第二章直线运动
直线运动是整个高中物理知识的基础,本章从最简单、最基本的直线运动入手,运用公式和图象两种数学工具研究如何描述物体的运动,即研究物体的位移、速度等随时间变化的规律,是学习力学相关物理问题的工具。
知识网络:
专题一直线运动的基本概念
【考点透析】
一、本专题考点:机械运动、参考系、质点、瞬时速度是I类要求,位移、路程、加速度、平均速度以及匀速直线运动的速度、速率、位移公式是II类要求。
二、理解和掌握的内容
1.基本概念
(1)机械运动:物体相对于其他物体的位置变化叫做机械运动,简称运动。
(2)参考系:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体,叫做参考系。
描述一个物体的运动时,参考系是可以任意选取的,选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果会有不同,通常以地面为参考系来研究物体的运动。
(3)质点:用来代替物体的有质量的点。在物体做平动时或物体的形状大小在所研究的问题中可以忽略的情况下,可将物体视为质点。
(4)位移:描述质点位置改变的物理量,它是矢量,方向由初位置指向末位置;大小是从初位置到末位置的线段长度。
(5)路程:是指质点运动轨迹的长度,它是标量。
位移、路程的联系与区别:位移是矢量,路程是标量;只有在物体做单方向直线运动时路程才等于位移的大小。
(6)平均速度:质点在某段时间内的位移△s与发生这段位移所用时间△t的比值叫做这段时间(或这段位移)的平均速度。即v=△s/△t
(7)瞬时速度:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度。
(8)速率:瞬时速度的大小叫瞬时速率。速率是标量。
(9)速度变化量△v=vt-v0:描述速度变化的大小和方向的物理量,它是矢量,△v可以与v0同方向、反方向。当△v与v0同方向时,速度增大;当△v与v0反方向时,速度减小,当△v与v0不共线时改变速度方向。
(10)加速度:加速度是表示速度改变快慢的的物理量,它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
a=△v/△t=vt-v0/△t
加速度是矢量,当a与v同方向时,v增大;当它a与v反方向时,v减小;当a与v垂直时,只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(11)匀速直线运动:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内通过的位移都相等,这样的运动为匀速直线运动。
(12)时刻和时间:时刻表示某一瞬间,在时间轴上是一个点,与时刻对应的是瞬时速度、位置、动量、动能等状态量。时间是两个时刻间的间隔长度,在时间轴上是一线段。与时间对应的是平均速度、位移、冲量、功等过程量。
2.难点释疑
(1)加速度与速度没有直接联系,加速度对应的是速度的变化率,表明物体的速度的变化的快慢。所以加速度大,速度不一定大;加速度变大,速度也不一定变大,速度变大与变小由速度与加速度方向之间的关系决定,二者同向时,速度增大,反向时速度减小。
(2)一个物体的加速度由它的质量和它所受的合外力决定,即a=F/m,当合外力和质量确定后,加速度就确定了。
【例题精析】
例1物体通过两个连续相等的位移平均速度分别为v1=10m/s,v2=15m/s,则物体在运动过程中的平均速度是()
A.13.75m/sB12.5m/sC.12m/sD.11.75m/s
解析:由于物体运动的性质不能确定,只能用平均速度的定义来求,设每段位移为s,两段经历时间分别为t1、t2
平均速度v=2s/(t1+t2)
t1=s/v1t2=s/v2
v=2v1v2/(v1+v2)=12(m/s)
答案是:C
错解:v=(v1+v2)/2=12.5(m/s)
思考拓宽:如果物体通过两个连续相等的时间平均速度分别为v1、v2,则物体在运动过程中的平均速度是多少?
例2下列描述的运动中,可能存在的是()
A.速度很大,加速度很小B.速度变化很大,加速度很小
C.速度变化越来越快,加速度越来越小D.加速度越来越小,速度越来越大
解析:速度很大的物体,如果速度变化很慢,比如经过很长的时间,速度才发生了很小的变化,那么加速度就很小,故A对。如果物体速度变化很大,但所用的时间也很长,加速度就可能很小,故B对。速度变化越来越快,就表示加速度越来越大,故C错。当加速度和速度的方向相同时,物体就一定做加速运动,即使加速度越来越小,但速度还是越来越大,只是速度增加的越来越慢而已,故D对。
应选A、B、D。
思考拓宽:要正确理解加速度的概念,区别速度、速度变化量、速度变化率以及加速度的确切含义。物理学习中相似的概念辨析题很多,关键是要对概念有深刻的理解,如电磁学中的磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率等概念的辨析与本题类似。
【能力提升】
I.知识与技能
1.在平直的公路上并排行驶的汽车,甲车内的人看见窗外树木向东行驶,乙车内的人发现甲车没有运动,如果以地面为参考系,上述事实说明()
A甲车向东运动,乙车不动B乙向西运动,甲车不动
C甲车向西运动,乙车向东运动D甲乙两车同时向西运动
2.一质点沿半径R的圆周运动一周仍回到原地,它在运动过程中路程、位移的最大值分别是()
A。2πR;2πRB.2R;2πRC.2R;2RD.2πR;2R
3.一质点做方向不变的直线运动,加速度方向始终与速度方向相同,但加速度的大小逐渐减小直至为零,则在此过程中()
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值。
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值,
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,.位移达到最大值,
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,.位移达到最小值。
4.对于平均速度、瞬时速度与速率,正确的说法是()
A.平均速度的大小等于平均速率
B.平均速度大小等于初速度和末速度的平均值
C.瞬时速度大小等于瞬时速率
D.较短时间内的平均速度就是瞬时速度
5.下列说法正确的是()
A.作平动的物体一定都可以视为质点
B.有转动的物体一定不可以视为质点
C.研究物体转动时一定不可以将物体视为质点
D.不可以将地球视为质点
6.运动员在百米赛跑中,起跑后第3s末的速度为8m/s,第10s到达终点时的速度为13m/s,他这次跑完全程的平均速度是m/s。
7.一质点做变速直线运动,t1=2s时速度大小为4m/s,方向向右;在t2=5s时速度大小为8m/s,方向向左;则物体t1至t2时间内的加速度大小为m/s,方向向。
Ⅱ能力与素质
8.甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地驶向同一目的地。甲车在前一半时间内以速度v1做匀速运动,后一半时间以速度v2做匀速运动;乙车在前一半路程内以速度v1做匀速运动,在后一半路程内以速度v2做匀速运动,已知v1≠v2,则()
A.甲车先到B.乙车先到
C.甲、乙同时到达D.无法比较
9.一实心木块,长、宽、高分别为a、b、c,如图2—1所示,有一质点自A点沿木块表面运动到B点,求质点的最短路程和质点的位移。
10.一筑路工人在长300米的隧道中,突然发现一辆汽车在离右隧道口150米处以速度vo=54千米/小时向隧道驶来,由于隧道内较暗,司机没有发现这名工人。此时筑路工正好处在向左、向右跑都能安全脱险的位置。问此位置距右出口距离是多少?他奔跑的最小速度是多大?
答案
专题一:1.D2.D3.B4.C5.C6.107.4,左8.A
9.;10.75;7.5
20xx届高三物理一轮复习学案:第五章《动量》专题七碰撞爆炸反冲运动
【考点透析】
一、本专题考点:动量知识和机械能守恒知识的应用,本专题为Ⅱ类要求。
二、理解和掌握的内容
1.碰撞
(1)特点:作用时间极短,相互作用的内力极大,有些碰撞尽管合外力不为零,但外力相对于内力可忽略,故动量近似守恒。
(2)分类:①弹性碰撞(动能也守恒);②非弹性碰撞(存在动能损失);③完全非弹性碰撞(碰后具有共同速度,动能损失最多)。
(3)范围:从动能损失多少的角度看,所有碰撞都界于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间,即两者是动能损失的下限和上限。
2.爆炸及反冲运动
(1)爆炸:爆炸过程类似于碰撞,动量守恒。因有其他形式的能转化为动能,所以系统的动能在爆炸后将增加。
(2)反冲运动:在反冲运动中若内力远大于外力,可视为动量守恒。
3.难点释疑
(1)碰撞过程动能不会增加,动量守恒。常用到动量和动能的关系式:P2=2mEK
(2)碰撞问题的处理方法:①客观实际(如甲同向追乙,碰后甲速度大小变小;若仍同向则不可能大于乙的速度);②动量守恒;③动能关系(碰后动能小于或等于碰前动能,动能损失多少存在上限和下限)。
【例题精析】
例1质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kgm/s,B球的动量是5kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是()
A.PA=6kgm/s,PB=6kgm/sB.PA=6.5kgm/s,PB=5.5kgm/s
C.PA=-2kgm/s,PB=14kgm/sD.PA=-4kgm/s,PB=17kgm/s
解析:从碰撞客观实际,由于A追B碰,碰后A的速度必小于B的速度,且两球质量相等,故B选项错;由碰撞动量守恒验证,D选项错;再从碰撞中动能关系,即碰后总动能只有守恒或减少来看,C错A正确。答案:A
例2如图5-29所示,在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为P0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2,则必有:
A.E1E0B.P1P0C.E2E0D.P2P0
解析:动能是标量,两球碰后动能不会增加,故A对,C错;动量是矢量,两球碰后它们动量的绝对值之和可以增加,由动量守恒定律可知矢量和保持不变,因碰撞前后球1的运动方向相反,有P0=P2+(-P1),故必有P2P0,故D对;对球1,由关系P2=2mEK可知,因为E1E0,可得P1P0,故B对。答案:ABD
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1.质量为m的小球A,沿光滑水平面以V的速度与质量为2m的静止小球B发生正碰。碰后A球的动能变为原来的1/9,那么小球B的速度可能是()
①V/3②2V/3③4V/9④5V/9
A.①②B.②③C.②④D.①④
2.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量5kgm/s,B球的动量是7kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是()
①PA=6kgm/s,PB=6kgm/s②PA=3kgm/s,PB=9kgm/s
③PA=-2kgm/s,PB=14kgm/s④PA=-5kgm/s,PB=17kgm/s
A.③④B.①②C.②③D.②④
3.质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速度运动,它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(aA、bB、cC碰)。碰后,a球继续沿原来方向运动;b球静止;c球被弹回,这时A、B、C三球中动量最大的是()
A.A球B.B球C.C球D.三球质量未知,无法判断。
4.半径相等的两球甲乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动,若甲球的质量大于乙球质量,碰前两球的动能相等,则碰后两球的运动状态可能是()
①甲球速度为零而乙球速度不为零。②乙球速度为零而甲球速度不为零。
③两球速度均不为零。④两球速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等。
A.①②B.②③C.①③D.①④
Ⅱ能力与素质
5.在光滑的水平面上,有三个完全相同的小球排成一条直线,小球2和3静止并靠在一起,小球1以速度v0与它们正碰,如图5-30所示,设碰撞中没有机械能损失,则碰后三个球的速度可能是()
A.v1=v2=v3=v0/B.v1=0,v2=v3=v0/
C.v1=0,v2=v3=v0/2D.v1=v2=0,v3=v0
6.一炮弹质量为m,以一定倾角斜向上发射,到达最高点时速度为V,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为m/2,则另一块爆炸后的瞬间飞行速度大小为,方向。
7.一门旧式大炮水平射出一枚质量为10kg的炮弹,炮弹飞出的速度为600m/s,炮身质量为2×103kg,求大炮后退的速度是多少?若大炮后退中所受的阻力是它重力的30%,则大炮后退的距离?
8.向空中发射一物体,不计空气阻力。当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来方向,则()
A.b的速度方向一定与原速度方向相反。
B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大。
C.a、b一定同时到达水平地面。
D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力的冲量大小一定不相等。
9.三块完全相同的木块从同一高度同时由静止释放,其中A自由下落,B物块开始下落瞬间即被一水平飞来的子弹击中(未穿出),C物块在下落到一半距离时被另一相同的水平飞来的子弹击中(未穿出),则三物块落地时间关系为()
A.tA=tB=tCB.tAtBtCC.tAtB=tCD.tA=tBtC
10.如图5-39所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点,线长L.若将A由图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度可能是()
①L/2②L/4③L/8④L/10
A.①②④B.②③④C.①②③D.①②③④
【拓展研究】
空间技术中的“弹弓效应”
空间探测器从行星旁绕过时,由于行星的引力作用,可以使探测器的运动速率增大,这种显现被称为“弹弓效应”。在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。如图5-31所示的是弹弓效应的示意图:质量为m的空间探测器一相对于太阳的速度V0飞向质量为M的行星,此行星相对太阳的速度为u0,绕过行星后探测器相对于太阳的速度为V,此时行星相对于太阳的速度为u,由于mM,V0、u0、V、u的方向均可视为相互平行,试写出探测器与行星构成的系统在上述过程中“动量守恒”及“始末状态总动能相等”的方程;并在mM的条件下,用V0和u0来表示V。
专题七、1.A2.C3.C4.C5.D6.3v,与v同向7.3m/s;1.5m8.C9.D10.C
第三章牛顿运动定律
本章是高中物理的重点内容,是解决力学问题的三大途径之一,是物理学各分科间、物理学与其它学科间、以及物理学与生产实际相结合的重要纽带.同时还渗透了“构建物理模型”、“整体法与隔离法”、“力和运动的关系”、“临界问题”等物理学思想方法,对学好电磁学、热学等各类知识有广泛而深远的影响.可以说,牛顿定律是高中物理学的重要基石.
本章及相关内容知识网络:
专题一牛顿第一定律惯性
【考点透析】
一、本专题考点牛顿第一定律和惯性是Ⅱ类要求,既能够确切理解其含义及与其它知识的联系,能够用它解决生活中的实际问题.在高考中主要考查方向是运用牛顿第一定律的知识解释科技、生产、生活中的物理现象和进行定性判断.
二、理解和掌握内容
1.知识点的理解①牛顿第一定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.②惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性.惯性是物体的固有属性,与物体的运动及受力情况无关.物体的惯性仅由质量决定,质量是惯性大小的量度.
2.几点说明:①不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验来直接验证,它是伽利略在大量实验现象的基础上,通过思维逻辑推理(既理想实验)方法得出的.②牛顿第一定律是独立定律,不能简单认为它是牛顿第二定律在不受力时的特例,事实上,牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,描述的是物体不受外力时的运动规律.③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体均有惯性,指出力不是物体运动的原因而是改变物体运动状态使物体产生加速度的原因.④惯性不是力,惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质,而力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念.
3.难点释疑有的同学认为“惯性与物体的运动有关,速度大惯性大,速度小惯性小”,理由是物体的速度大则不易停下,速度小则易停下.产生这种错误的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”错误的理解成“惯性大小表示把物体由运动变为静止的难易程度”.事实上,在受到了相同阻力情况下,有相同的质量而速度不同的物体,在相同的时间内速度减少量是相同的.这就充分说明了质量相同的物体,它们运动状态改变的难易程度——惯性是相同的,与速度大小无关.
4.综合创新牛顿定律给人们定义了一种参考系:一个不受外力作用的物体在这个参考系中观察将保持静止或匀速直线运动状态,这个参考系称为惯性系.研究地面上物体的运动时,地面参考系可认为是惯性系,相对于地面做匀速直线运动的参考系,也是惯性系,相对于地面做变速运动的物体就称为非惯性系.牛顿定律只在惯性系成立.
【例题精析】
例1下列关于生活中常见的现象的说法正确的是()
A.运动越快的汽车越不易停下,是因为汽车运动越快,惯性越大.
