一页，共69页。vt=v0+at ( (时) )vt2- -v02=2as ( (空) )s=v0t+ at2 ( (时空) )21maF 合2122m21m21vv sF合12vvmmtF 合单体公式第十二页，共69页。我们学过的力：重力(zhngl)弹力摩擦力引力电场力分子力安培力洛仑兹力第十三页，共69页。重力(zhngl)引力(ynl)电场力分子力有势能(shnng)的力第十四页，共69页。做功(zugng)特点？做功：1.合力功怎样(znyng)求解？2.单力功怎样(znyng)求解？第十五页，共69页。Rd. 1ARd

4、. 1B2)(CRdR. 2)(DdRR. 第十六页，共69页。RGgRM;mgRGMmmaF343432 )(34dRGg RdRdRgg 1)(解析(ji x)：第十七页，共69页。例. 一单摆(dn bi)在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度第十八页，共69页。RGLTRM;gLT;mgRGMm 334232 解析(ji x)：3()2(1)LT =GR-dd=R-kTR-d=kRT第十九页，共69页。例. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中(kngzhng)动作的运动项目。一个质量为50kg的运动员，从离水第二十页，共

5、69页。21对运动员：从h1高处(o ch)下落(向下)， 21111082mgh =mvv = m / s对运动员：上升(shngshng)高度为h2 (向上), 120-102222-mgh =mvv =m/ s解析(ji x)：第二十一页，共69页。小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用(zuyng)而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是：第二十二页，共69页。轨道(gudo)长度L变为原来的2倍，其它量不变mLlkImLBIl;mLBIl 2222221vvBD正确正确(zhngqu)解析(ji x)：第二十三页，共69页。例. 如图所示，竖直

6、放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直(chuzh)并良好接触且无摩擦，第二十四页，共69页。A. 棒的机械能增加量棒的机械能增加量B. 棒的动能棒的动能(dngnng)增加量增加量C. 棒的重力势能增加量棒的重力势能增加量D. 电阻电阻R上放出的热量上放出的热量mghEWWEWWWKFKGF 2安安解析(ji x)：A正确正确(zhngqu)第二十五页，共69页。例. 柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物，在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温、高压气体(qt)，从而使桩向下运动，锤向上运动

7、。第二十六页，共69页。随后，桩在泥土中向下移动随后，桩在泥土中向下移动(ydng)一距离一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也是锤与已停下的桩帽之间的距离也是h。第二十七页，共69页。21122225N102=+1() 02102=2+2()=2.1 10mg ml Mh mgh= mmmMh lmg h l =ml Mgl Fl=MFMgh lh h l对锤：自由下落 的过程对锤、桩：碰撞过程对反跳的锤：上升的过程对桩：下降 的过程可得：- - -（动能定理(dn nn dn l)）（动量(dngling)守恒，有 能量的增加）（动能定

8、理(dn nn dn l)）（动能定理）第二十八页，共69页。例在水平的足够长的固定木板(m bn)上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止现将该木板(m bn)改置成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板(m bn)上滑若小物块与木板(m bn)之间的动摩擦因数为则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为（） 21D2C21B12A .第二十九页，共69页。A12 ttA正确正确(zhngqu)不画图(hu t)易丢力！第三十页，共69页。例. （含新公式）静电场方向(fngxing)平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中和d为已知量。一个带负电的粒子在电

9、场中以x=0为中心，沿x轴方向(fngxing)作周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0Aq）,忽略重力。求0 0 第三十一页，共69页。向上(xingshng)取距离d，则有：dE0 dqqEF0 电场力第三十二页，共69页。qAAqxqmaaa/;0 可得位置：通过最大位移、xa-xaa 阴影(ynyng)三角形与大三角形相似，按对应边的相似比有：dx;dxaaaa0000 可得：)1()1()1()/(00000 qAdxqAdqAddqAxa （仅仅（仅仅(jnjn)用到一用到一状态）状态）第三十三页，共69页。xa-xa求得恒力功动能定理电场力的功处

10、回到平衡位置遵从的振幅最大位移振子的动能可以用它从)()(ax)1()1(),1()()(00000000 qAdxqAdqAddqAqxAqxdq,AmqFxaaa （用到两状态（用到两状态(zhungti) 与一过程）与一过程）第三十四页，共69页。例. 如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的1/4圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量(zhling)为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法正确的是（ ）POQS第三十五页，共69页。vbvavyb1=0vyb2=0POQSvyvstt2运动(yndng)的独立性原理t1第三十六页，共69页。

