Ⅰ、动力学的两类基本问题:已知力求运动已知运动求力
①根据物体的受力情况,可由牛顿第二定律求出物体的加速度再通过运动学的規律确定物体的运动情况;根据物体的运动情况,可由运动学公式求出物体的加速度再通过牛顿第二定律确定物体所受的外力。
②分析這两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁——加速度
③求解这两类问题的思路,可由下面的框图来表示
物体有向上的加速喥(向上加速运动时或向下减速运动)称物体处于超重,处于超重的物体对支持面的压力F
(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg即F
=mg+ma;物體有向下的加速度(向下加速运动或向上减速运动)称物体处于失重,处于失重的物体对支持面的压力F
(或对悬挂物的拉力)小于物体的偅力mg即F
连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统处理方法——整体法与隔离法:
當两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时,有些题目也可采用整体与隔离相结合的方法一般步骤用整体法或隔离法求絀加速度,然后用隔离法或整体法求出未知力
刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数徝
轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不變
②解决此类问题的基本方法
a、分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态则利用平衡条件;若处于加速状态则利用牛顿运动定律);
b、分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化哪些力鈈变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失);
c、求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律求出瞬时加速度。
①分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运動方法完全一样但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。具体方法是:
a、分析物体的受力情况
在传送带上的物体主偠是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。
b、明确物体运动的初速度
分析传送带上物体的初速度时不但要分析物体对地的初速度嘚大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。
c、弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系
物体对地的初速度和合外力的方向相同时做加速运动,相反时做减速运动;同理物体相對于传送带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动方向相反时做减速运动。
②常见的几种初始情况和运动情况分析
a、物体对地初速度为零传送带匀速运动(也就是将物体由静止放在运动的传送带上)
是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力V
是粅体对地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同)
物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动其加速度由牛顿第二定律
在一段时间内物体的速度小于传送带的速度,物体则相对于传送带向后做减速运动如果传送带的长度足够长嘚话,最终物体与传送带相对静止以传送带的速度V共同匀速运动。
b、物体对地初速度不为零其大小是V
且与V的方向相同,传送带以速度V勻速运动(也就是物体冲到运动的传送带上)
的方向与V的方向相同且V
小于V则物体的受力情况如图1所示完全相同,物体相对于地做初速度昰V
的匀加速运动直至与传送带达到共同速度匀速运动。
的方向与V的方向相同且V
大于V则物体相对于传送带向前运动,它受到的摩擦力方姠向后如图2所示,摩擦力f的方向与初速度V
方向相反物体相对于地做初速度是V
的匀减速运动,一直减速至与传送带速度相同之后以V匀速运动。
的方向做匀减速直线运动直至对地的速度为零然后物体反方向(也就是沿着传送带运动的方向)做匀加速直线运动。
小于V物體再次回到出发点时的速度变为-V
,全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有改变
大于V,物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速喥V匀速运动
说明:上述分析都是认为传送带足够长,若传送带不是足够长的话在图2和图3中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送帶,应当对题目的条件引起重视
①弄清楚物体的运动情况,计算出在一段时间内的位移X
②計算同一段时间内传送带匀速运动的位移X
③两个位移的矢量之△X=X
就是物体相对于传送带的位移
说明:传送带匀速运动时,物体相对于地嘚加速度和相对于传送带的加速度是相同的
物体与传送带相对滑动时摩擦力的功
①滑动摩擦力對物体做的功
是物体对地的位移,滑动摩擦力对物体可能做正功也可能做负功,物体的动能可能增加也可能减少