B.骑车的人只有静止或匀速直线运动时才有惯性.
C.跳水运动员跳起后能继续上升,是因为运动员仍受到一个向上的推力
D.人推车的力是改变车惯性的原因.
E.汽车的牵引力是使汽车产生加速度的原因.
解析:物体的惯性仅由质量决定,与物体的运动及受力情况无关,所以ABC均错.力是改变物体运动状态原因故E正确.
思考与拓宽:大家不妨以“假如生活中没有了惯性”为标题展开联想,写一篇科普小论文,谈谈那将如何改变我们的生活.
例2一向右运动的车厢顶部悬挂两单摆M、N,如图3-1,某瞬时出现如图情形,由此可知,车厢运动情况及单摆相对车厢运动情况可能为()
A.车匀速直线运动,M摆动,N静止
B.车匀速直线运动,M摆动,N摆动
C.车匀速直线运动,M静止,N摆动
D.车匀加速直线运动,M静止,N静止
解析:由牛顿第一定律,当车匀速直线运动时,相对车厢静止的物体其悬线应为竖直,故M正在摆动;N可能相对车厢静止,也可能恰好摆到如图位置,故选项AB正确,C错误.当车匀加速运动时,由于物体的合外力向右,不可能出现N球悬线竖直情况,故选项D错误.
思考与拓宽:要正确理解牛顿第一定律,就要去除日常生活中的一些错误观点.如我们常看到的一些物体都是在推力和拉力作用下运动的,以至于我们一看到物体在运动,就认为物体必受一沿运动方向的动力,这显然是错误的.若没有阻力作用就不需要推力或牵引力,力不是维持物体运动的原因,是使物体产生加速度的原因.
【能力提升】
Ⅰ知识与技能
1.关于一些生活中常见的现象,下列说法正确的是()
A.一同学用手推不动原来静止的小车,于是说:这辆车惯性太大
B.在轨道上飞行的宇宙飞船中的物体不存在惯性
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故
D.静止的火车起动较慢,是因为火车静止时惯性大
2.如图3-2所示,一个各面均光滑的劈形物体M,上表面水平,放在固定斜面上.在M的水平面上放一光滑小球m.将M由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹为()
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则的直线
D.抛物线
3.在水平轨道上匀速行驶的火车内,一个人向上跳起,发现仍落回原处,这是因为()
A.人跳起后空气给它向前的力,带着它随火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢的地板给它向前的力,推动它随火车一起向前运动
C.车继续动人落下后必定偏后些,只是由于时间很短,偏后距离很小,不明显而已
D.人跳起直到落下,在水平方向始终具有和车同样的速度
4.在加速上升的电梯中用绳悬挂一物体,在剪断绳的瞬间,下列说法正确的是()
A.物体立即向下作自由落体运动
B.物体具有向上的加速度
C.物体速度为0,但具有向下的加速度
D.物体具有向上的速度和向下的加速度
5.如图3-3所示,一轻弹簧的一端系一物体,用手拉弹簧的另一端使弹簧和物体一起在光滑水平面上向左匀加速运动,当手突然停止时物体将()
A.立即停止B.向左作变加速运动
C.向左作匀速运动D.向左减速运动
6.关于力和运动的关系正确的是()
①.撤掉力的作用,运动的汽车最终必定停下
②.在跳高过程中,运动员受到的合外力不为0,但瞬时速度可能为0
③.行驶汽车的速度方向总和受力方向一致
④.加速行驶火车的加速度方向总和合外力方向一致
A.①③B.②④C.①④D.②③
Ⅱ能力与素质
7.如图3-4所示,在研究性学习活动中,某同学做了个小实验:将重球系于丝线DC下,重球下再系一根同样的丝线BA,下面说法正确的是()
①.在丝线A端慢慢增加拉力,结果CD先被拉断
②.在丝线A端慢慢增加拉力,结果AB先被拉断
③.在丝线A端突然加力一拉,结果AB被拉断
④.在丝线A端突然加力一拉,结果CD被拉断
A.①③B.②④C.①④D.②③
8.如图3-5所示,在匀加速向右行驶的车厢中,悬挂一盛油容器,从容器中依次滴下三滴油滴并均落在底板上,下列说法正确的是()
A.这三滴油滴依次落在OA间,且后滴较前滴离O点远
B.这三滴油滴依次落在OB间且后滴较前滴离O点近
C.这三滴油滴落在OA之间同一位置
D.这三滴油滴均落在O点
9.伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽俐略的斜面实验程序如下:
(1)减小第二斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度
(2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一斜面
(3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度
(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做匀速运动
请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实,还是通过思维过程的推论,下列选项正确的是()
A.事实2→事实1→推论3→推论4B.事实2→推论1→推论3→推论4
C.事实2→推论1→推论3→推论4D.事实2→推论1→推论4
10.有一种车载电子仪器内部电路如图3—6所示,其中M为一质量较大金属块,将仪器固定一辆汽车上,汽车启动时,灯亮,原理是.汽车刹车时,灯亮.
【拓宽研究】
1.我国公安交通部门规定,从1993年7月起,在各种小型车辆的司机及前排乘座的人必须系安全带,请同学们认真分析这样规定的原因.
2.2001年2月11日晚上在中央台“实话实说”节目中,为了揭露李宏志的各种歪理邪说,司马南与主持人崔永元合作表演了“铁锤砸砖”的节目.崔永元头顶8块砖,司马南用铁锤奋力击砖,结果砖被击碎,但崔永元却安然无恙.据司马南讲,他作第一次实验时头顶一块砖,结果被震昏了过去.请从物理学角度定性解释上述事实.
专题一:1.C2.B3.D4.D5.B6.B7.A8.C9.A10.绿,金属块由于惯性而后移接通电路,红
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?下面的内容是小编为大家整理的高考物理第一轮受力分析专题考点复习教案,希望对您的工作和生活有所帮助。
20xx届高三物理一轮复习学案:
第一章《力物体的平衡》专题三受力分析
【考点透析】
一本专题考点:受力分析及其应用
二理解和掌握的内容
受力情况决定运动情况,要研究物体的运动,必须首先搞清物体的受力情况。正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
1.分析方法:
进行受力分析的基本方法是隔离体法,即将所选定的研究对象(一般是一个物体,也可以是几个物体构成的整体)从它所处的环境中隔离出来,然后依次分析环境中的物体对所选定的研究对象施加的力。分析的依据,一是力的性质和各种力的产生条件;二是物体的运动状态即从共点力的平衡条件和牛顿第二定律入手分析。下边是受力分析常用的一些辅助方法。
(1)整体法:即选择几个物体构成的整体作为研究对象,既可用于研究整体的受力,也可作为分析某个物体受力情况的辅助方法。如(例一)。
(2)假设法:即在某个力的有无或方向不容易判断时,可先假设这个力不存在,看物体的运动会受什么样的影响,从而得出结论。如分析弹力可用假设拿开法,分析静摩擦力可用假设光滑法等。
(3)利用牛顿第三定律分析。
(4)画出物体的受力示意图,这样会使问题形象直观。在不涉及转动问题时,一般要将力的作用点平移到物体的重心上来,示意图不但要表示力的方向,还要定性表示力的大小。图画的越准确,越便于分析解决问题。
2.一般步骤:
(1)选定研究对象;(2)依次分析重力、已知力(外界施加的拉力、推力等)、场力;(3)利用隔离体法依次分析和研究与对象相接触的物体对它是否施加弹力或摩擦力。
之所以这样安排分析顺序,主要考虑到“2”中的力是主动力,而弹力和摩擦力是被动力。
注意事项:
(1)合力和分力不能重复的列为物体所受的力。分析物体的受力情况一般只分析实际力,在分析具体问题列方程时,合力和分力作为一种等效替代的手段不能重复考虑。
(2)要把握好研究对象,不要将研究对象对其它物体的力纳入,即只研究它的受力情况。
(3)摒弃传力的概念。如图1-15甲,我们只能说A由于受到推力F而对墙产生弹力,而不能说推力F作用在墙上;在1-15乙图中,由于C的存在使B对A的压力大于B的重力,但C对A并没施加力。
(4)然后要做一番检查,看每个力是否存在施力物体,受力情况是否和物体的运动状态相矛盾。
【例题精析】
例1如图1-16所示,斜面体A静止在地面上,物块B静止在斜面上,A是否受到地面的摩擦力?