11、例例. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的的a球置于球置于地面上，质量为地面上，质量为m的的b球从水平位置静止释放。当球从水平位置静止释放。当a球对地面压力刚球对地面压力刚好为零时，好为零时，b球摆过的角度为球摆过的角度为。下列结论。下列结论(jiln)正确的是（正确的是（ ） A.=90 B.=45 C. b球摆动到最低点的过程中，球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小重力对小球做功的功率先增大后减小第三十七页，共

12、69页。lvv202)90cos(:021sin:mmgTmmmgm 律：的瞬间，由牛顿第二定在摆到对动能定理：下摆过程对T=3mg,只有只有=90同时满足两个同时满足两个(lin )方程，方程，所以选项所以选项A正确。正确。第三十八页，共69页。有个演示(ynsh)实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。 如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小

13、球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极第三十九页，共69页。（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动(yndng)，电动势至少应大于多少？（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动(yndng)。求在T时间内小球往返运动(yndng)的次第四十页，共69页。起动(q dn)条件解析(ji x)：第四十一页，共69页。21ttTn 计算往返(wngfn)次数21110210tadmamgdq v向上运动初速为零22220210tadmamgdq v向下运动初速为零第四十二页，共69页。计算(j sun)电量第四十三页，共

14、69页。1121)(021)(vvmtmgdqmdmgdq ，向上运动初速为零另解：另解：第四十四页，共69页。第四十五页，共69页。434D.34C.3B.43A.FsE,FfFsE,FfFsE,FfFsE,FfKKKK 1v2v3vv第四十六页，共69页。b质量为质量为m的物体的物体(wt)从地面上方从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一高处无初速释放，落在地面后出现一第四十七页，共69页。c. 如图所示，水平轨道AB与位于竖直面内半径为R=10m的半圆形光滑轨道BCD相连(xin lin)，半圆形轨道的BD连线与AB垂直。质量为m=1.0kg的可看作质点的小滑块在F=22N的外力作

15、用下从水平轨道上的A点由静止开始向左加速运动，到达水平轨道的末端B点时撤去外力，小滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道最高点D。（已知重力加速度为g取10m/s2，滑块与水平面间的动摩擦因数0.2）求：（1）滑块通过D点的速度大小。 第四十八页，共69页。d d某人在离地h h高的平台上抛出一个质量(zhling)(zhling)为m m的小球，小球落地前瞬间的速度大小为v v，不计空气阻力和人的高度，（以地面为零势面）则（ ） 第四十九页，共69页。a解析解析(ji x):第五十页，共69页。b解析解析(ji x):第五十一页，共69页。1v2v3v 动能定理 牛顿第二定律 牛顿第二定

16、律c解析解析(ji x):第五十二页，共69页。d解析解析(ji x):1v2v3v第五十三页，共69页。抽象、再抽象；抓住共性，最后出模型：三状态(zhungti)两过程！第五十四页，共69页。物 理 解 题 步 骤第五十五页，共69页。一. 理解题意(审题） 二. 建立(jinl)模型(建模） 第五十六页，共69页。单体，定性分析、过程给的充足(chngz)（时间、空间都给了）一.审题: 单体： “经过时间 动量定理” “经过距离(jl)动能定理”！第五十七页，共69页。二.建模:在建模时可以“大胆地” 理想化！一个过程(guchng)对应第五十八页，共69页。三.列式:第五十九页，共69

17、页。四.计算(j sun):第六十页，共69页。05050m21020.aafatatts vv五.讨论(toln):解题步骤五步到位 ！第六十一页，共69页。理想化的方法数学推理方法：函数、函数图象(t xin)、极限替代方法：近似替代(平均值)、极限替代必修必修(bxi)1(bxi)1中的中的“学科学科方法方法”第六十二页，共69页。等效(dn xio)替代法假设法反推法理想实验法-“物理学中的福尔摩斯”第六十三页，共69页。 这些方法不是(b shi)只用在必修1上，第六十四页，共69页。例. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有同学(tng xu)利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘第六十五页，共69页。A. 从到t1时间内，小车可能(knng)做匀速直线运动B. 从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C. 从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D. 从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动Fa IR 1RF1 力电转换(zhunhun)电力IRFa 1力电转换(zhunhun)电力第六十六页，共69页。祝同学们愉快!真情(zhnqng)妙悟