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文档简介

1、22概念篇1. 质点:物体的大小和形状对所研究的问题可忽略不计,这样的物体可以看作质点。理解:质点没有“一定”的说法,只有“可以”的说法,如地球有时可以看成质点(地球绕太阳运动),有时不能看成质点(物体在地球表面走动)。质点是一种理想的模型。2. 参考系:用来选作标准的另外物体即为参考系。理解:通常选地球为参考系,参考系选择是任意的,但选择的参考系要使物体运动的描述尽可能简单,依次静止、匀速直线运动,匀变速直线运动。同一个物体选择不同的参考系,运动的性质可能相同。3. 位移:物体运动的起点到终点的有向线段。tv0ta0理解:位移是矢量,有大小、方向。要描述位移,不仅要说大小也要说方向。如A到B

2、 为2m,表示如下 A B。同一直线上的位移方向可用正负表示,如用位移-时间图象,不在同一直线可用角度表示。4路程:物体运动的轨迹长度,是标量。5速度:物体位置变化的快慢,反映物体运动的快慢。理解:速度是矢量,有大小、方向。要描述速度,不仅要说大小也要说方向。同一直线上的速度方向可用正负表示,如用速度-时间图象,不在同一直线可用角度表示。速度要分清是瞬时的(对应于时刻或位置)还是平均的(对应于时间或位移),若是瞬时的,速度方向就是物体的运动方向,若是平均的,速度方向与位移方向相同,即。 辨析A.速率:就是瞬时速度的大小。如汽车的速度计的指针读数就是速率。可用光电传感器测量B.平均速率:物体路程

3、与所用时间的比值。C.平均速度:物体的位移与所用时间的比值。可用打点计时器测量D.同一物体的平均速率大于或等于平均速度的大小。6加速度:表示物体速度变化的快慢。理解:加速度是矢量,有大小、方向。要描述加速度,不仅要说大小也要说方向。同一直线上的加速度方向可用正负表示,如用加速度-时间图象,也可用速度-时间图象(斜率),不在同一直线可用角度表示。加速度要分清是瞬时的(对应于时刻或位置)还是平均的(对应于时间或位移),若是瞬时的,加速度方向就是物体所受合外力的方向,若是平均的,加速度方向与物体所受的平均合外力的方向相同,当然也与物体的速度变化的方向相同。7.惯性:物体总保持静止或匀速运动的性质。理

4、解:惯性是物体本身固有的属性,质量是物体惯性大小的唯一量度。质量越大,物体的运动状态越难改变。8.力:力是物体对物体的作用。理解:力有物质性、矢量性、相互性、独立性。可用坐标轴表示,用带有箭头的线段表示力按性质分有:重力(是万有引力的一个分力)、弹力、摩擦力、电磁力、分子力、核力等。按效果分有:拉力、压力、支持力、浮力、阻力、动力等。按接触与否分:接触力和非接触力,如弹力和摩擦力是接触力,重力可以是非接触力。自然界有四种基本相互作用:万有引力相互作用电磁相互作用强相互作用弱相互作用。9.重力:物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力。理解:重力是矢量,方向一定始终竖直向下。但不同地方的物体所受重

5、力大小为,由于g由高度和纬度来决定,所以同一物体的重力大小也是由高度和纬度来决定,随高度升高而减小,随纬度增大而增大,即在南北两极最大,在赤道最小。而具体方向应该是垂直当地的水平面而向下。GGG 重心:即为重力的作用点,效果上是地球各部分对物体作用线集中于一点。重心的位置与物体的形状和质量分布有关,质量分布均匀的物体,重心的位置落在物体的几何中心上,如球的中心即为重心位置。重心的位置可以在物体本身上,也可在物体本身以外,要具体问题具体分析。10弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体有力的作用,该力就叫做弹力。理解:弹力是矢量。产生条件:直接接触和弹性形变,两者缺一不可。弹力方向

6、:受力体受到的弹力方向一定与施力体形变方向相反。受力体与施力体的形变方向一定相反,但形变大小不一定相等。形变分为弹性形变和范性形变。压力、支持力方向一定是竖直接触面的切平面指向受力体。绳子对物体的弹力一定是沿绳子的收缩方向。弹簧对物体的弹力方向:若是呈现拉力则沿弹簧的收缩方向,若是呈现支持力则竖直接触面指向受力体。大小为(在弹性限度内)杆子对物体的弹力方向:可能沿杆的直线上,也可能不在杆的直线上。弹力的作用点:在接触面的切平里。MNNN 11.摩擦力:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的力。理解:摩擦力是矢量。产生条件:接触、表面不光滑、有挤压、有相对运动或相对运动趋势。摩擦力的方向:一定与物

7、体相对运动(或相对运动趋势)方向相反,一定落在接触面的切平面里,且一定和弹力方向垂直。可以与物体运动方向相同,可以与物体运动方向相反,可以与物体运动方向成任意夹角。摩擦力大小:首先要分清是滑动摩擦还是静摩擦。若是静摩擦,则随着在同一直线上的其它外力的合力变化而变化;若是滑动摩擦,则随着表面材料、粗糙程度、正压力变化而变化,即由。 对于摩擦力一定要分清是动的还是静的。静摩擦力与动摩擦力发生的条件是“三同一异”。 静摩擦力只能发生在相对静止的物体间,动摩擦只能发生在相对运动的物体间。相对静止的物体,对地可以运动。相对运动的物体,对地也可以静止。摩擦力的作用点:在接触面的切平面里。 有摩擦力则一定有

8、弹力,有弹力则不定有摩擦力。 12.合力与分力:两个或两个以上的力作用效果用一个力来代替,那么两个或两个以上的力就叫做那一个力的分力,那一个力就叫做那两个或两个以上的力的合力。理解:均为矢量,合力与分力是从作用效果相同相互依存来取名的。但是在计算力的效果时,要么只取合力,要么只取所有分力,不能取了合力,又同时取分力,真是这样,那就相当于添加了力,是错误的。即合力与其分力不能同时存在了,切记!合力与分力大小的关系遵从平行四边形定则,即两分力是平行四边形的两邻边,对合力是过两分力交点的对角线。合力的大小可以大于或等于或小于某一个分力的大小。合力的方向可以与某一个分力方向相同、相反、或成一夹角。13

9、.实重:物体由于受地球的吸引而使物体受到的力,大小为,可由弹簧秤通过拉或支持拓方式,要当物体处于平衡时,最好是静止以便读数。14.超重:当物体存在向上的加速度时,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力大于物体的实重。表达式:15.失重:当物体存在向下的加速度时,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力小于物体的实重。表达式:16. 视重:弹簧秤的读数即为视重。理解:物体的实重不会因加速度方向变化而改变,而是由g来决定,即同一物体的重力大小也是由高度和纬度来决定,随高度升高而减小,随纬度增大而增大,即在南北两极最大,在赤道最小。同一物体,当发生超重时,视重大于实重,当发生失重时,视重小于实重,当物体的加速

10、度为零时,视重等于实重。17.作用力与反作用力:两个物体A、B,若A对B的力叫作用力,那么B对A的力就叫反作用力;反之也行。理解:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在两个物体的同一直线上。它们具有同性质、同变化、同大小、反方向、不能抵消。18.打点计时器:是一种通过接在交流电源上,振针每隔0.02秒时间打下一个点在纸带上,然后看纸带上的点,从而达到直观计时和测量位移。理解:间接可测平均速度、瞬时速度、加速度。19.光电门传感器:物体上固定遮光板,通过发光管射向遮光板,光线被遮光板挡住,时间可由光电门测出,只要根据遮光板的宽度,可测出极短时间内的平均速度,可认为是瞬时速度。20.共点力作用