解析:B和A的受力情况分别如图1-17,由B可知,N和f的合力和mBg构成平衡力;对A,N′和f′的合力应竖直向下,大小等于mBg,所以A不受地面的摩擦力。
思考拓宽:
解法二,取A、B整体为研究对象,因为整体在水平方向不受其它力,所以它也不受地面的摩擦力。
若A静止而B匀速下滑,A是否受到地面的摩擦力?(不受)
若A静止而B加速下滑,A是否受到地面的摩擦力?(受,方向向左)
例2如图1-18,轻质三脚架固定在小车上,其倾斜的一边与竖直方向的夹角为θ,质量为m的小球固定在杆的一端,当小车在水平面上运动时,关于杆对小球的作用力F,下列说法正确的是:
A.小车静止时,F竖直向上
B.小车向右加速时,F可能沿杆的方向
C.小车向左加速时,F可能沿杆的方向
D.小车向右加速时,F可能沿水平方向
分析与解:小球受重力和杆对球的作用力F两个力的作用,当向右加速时,。若,则F沿杆的方向,a越大,F与竖直方向的夹角越大,但F不可能水平。答案(AB)。
思考拓宽:线对物体的作用力一定沿线的方向,且只能是拉力;轻杆既可以对物体施加沿杆的拉力又可以对物体施加沿杆的支持力,杆对物体的力还可以不沿杆。
【能力提升】
Ⅰ.知识与技能
1.如图1-19,A、B、C三个物体叠放在桌面上,在A的上面再加一个竖直向下的力F,则C物体受到竖直向下的作用力有:
A.1个力B.2个力C.3个力D.4个力
2.如图1-20所示,用轻细线把两个质量未知的小球悬挂起来。今对小球a施一左偏下30°的恒力,并同时对小球b施一右偏上30°的等大恒力,最后达到平衡。下列图中可能表示平衡状态的图是:
3.图示1-21,ABCD是一个正方形木箱的截面,轻弹簧P将木块Q压在木箱的侧壁上,开始时整个装置均静止。现让装置开始做自由落体运动,而在运动过程中木箱底面保持水平,则此过程中木块的受力情况为
A.受重力、摩擦力、弹簧弹力和侧壁支持力四个力作用
B.受重力、弹簧弹力和侧壁支持力三个力作用
C.受弹簧弹力和侧壁支持力两个力作用
D.处在完全失重状态,不受任何力
4.如图1-22所示,在粗糙的水平地面上放有一斜劈a,木块b在沿斜面向上的拉力的F作用下,沿斜面匀速上滑,而a在此过程中保持不动,则:
A.地面对a有向左的摩擦力B.地面对a有向右的摩擦力
C.地面对a没有摩擦力D.以上三种情况都有可能
Ⅱ.能力与素质
5.如图1-23,木块放在水平桌面上,在水平方向共受三个力作用,即F1、F2和摩擦力,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N,若撤去力F1,则木块受到的摩擦力是:
A.8N,方向向右B.8N,方向向左C.2N,方向向右D.2N,方向向左
6.如图1-24所示,两木块A、B叠放在斜面上且均保持静止,则木块A受个力作用。
7.如图1-26所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠BAC=α,AB边靠在竖直墙上,F是垂直于斜面AC的推力,现物块静止不动,则摩擦力大小为____。
专题三1.B2.A3.B4.A5.C6.5;7.
文章来源:http://m.jab88.com/j/68562.html
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