高三专题复习--力学与生活

《高三专题复习--力学与生活》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、www.qpgk.com高三复习专题——力学与生活力和运动是高中物理力学部分的重要内容.高中物理力学部分涉及到的力，主要有重力、弹力、摩擦力、万有引力；涉及到的运动，主要有直线运动、平抛运动、圆周运动等.现实世界中处处涉及力和物体的运动，例如：各类体育运动、杂技表演常涉及力的平衡、力矩的平衡、直线运动和曲线运动；建筑、桥梁、各类机械也常与物体的受力和平衡紧密相联；各类车辆、船舶、飞行器的运行，各种机器的运转，都离不开相应的运动规律；卫星的发射、天体的运行，需要应用圆周运动和万有引力的知识.　本文列举力、

2、直线运动、牛顿运动定律、物体的平衡、曲线运动、万有引力定律的实际应用问题.　［典型例题］ 例1（压榨机的压力）　图1是压榨机的原理示意图，Ｂ为固定铰链，Ａ为活动铰链，在Ａ处作用一水平力Ｆ，滑块Ｃ就以比Ｆ大得多的压力压物体Ｄ，已知图中ｌ=0.5ｍ，ｂ＝0．05ｍ，Ｆ＝200Ｎ，Ｃ与左壁接触面光滑，求Ｄ受到的压力多大?（滑块和杆的重力不计）    解析　力Ｆ作用的效果是对ＡＢ、ＡＣ两杆沿杆向产生挤压作用，固此可将Ｆ沿ＡＢ、ＡＣ方向分解为Ｆ１、Ｆ２，则Ｆ２＝Ｆ／2ｃｏｓα．　力Ｆ２的作用效果是使滑块Ｃ对左

3、壁有水平向左的挤压作用，对物体Ｄ有竖直向下的挤压作用.因此，可将Ｆ２沿水平方向和竖直方向分解为力Ｆ３、Ｆ４，则物体Ｄ所受的压力为　ＦＮ＝Ｆ４＝Ｆ２ｓｉｎα＝（Ｆ／2ｃｏｓα）·ｓｉｎα＝（Ｆ／2）ｔｇα．　由图可知ｔｇα＝ｌ／ｂ＝0．5／0．05＝10，且Ｆ＝200Ｎ，故　ＦＮ＝1000Ｎ．　评注　本题主要涉及力的二次分解.根据力的作用效果，确定分力方向，这是求解本题的关键.　本题亦可运用共点力的平衡知识求解，分别对活动铰链Ａ和滑块Ｃ进行受力分析，运用平衡条件列式求得物体Ｄ对滑块Ｃ的弹力，然后再

4、根据牛顿第三定律得物体Ｄ所受的压力.　请进一步思考：若要求物体Ｄ所受压力能达到水平力Ｆ的ｎ倍，则两块与水平方向的夹角α应为何值?（答案：α＝ａｒｃｔｇ2ｎ．）　例2（起重机平衡物的质量）　如图所示，起重机自身质量为1ｔ，Ｇ是它的重心，它能吊起重物的最大质量是2ｔ，图中＝10ｍ，＝2ｍ，＝4ｍ，＝1ｍ．为了保证起重机不论在吊重物还是不吊重物时都不致翻倒，加于起重机右边的平衡物M的质量应是多少?解析　以ｍ０和ｍ分别表示起重机自身质量和吊起重物的最大质量，Ｍ１、Ｍ２分别表示平衡物M最小和最大的临界质量.　

5、当起重机吊起最大质量的重物时，平衡物M取最小临界质量Ｍ１第11页共11页www.qpgk.com，起重机以前轮为支点，达到将向前翻倒的临界状态.由力矩平衡，有　ｍｇ（＋）＋ｍ0ｇ＝Ｍ１ｇ（＋），　解得　Ｍ１＝（＋）ｍ＋ｍ０／＋＝5．2ｔ．　当起重机不吊重物时，平衡M取最大临界质量Ｍ２，起重机以后轮为支点，达到将向后翻倒的临界状态，同样由力矩平衡有　ｍ０ｇ（＋）＝Ｍ２ｇ，　解得　　　Ｍ２＝(＋)／·ｍ０＝6ｔ．　可见，为保证起重机不论在吊重物或不吊重物时都不致翻倒，加于起重机右边的平衡物M的质量

6、应是　Ｍ１＜Ｍ＜Ｍ２，即5．2ｔ＜Ｍ＜6ｔ．　评注　本题是力矩平衡的实际应用.由于起重机没有明确的固定转动轴，根据起重机负重和空载时不致翻倒的实际情况，确定转轴的位置便成了解答此题的突破口.　请进一步思考：若平衡物M的质量为5.5ｔ，则在起重机空载和吊起最大质量的重物时，起重机前后轮对地面的压力分别为多大?［答案：空载时，前后轮对地面的压力分别为0.125ｔ和6.375ｔ；吊起最大质量的重物时，前后轮对地面的压力分别为8.125ｔ和0.375ｔ.］　例3（科学考察船的船体倾角）　1999年，中国首次

7、北极科学考察队乘坐我国自行研制的“雪龙”号科学考察船对北极地区海域进行了全方位的卓有成效的科学考察.“雪龙”号科学考察船不仅采用特殊的材料，而且船体的结构也满足一定的条件，以对付北极地区的冰块和冰层.它靠自身的重力压碎周围的冰块，同时又将碎冰挤向船底，如图3所示.倘若碎冰块仍挤在冰层与船体之间，船体由于受巨大的侧压力而可能解体.为此，船壁与竖直平面之间必须有一个恰当的倾斜角θ.设船壁与冰块间的动摩擦因数为μ，试问使压碎的冰块能被挤向船底，θ角应满足什么条件.　解析　如图所示，碎冰块受到船体对它的垂直于船

8、壁向外的弹力Ｎ，冰层对它的水平方向的挤压力Ｆ，船体与碎冰块间的摩擦力ｆ.此外，碎冰块还受到自身重力和水对它的浮力作用，但这两个力的合力与前面分析的三个力相比很小，可忽略不计.　由碎冰块的受力图可知，对于一定大小的挤压力Ｆ而言，θ越大，其沿船壁向下的分力就越大，同时垂直船壁向里的分力就越小，碎冰与船体间的压力越小，滑动摩擦力也就越小，从而碎冰块越容易被挤向船底.所以，θ角一定要大于某一临界值θ０，才能使压碎的冰块被挤向船底.