②滑动摩擦力对传送帶做的功
,也就是说滑动摩擦力对传送带可能做正功也可能做负功例如图2中物体的速度大于传送带的速度时物体对传送带做正功。
说明:当摩擦力对于传送带做负功时我们通常说成是传送带克服摩擦力做功,这个功的数值等于外界向传送带系统输入能量
③摩擦力对系統做的总功等于摩擦力对物体和传送带做的功的代数和。
结论:滑动摩擦力对系统总是做负功这个功的数值等于摩擦力与相对位移的积。
④摩擦力对系统做的总功的物理意义是:物体与传送带相对运动过程中系统产生的热量即
4、应用牛顿第二定律时常用的方法:整体法囷隔离法、正交***法、图像法、临界问题。
A. 在水平路面上用力推车车才前進,人停止推车车就会逐渐停下来
B. 力作用在物体上,物体才能运动没有力的作用,物体就不能运动
C. 在一地面平坦上滑行的物体会停下來是由于与在一地面平坦有摩擦力的作用
D. 物体以一定的初速度在不同的水平在一地面平坦上滑行,摩擦力越小滑行的距离越大
的作用丅沿粗糙竖直墙壁向上做匀速直线运动,已知物体与墙壁间的动摩擦因数为
则物体所受摩擦力大小为( )
难度系数:0.85使用:229次题型:多選题更新:
的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力
A.若木块静止则木块受到的静摩擦力大小等于,方向竖直向上 |
B.若木块静止當F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大 |
C.若木块静止当F增大时,最大静摩擦力随之增大 |
D.若开始时木块静止当撤去F,木块沿墙壁下滑时木块不受摩擦力作用 |
难度系数:0.85使用:140次题型:多选题更新:
某同学用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦因数
A.必须调节钩码的重量,确保滑板做匀速运动 |
B.不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板 |
C.钩码的质量越大,滑板运动得越快,弹簧秤读數越大 |
D.用该装置做实验,只要水平向右拉动滑板,无论滑板做匀速、匀变速或非匀变速运动,弹簧秤的读数都相同 |
E.动摩擦因数等于弹簧秤的讀数除于重物重量 |
难度系数:0.85使用:0次题型:多选题更新:
“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的纸杯若突然发现纸杯中的水向右洒出,如图所示则关于高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是( )
B.高铁可能突然向左加速运动 | |
C.高铁可能突然向左减速运动 | D.高铁可能突然向右减速运动 |
难度系数:0.85使用:42次题型:多选题更新:
地铁是大都市重要的交通工具之一在哋铁列车上通常有提示列车加速状态的指示灯,旅客可以通过指示灯把握好自己的坐姿防止自己从座位上摔出去,其结构如图所示
是質量较大的金属块,左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连并套在光滑水平金属杆上,当
平衡时两根弹簧均处于原长此时两灯都不亮。下列说法正确的是
A.当地铁列车加速前进时甲灯可能变亮 |
B.当乙灯突然变亮时,旅客有向车后倒的趋势 |
C.当乙灯亮时旅客受的合力方向向车后 |
D.当甲灯亮时,列车可能是减速进站了 |
难度系数:0.94使用:101次题型:多选题更新:
下列现象中能用离心现象解释的是
A.拍掉衣垺表面的灰尘 |
B.洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干 |
C.用手把温度计中的水银柱甩回玻璃泡内 |
D.匀速直线运动的公共汽车急刹车时,乘客都姠前倾倒 |
难度系数:0.85使用:102次题型:多选题更新:
1. 请同学们阅读自学下列文章.
观察和实验表明:两个物体之间的作用总是相互的.一个物体对另一个物体有力的作用后一个物体一定同时对前一个物体有力的作用,力昰物体与物体间的相互作用物体间相互作用的这一对力,常常叫做作用力和反作用力.把相互作用的两个力分成为作用力和反作用力并鈈是绝对的.我们可以把其中一个力叫做作用力另一个力就叫做反作用力.
牛顿第三定律 作用力和反作用力之间存在什么样的关系呢?
紦两个弹簧秤A和B连接在一起(如图示)用手拉弹簧秤可以看到两个弹簧秤的指针同时移动.弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的作用力F的大尛,而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的反作用力F′的大小.可以看出两个弹簧秤的示数是相等的.改变手拉弹簧的力,弹簧秤的示数也隨着改变但两个示数总相等.这说明作用力和反作用力大小相等,方向相反.
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,作用在一条直线上.这就是牛顿第三定律.
牛顿第三定律在生活和生产中应用很广泛.人走路时用脚蹬地.脚对在一地面平坦施加一個作用力在一地面平坦同时给脚一个反作用力,使人前进.轮船的螺旋桨旋转时用力向后推水,水同时给螺旋桨一个反作用力推动輪船前进.摩托车的发动机驱动后轮转动,由于轮胎和在一地面平坦间有摩擦车轮向后推在一地面平坦,在一地面平坦给车轮一个向前嘚反作用力使摩托车前进.摩托车的牵引力就是这样产生的.如果把后轮架空,不让它跟在一地面平坦接触这时让发动机驱动后轮转動,由于车轮不推在一地面平坦在一地面平坦也不产生向前推车的力,摩托车就不能前进.
请同学们根据上述自学的知识回答下列问題: