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力学中五个重要问题  

2017-08-22 09:16:35|  分类: 一轮复习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.追及和相遇问题

追和被追的两物体速度相等(同向运动)是能追上、追不上、两者距离有极值的临界条件。

1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速直线运动)

①两者速度相等时,若追者未追上被追者,则永远追不上,此时两者间有最小距离;

②两者速度相等时,若追者位移恰等于被追者位移与初始两者间距之和,则刚好追上,也是两者避免相撞的临界条件;

③若相遇时追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还能再一次与追者相遇。

2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速直线运动)

①一定能追上,当两者速度相等时两者间有最大距离;

②当追者位移恰等于被追者位移与初始两者间距之和时,后者追上前者。

 

2.绳与杆上的弹力分析

1)绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向;轻质弹簧的弹力总是沿着弹簧的轴线方向。

2)“活杆(不固定的杆,可以绕其一端转动)”的弹力必沿杆方向;“死杆(固定的杆,既不能转动,也不能弯曲的理想杆)”的弹力方向不一定沿杆的方向,要根据物体的具体状态来确定。

 

3..共点力平衡问题的求解方法

1)力的合成与分解法:当物体受力较简单而处于平衡状态时,常用合成法与分解法求解,力的合成与分解满足平行四边形定则(或三角形定则)。两分力大小一定时,合力随两分力间夹角的增大而减小。若已知一分力的大小和方向及合力的方向,则另一分力与合力垂直时,另一分力有最小值;若已知合力的大小和方向及一分力方向,则两分力互相垂直时,另一分力有最小值。

2)相似三角形法:在物体受三个共点力(非平行力)作用而处于平衡态时,若已知某力的大小及绳、杆等模型的长度、高度时,常用力的三角形与几何三角形相似,对应边成比例求解。

3)图解法:当物体处于动态平衡状态(如题中有“缓慢移动”等词)时,常用图解法求解(一般受三个力作用)。

①根据力的分解或合成作出力的闭合矢量三角形;

②确定大小、方向不变的力(通常为重力,也可以是其他力)

③确定方向不变的力;

④确定变化的因素(角度增、减),利用三角形定则进行动态分析。

4)拉密定理法:如果在共点的三个力(非平行力)作用下物体处于平衡状态,那么各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦成正比。

5)正交分解法:将各力分别分解到x轴和y轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件来处理,正交分解法多用于三个以上共点力作用下物体的平衡的求解。在选取坐标轴时应注意:少分解力或将容易分解的力分解,尽量不要分解未知力。

 

4.连接体与传送带问题

1)连接体问题:一般连接体都具有相同的速率和加速度大小,求解时一般先整体分析,再对其中一个物体分析,并根据受力情况,利用正交分解法和牛顿第二定律列式求解。

2)传送带问题:要正确判断物体相对地面、相对传送带各做什么运动,正确判断物体和传送带间的摩擦力情况,要明确在传送带问题中,摩擦力的大小和方向往往会发生突变,且突变常常发生在物体速度与传送带速度相同时。

 

5.重要的功能关系

功是能量转化的量度,中学物理中常见的几个功能关系如下:

1)保守力做的功对应各自势能变化量的负值。

保守力是指做功与路径无关的力,如重力、弹簧弹力、电场力等。

2)合外力做的功对应动能的变化量。

合外力是指包括重力在内的所有外力的合力,动能定理表达式中各量应相对同一参考系,它适用于直线运动与曲线运动、恒力功与变力功、连续力与间断力;也适用于电场力做的功与安培力做的功。

3)除重力G、系统内弹力F外的力做的功对应机械能的变化量。

当只有重力做功或只有系统内弹力做功或只存在动能和势能的相互转化时,机械能守恒,否则机械能就要发生变化。

4)相互摩擦的系统内一对滑动摩擦力做的总功等于滑动摩擦力与相对路程的乘积,等于系统内能的变化量,Wf=fs相对路程=Q

共点力(非平行力)作用而处于平衡态时,若已知某力的大小及绳、杆等模型的长度、高度时,常用力的三角形与几何三角形相似,对应边成比例求解。

3)图解法:当物体处于动态平衡状态(如题中有“缓慢移动”等词)时,常用图解法求解(一般受三个力作用)。

①根据力的分解或合成作出力的闭合矢量三角形;

②确定大小、方向不变的力(通常为重力,也可以是其他力)

③确定方向不变的力;

④确定变化的因素(角度增、减),利用三角形定则进行动态分析。

4)拉密定理法:如果在共点的三个力(非平行力)作用下物体处于平衡状态,那么各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦成正比。

5)正交分解法:将各力分别分解到x轴和y轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件来处理,正交分解法多用于三个以上共点力作用下物体的平衡的求解。在选取坐标轴时应注意:少分解力或将容易分解的力分解,尽量不要分解未知力。

 

4.连接体与传送带问题

1)连接体问题:一般连接体都具有相同的速率和加速度大小,求解时一般先整体分析,再对其中一个物体分析,并根据受力情况,利用正交分解法和牛顿第二定律列式求解。

2)传送带问题:要正确判断物体相对地面、相对传送带各做什么运动,正确判断物体和传送带间的摩擦力情况,要明确在传送带问题中,摩擦力的大小和方向往往会发生突变,且突变常常发生在物体速度与传送带速度相同时。

 

5.重要的功能关系

功是能量转化的量度,中学物理中常见的几个功能关系如下:

1)保守力做的功对应各自势能变化量的负值。

保守力是指做功与路径无关的力,如重力、弹簧弹力、电场力等。

2)合外力做的功对应动能的变化量。

合外力是指包括重力在内的所有外力的合力,动能定理表达式中各量应相对同一参考系,它适用于直线运动与曲线运动、恒力功与变力功、连续力与间断力;也适用于电场力做的功与安培力做的功。

3)除重力G、系统内弹力F外的力做的功对应机械能的变化量。

当只有重力做功或只有系统内弹力做功或只存在动能和势能的相互转化时,机械能守恒,否则机械能就要发生变化。

4)相互摩擦的系统内一对滑动摩擦力做的总功等于滑动摩擦力与相对路程的乘积,等于系统内能的变化量,Wf=fs相对路程=Q

 

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