11、下物体的平衡:物体的所受合外力为零时,物体处于平衡。表现的运动状态可能是静止,也可能是匀速运动。特殊情形:物体缓慢运动。21.自由落体加速度:物体由于受到地球作用产生的加速度,用g表示,方向始终竖直向下,具体是垂直当地的水平面而向下。大小随着纬度和高度变化而变化,随高度升高而减小,随纬度增大而增大,在南北两极最大,在赤道最小,与物体的质量无关。22.匀速直线运动:物体作直线运动,在相等的时间内,位移相等。理解:匀速运动是速度不为零且始终不变的运动,也是位置变化率不为零且不变的运动,是平均速度和瞬时速度相等的运动,在位移图象中是一条倾斜于时间轴的直线状;斜率即为其速度,在速度图象中是一条平行于时

12、间轴的直线状图象和坐标轴围成的面积代数和为位移。23.匀变速直线运动:物体作直线运动,在相等的时间内,速度的变化相等的运动。理解:匀变速直线运动是加速度不为零且始终不变的直线运动,也是速化变化率不为零且不变的直线运动,在位移图象中是一条抛物线状,图中各点斜率表示速度;在速度图象是一条倾斜于时间轴的直线状,图中斜率表示加速度,图象和坐标轴围成的面积表示位移。24.相遇:两物体同时同位置关系即为相遇,在位移图象中两图线的交点表示。25.追及:两物体开始不在一起,经过一定时间后,两物体处在同一位置,即为追及。26.矢量与标量:物理学中有大小和方向的物理量就是矢量,而只有大小没有方向的物理量就是标量。

13、理解:矢量运算遵从平行四边形定则,矢量的“和”其实就是合成,矢理的“减”,其实就量分解。注意,合矢量可以大于或小于或等于分矢量。标量运算遵从代数加减法则,无论矢量还是标量,求和时都必须是同一物理量才有意义。矢量有:位移、速度、平均速度、加速度、力(包括合力、分力、摩擦力、弹力、重力等一切力)。标量有:时间、路程、速率、平均速率、密度、电流等。27 .单位制:由基本单位和导出单位一起组成单位制。基本单位:是选定几个物理理的单位作为基本单位。我国法定计量单位是以国际单位制为基础。目前,全球的基本单位是选定了七个物理量:力学中是长度、质量、时间;电学中是电流;热学中是温度;光学中是光强度;还有物质的

14、量,相对应的下的国际单位是:m、kg、s、A、k、cd、mol。导出单位:是以基本单位为基础,根据定义或规律导出来的其余物理的单位。如力的国际单位是牛顶(N),1N是作用在质量为1kg的物体产生了加速度为1m/s2的力。还有速度(m/s),加速度(m/s2)等。国际单位制:以基本单位(m、kg、s、A、k、cd、mol)为基础,加上所有的导出单位组成的单位。计算上没作说明都要求用国际单位制。规律篇tx0tv01.匀速运动 注意:静止:静止不只是速度为零,而且必须是速度和加速度同时为零。最高点:物体沿重力的反方向,也就是在竖直向上的方向所能到达的最远点。表现为速度为零,但加速度不为零。如竖直上抛

15、运动,沿斜面向上的匀减速直线运动等。2.匀变速直线运动:分为匀加速直线运动与匀减速直线运动。匀加速直线运动:当和a同向时为匀加速直线;匀减速直线运动:当和a反向时为匀减速直线。 恒小于 以加速度做匀变速直线运动的物体,在各个连续相等的时间T内的位移分别是 (相邻两相等时间内位移差为恒量)3.对于初速度减为零的匀加速直线运动 连续相同时间内的位移之比为S1:S2:S3:Sn=1:3:5:(2n-1) 通过连续相同位移所用时间之比为t1:t2:t3:tn=1:tv0tx04. 胡克定律: xF05. 牛顿第一定律:物体总保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力改变这种状态为止。6. 牛顿第二定律:物

16、体的加速度与物体所受合外力成正比,与物体的质量成反比,物体的加速度的方向与物体所受合外力方向相同。Fa01/ma0运用篇一、运动学部分:解题思路例1 如图2所示,在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某一次实验得到如图所示的纸带中间的一段,在连续的四个计数点A、B、C、D中C点的位置没有打上,测出A、B间距离为S1,B、D间距离为S,试确定B、C间的距离为S2= 。图2解析:设B、C间距离为S2,C、D间距离为S3,根据推论3,有:S2S1=S3S2即2S2=S3S1又B、D间距离为S,即S2+S3=S联立以上两式可得:例2 以行驶的汽车,因故需要中途停车。如减速时加速度大小是,停留时间是

17、1分钟,起动加速度大小是,求汽车因临时停车所延误的时间。解:汽车行驶速度从减速开始到停止的时间从减速开始到停止的位移加速到原速度时间起动加速位移从减速到恢复原来速度时间总位移。匀速通过600m的时间延误时间例3在平直的公路上,一辆小轿车以的加速度从静止开始加速,恰好有一辆自行车以速度从旁边经过同向行驶。(1)汽车从开动到追上自行车之前经多长时间两者相距最远?最远相距多少?(2)什么时候追上自行车,此时汽车速度多大?解:(1)汽车开动后速度由零逐渐增大,而自行车速度是定值,当汽车速度小于自行车速度时,两车距离逐渐增大,当汽车速度大于自行车的速度,两车距离减小,所以当汽车速度等于自行车速度时,两车

18、之间距离最大。汽车速度达到自行车速度,用时间两车距离汽车追上自行车时,它们的位移相等。 汽速度解(2):为相对运动法。解(3):为二次函数极值法。解(4):为图象法。8. 为了测定某型轿车的提速性能。拍摄了一张汽车在平直公路上加速行驶的照片,其中有三次曝光。汽车的位置距离如图所示。若拍摄时是每隔曝光一次,轿车车身长,那么这辆轿车提速时加速度大小约为( )A. B. C. D. 9. 飞机着陆后以的加速度做匀减速直线运动,若其着陆的初速度为,试求:(1)飞机着陆后内滑行的距离 (2)静止前内飞机滑行的距离10. 一辆轿车违章超车,以的速度驶入左侧逆行道时,猛然发现正前方处有一辆卡车正以的速度迎面

19、驶来。两车司机同时刹车,刹车时的加速度大小都是。两司机的反应时间最大为多少,才能使两辆车不致相撞。(注:反应时间是从司机看到情况到刹车开始的时间)11. 一氢气球下悬一重物,自地面,由静止开始一起以的加速度上升,途中重物从汽球上脱落,经后着地。重物所受空气阻力不计,重力加速度取。试求重物从汽球下脱落时的高度。答案:8. B9. 飞机滑行时间 滑行距离 最后滑行距离10. 刹车位移 反应时间内位移 11. 加速上升时间为,上升高度(脱落时高度)为,。重物脱落后,先上升再下落,位移为,时间 解得 二、动力学部分 :解题思路 (一)全章知识脉络(二)本章复习思路突破 物理思维方法l、理想实验法: 2

20、、控制变量法: 3、整体法: 基本解题思路应用牛顿运动定律解题的一般步骤1、认真分析题意,明确已知条件和所求量。2、选取研究对象。所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体.同一题目,根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。3、分析研究对象的受力情况和运动情况。4、当研究对象所受的外力不在一条直线上时,如果物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上。5、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正

21、、负值代入公式,按代数和进行运算。6、求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论。(三)知识要点追踪 物体的受力分析1、明确研究对象,即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。2、隔离分析:将研究对象从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它都施加了哪些作用。3、按一定顺序分析:先重力,后接触力(弹力、摩擦力)。其中重力是非接触力,容易遗漏,应先分析;弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。4、画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面,做到不“多力”也不“少力”。 动力学的两类基本问题1、知道物体的受力情况确定物体的运动情况2、知道物体的运动情况确定物体的受力情况3、两类动力学问题的解题思路图

22、解注:我们遇到的问题中,物体受力情况一般不变,即受恒力作用,物体做匀变速直线运动,故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式,如等概念和规律:1物体的运动状态和运动状态变化:速度是描述物体运动状态的物理量。速度一定,则物体的运动状态保持不变;速度改变,就意味着物体的运动状态发生了变化。速度方向不变大小改变物体运动状态变化速度大小不变方向改变速度大小、方向均改变物体运动状态变化是因为有加速度,而力是产生加速度的原因;不同物体,受到相同的力的作用,产生的加速度不同,说明不同物体运动状态改变的难易程度不同。即不同的物体,惯性大小不同。2惯性:(1)定义:一切物体均具有保持匀速直线运动状态或静止状态不变的

23、属性,这种属性就是惯性。(2)特性:惯性是物体的固有属性,与外界因素无关。(3)惯性的体现:时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态不变(即惯性维持物体运动状态不变)。在相同外力作用下,不同质量的物体运动状态改变的难易程度不同,惯性越大的物体运动状态越难改变。在外力作用下做变速运动的物体,只要外力一消失,物体立即以当时的速度做匀速直线运动。(4)惯性的量度:质量是物体惯性大小的量度。3质量:质量表示物体中所含物质的多少,对于确定的物体,是确定的,与物体所处地理位置和状态无关。质量是惯性大小的量度,可以用来测量。4牛顿第一定律(惯性定律):(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到

24、有外力迫使它改变这种状态为止。(2)说明:该定律指明了物体保持原有状态(匀速直线运动状态或静止状态)的条件是物体不受外力或所受外力的合力为零。(引申:若物体在某方向上不受外力或所受外力的合力为零,则该方向的运动状态保持不变。)该定律揭示了惯性是物体的固有属性。“迫使”揭示了加重的动力学含义:力是改变物体运动状态的原因,力是产生加速度的原因,维持物体运动靠的不是力而是惯性。5牛顿第二定律:(1)内容:物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。(2)表达式:注:该表达式成立的条件是式中各物理量必须取国际单位制单位。(3)说明:因果性(决定性):合外

25、力是产生加速度的原因,加速度是合外力作用的必然结果;是决定的内因;即是加速度的定义式、量度式,而才是加速度的决定式。瞬时性(同时性):。即加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失,对一物体施力的瞬时,物体获得加速度,但不同时获得速度。矢量性(方向性):加速度的方向总是沿着外力的合力方向,加速度的方向与速度方向无关。适用范围和条件:宏观物价低速空间,惯性参考系中。6力的独立作用原理:(1)内容:各力产生自己的加速度,不受其它力的影响;外力的合力产生物体的加速度;某方向的力产生该方向的加速度。(2)表达式:;,7牛顿第三定律:(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用

26、在一条直线上。(2)表达式:(3)说明:同时性:作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的,它们没有时间上的先后顺序。相互性:相互作用的两个力互为作用力和反作用力,谁叫作用力都可以。定律的适用范围:适用于宏观物体和微观粒子间。概念、规律间的区别与联系:1质量与惯性:(1)惯性是物体维持运动的本领和属性,虽有大小之分,但它并不是物理量,故只有相对大小,没有定量意义,也没有方向(例如:不能说的物体具有的惯性,也不能说向南运动的物体具有向南的惯性)。(2)质量是衡量物体惯性大小的“尺子”,惯性大小完全由质量决定。质量是物理量,既有相对大小,又能赋予量值(即有确切大小),还满足一定的运算规则(

27、代数运算法则)。(3)尽管质量的大小决定着惯性的大小,即质量越大的物体,其惯性越大,但是,如果物体的质量加倍,我们也绝对不能认为其惯性也加倍。2惯性与惯性定律:惯性指的是物体维持运动的本领和属性。惯性定律所阐述的是物体在惯性维持下的运动规律以及在受到外界干扰时的行为。3质量与重力:质 量重 力物理意义物体所含物质的多少,是物体自身的固有属性,是物体惯性大小的量度。由于地球的吸引而使物体受到的作用力表 现不同质量的物体在相同外力作用下产生的加速度不同是产生重力加速度的原因量 性标量矢量,方向竖直向下随位置变化情况与位置无关同一物体,纬度越大,重力越大;高度越大,重力越小。称量工具天平、杆秤等测力

28、计(弹簧秤)、台秤称量原理有固定转动轴物体的平衡原理,即,与当地值无关。有加速度时,若(方向竖直向下),则工具失灵,只要,则示数准确。二力平衡原理,即,测的是拉力或压力。平衡状态下,示数等于重力,有竖直方向加速度时,出现超、失重现象,示数与重力之差的绝对值为。联 系4作用力、反作用力与平衡力(1)联系:两个力等值、反向、共线。(2)区别:一对作用力与反作用力连施力物再受力物一共涉及到两个物体,而一对平衡力涉及到三个物体。作用力与反作用力性质一定相同,而一对平衡力可以是性质不同的两个力。作用力与反作用力一定同生、同变、同灭,而一对平衡力中一个力的变化不一定引起另一个力的变化。一对平衡力作用在物体

29、上的效果是使物体平衡,而作用力与反作用力各自产生各自的效果。(四)本章专题剖析例1、如图所示,质量m=2kg的物体,受到与水平方向成=37o大小为20N的拉力作用,由静止开始沿水平面做直线运动,物体与水平面的滑动摩擦因数为=0.1,当物体运动2秒后撤去拉力F。当撤去外力后,物体最终停下来, 问:物体从静止起一共运动了多远?物体一共运动了多长时间? (g取10m/s2,sin37o=0.6) 命题分析:试题所设计的第一个能力点是:考查学生由牛顿第二定律和运动学规律建立方程组,并得出相关的物理量的能力。第二个能力点是:一个力的改变所引起多个力的改变,描述物体运动的特征发生变化后各物理量的处理。解:

30、以物体为研究对象,受力分析如图,建立正交的直角坐标。水平方向 F·cos-f=ma1 竖直方向N+f·sin-mg=0 f=N 联立上述三式,并代入已知数据,得:则F停止作用时物体的速度为v=a1t1=15.2m/s F停止作用后的加速度a2=-g=-1m/s2从F停止作用到物体停下来历时为t2 ,由O-v=a2t2得t2=-v/a2=-v/-g=15.2s 从开始运动到停止运动共历时t=t1+t2=2+15.2=17.2s从开始运动到停止运动,物体的总位移为 点评:物体受到F的作用与撤去F时的合力不同大家都明白,摩擦力的变化往往被忽视而出错。因为F撤去使物体与接触面间的压

31、力改变,而滑动摩擦因数不变,导致摩擦力随之改变,那么物体在不同阶段加速度的计算成了解题的关键。若受到与水平方向成=37o大小为2N的拉力作用,仍然由静止开始,其他不变,那么,物体受到的摩擦力是多少?解:首先要判断物体受力后会不会运动起来,假设动了,则有,而滑动摩擦力,显然,则假设不成立,故仍然静止,所以例2如图3-13-1所示,质量为1Kg,长为的木板A上放置质量为0.5Kg的物体B,平放在光滑桌面上,B位于木板中点处,物体A与B之间的动摩擦因数为0.1,问(1)至少用多大力拉木板,才能使木板从B下抽出?(2)当拉力为3.5N时,经过多长时间A板从B板下抽出?此过程中B板的对地位移是多少?(重

32、力加速度取)分析与解答:(1)当拉力较小时,A和B可以相对静止一起向右作加速运动,此时A、B之间发生的是静摩擦,如图3-13-2为受力分析图,应用整体法列出牛顿定律方程:隔离B物体列出牛顿定律方程为当静摩擦力达到最大静摩擦力时,两者将发生相对滑动,令得(2)当拉力为3.5N时,A物体的加速度为,得;B物体的加速度为设经过时间 A板从B板下抽出,则根据几何关系得:得,此时B板的对地位移大小为答:(1)至少用力拉木板,才能使木板从B下抽出,(2)经过A板从B板下抽出,此过程中B板的对地位移是,方向向右归纳与发散:木板从B下抽出的含义是什么?有些学生不能正确理解,以至于认为时就能抽出正确的理解是当A

33、、B均作匀加速运动的过程中,A的加速度比B的大,这样才可能有相对运动发生本题如果A板与地面之间也有摩擦,则情况变得略为复杂些,但基本方法不变,所不同的是A的受力中多了地面给的滑动摩擦力,另外计算此滑动摩擦力的大小时,压力必须是由整体的重力提供的,不等于A物体本身的重力大小牛顿第二定律的矢量性和瞬时性使问题变得灵活和多样,物体的不同运动状态对应着物体受力的个数、大小与方向都可能发生改变。例3. 如图所示,由细绳AB和水平绳AC系一小球,绳长AC=AB,当小车以速度v=2.5m/s匀速运动时,AB、AC两段绳子的张力分别是5N和3N。当小车的水平加速度分别是:(1)2.5 m/s2;(2)-5 m

34、/s2;(3)8 m/s2时,两绳中张力各是多少(g=10m/s2,图示方向为加速度的正方向)?命题分析:试题所设计的第一个能力点是:考查学生对匀速运动状态的处理。第二个能力点是:考查学生对题设中隐藏的物理过程中的临界条件的问题分析。解:当小车做匀速运动时,水平方向:竖直方向:联立解得m=O.4kg,tan=O.75若夹角不变,AB绳的张力TAB在竖直方向上的分量等于小球的重力mg,则TAB的不变。若加速度a正向增大,那么TAC可逐渐减小到零。若加速度继续增大,AC绳不受力,小球只受重力mg和绳AB的拉力TAB,两力合力的方向沿水平方向,大小等于ma3,绳AB与竖直方向夹角将变大。假定小球具有

35、的加速度增大到a0时,绳AC的张力为零。小球在水平方向上,有牛顿第二定律=ma0即a0=7.5m/s2(1)a1=2.5m/s2<a0,竖直方向仍有,所以AB绳受力不变TAB=5N在水平方向上,由牛顿第二定律TAB-TAC=ma1,得TAC=TABx-ma1=3-0.4×2.5=2N(2)a2=-5 m/s2时,竖直方向仍有,所以AB绳受力不变TAB=5N在水平方向上,由牛顿第二定律TAB-TAC=ma2,TAC=TABx-ma2=3-0.4×(-5)=5N(3)a3=8m/s2>a0,此时TAC=0,小球只受重力mg和绳AB的拉力TAB,两力合力的方向沿水平方

36、向,大小等于ma3,绳AB与竖直方向夹角将变大。由图可得:=5.12N绳AB与竖直方向的夹角点评:在题设的初始条件下,尽管题设给出的加速度不是连续变化,但对物体的状态变化进行连续变化的分析很有必要,通过分析得到极值点(如题中的TAC=O时的加速度a0)。在临界条件的两侧,小球受力的个数有可能发生了变化,也只有在小球的受力分析正确的前提下,才能正确地求解。另外,若本题的加速度不是几个定值,而是不断增加,是否会出现绳AB和AC对小球都是拉力的情况,限于篇幅,读者可自行分析。上海高考对动力学问题的考查,并非都是如例2、例3那样复杂,象例2这种难度应当属于最高难度了。高考试题多数还是一些基本应用的考查

37、,如2000年上海高考第21题。例4 (2000上海) 、风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数。(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 命题分析:本题设计的第一个能力点是:将实际情景转换成物理模型。第二个能力点是:完整的受力分析与运动

38、规律相结合的数学运算能力。根据题目呈现的图片,首先需要建立“斜面”的模型,然后对小球(即斜面上的物体)进行受力分析。小球受到四个力作用:竖直向下的重力、垂直于杆向上的弹力、沿杆向上的摩擦力和水平方向的风力,如图所示。根据各力的表示方法,应用牛顿第二定律列出方程,求出加速度,再计算出时间。解:(1)设小球所受的风力为F,小球质量为mF=mg =F/mg=0.5mg/mg=0.5 (2)设杆对小球的支持力为N,摩擦力为f。沿杆方向Fcos+mgsin-f=ma 垂直于杆方向 N+Fsin=mgcos f=N 可解得 a=(Fcos+mgsin-f)/m=3g/4 又 S=at2/2 点评:本题是考

39、查运用牛顿定律解决实际问题的能力,同时还注重评价了面对实际问题、建立物理模型的能力。本题属于高考题的中等难度的代表,同学们无论是高一还是高三,都应在基本知识的理解上下功夫,重在学会解题的基本思路和方法,即使是遇到了难题,也还是利用相同的策略。例5:为了安全,在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速为,假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经列的时间(即反应时间)为刹车后汽车受到阻力的大小为车重的倍该高速公路上汽车的间距至少应为多少?(取重力加速度为)分析与解答:在反应时间内,汽车作匀速直线运动,运动的距离为,设汽车刹车时的加速度大小

40、为,汽车的质量为,则,自刹车到静止,汽车运动的距离为所求的距离为,代入数据得例6:如图3-16-1所示,传送带与水平面倾角为37,以10m/s的速率逆时针转动,自传送带上端A处轻轻放一质量为0.5kg的物块,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。若两轮间传送带的长度是16m,求(1)物块从传送带上端A运动到下端B所需的时间;(2)物块到B处时的速率。(3)试画出物体的图象。 分析与解答:开始时摩擦力沿斜面向下(物体相对于传送带向上滑动)速度达到传送带的速度时为摩擦力变向的临界态得由于物体的速度还将增大,就会超过传送带的速度,物体相对于传送带向下滑动,摩擦力方向沿斜面向上答:(1)物块从传送带上端

41、A运动到下端B所需的时间是2秒,(2)物块到B处时的速率,(3)图象如图3-16-2所示点评与拓展:对于传送带上运动的物体,关键是判断物体的滑动情况,分析清楚摩擦力的方向,这一点是有一定难度的本题中摩擦力的方向发生了变化是一个隐含条件,如果没有细致的运动和受力分析,就可能认为物体一直以同样的加速度沿传送带运动而出错例7 如图2-30,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg,弹簧的劲度系数k=800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在前0.2s内F是变化的,在0.2s以后F是恒力,则F的最小值是多少,最大值

42、是多少?【分析解答】解题的关键是要理解0.2s前F是变力,0.2s后F的恒力的隐含条件。即在0.2s前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化。以物体P为研究对象。物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。因为物体静止,F=0N=G=0 N=kx0 设物体向上匀加速运动加速度为a。此时物体P受力如图2-31受重力G,拉力F和支持力N据牛顿第二定律有F+N-G=ma 当0.2s后物体所受拉力F为恒力,即为P与盘脱离,即弹簧无形变,由00.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动,则将式,中解得的x0=0.15m代入式解得a=7.5m/s2F的最小值由式可以看出即为N最大时,即初始时刻N=N=kx。

43、代入式得Fmin=ma+mg-kx0=12×(7.5+10)-800×0.15=90(N)F最大值即N=0时,F=ma+mg=210(N)【评析】本题若称盘质量不可忽略,在分析中应注意P物体与称盘分离时,弹簧的形变不为0,P物体的位移就不等于x0,而应等于x0-x(其中x即称盘对弹簧的压缩量)。例8:总质量为M的气球由于故障在高空以匀速下降,为了阻止继续下降,在时刻,从热气球中释放了一个质量为的沙袋,不计空气阻力,问:(1)经过多少时间气球停止下降?(2)气球停止下降时,沙袋的速度为多大?分析与解答:如图3-9所示,气球匀速下降,则浮力等于整体的重力,即气球释放沙袋后,由于浮力不变,合力向上,产生了向上的加速度,根据牛顿第二定律得:气球速度减为零,解得;由于惯性,沙袋释放时具有速度,释放后由于只受重力,加速度为,作竖直下抛运动,末速度为归纳与发散:本题有两个容易出错的地方,其一是气球释放沙袋后,质量由变为,有些学生注意到了气球释放沙袋后具有向上的加速度,但没有注意到质量的变化,以至加速度的

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