抓住“力”的变化，巧解力学问题-论文.pdf

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1、止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，小球加速度的大小和方向如何?此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力比值是多少?小球在绳未断时受力如图3所示，受3个力解析的作用，绳剪断的瞬间，作用于小球的拉力F．r立即消失，水平面对小球的弹力F立即产生，受力如图4所示．◇江苏何军牛顿第二定律F—n揭示了加速度和力之间的关系．作用在一个物体上的力和加速度刻对应：①力和加速度方向相同；②力发生图3圈4速度同步发生变化．在解决牛顿第二定律的相(1)绳未断时：Frcos30。一F，FTsin30。一mg，时，我们

2、要紧扣“力”这一要素，以物体受力分线，根据物体受力变化情况准确划分运动过程．解得FT：==2ON，F：=：10N．1抓住“力”的变化。准确分析力的个数和大，-(2)绳断瞬间：F一0，在竖直方向支持力F=瞬时问题mg，在水平方向F—ma，所以瞬时问题往往是求解某一时刻的加速度，n—F／一10,／gm·s。通常伴随着力的个数以及大小的变化．这类问此时F／F一10√3／lo一√3．绳和弹簧为主要模型．我们只要紧扣该状态下变式1如图5所示，木块A、分析，就能顺利解决问题．B用轻弹簧相连，放在悬挂的木箱#，三例1如图

3、1所示，甲、乙图中fC内，处于静止状态，它们的质量之A、B的质量均为，甲图中A、B◆比是1：2：3．求当剪断细绳的瞬间，C之间用绳相连，乙图中用轻弹簧连J各物体的加速度大小．接，在剪断最上端的悬线后，甲乙丑●答案0，1．2g，1．2g．两图中B球加速度各是多少?。“2抓住“力”的变化。准确划分阶圈’甲图中：假设、B问的绳图段，解决多过程问题，解析的拉力F不等于0，则绳处于绷紧状态．对运动学公式体现的是一个过程上的变化，牛顿定律反映了一个状态下的情景，一个时刻下的加速度要===>g，对B：一

4、过程中加以应用．根据牛顿第二定律可知：加速度比B球大，绳要发生松弛，F．r为零，因此假设力一旦发生变化，加速度就会随之变化．在分析多过错误，绳上拉力为零，ae一g．程问题时，要根据力的变化将过程划分几个阶段．乙图中：弹簧弹力是由于弹簧形变引起的，在这i例3如图6所示，传送带一时刻不能产生位移，弹簧形变量不会发生变化，则与地面夹角0—37。，从A到B弹簧弹力与绳没有剪断之前一样，即F弹一m。g，则长度为24m，传送带以=12nB：0．m·s⋯的速率逆时针转动．在传图6本题在绳剪断的瞬间，物体的受力个数发生变送

5、带上端A无初速地放一个质化，绳上拉力大小发生突变，弹簧上弹力不发生突变，量为m一0．5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数解题中要抓住这些变化情况．fz=0．75．求物体从A运动到B所需要的时间．例2在光滑水平面上有(sin37。一0．6，COS37。一0．8，g取1012"1·S)一质量m一1kg的小球，小球物体从A运动到B，是一直做匀加速运动，与水平轻弹簧和与水平方向夹解析还是先加速后匀速还是其他运动过程，完全角=30。的轻绳的一端相连，图2取决于物体的受力．开始阶段物体受到的摩擦力沿斜如图2所示，此时

6、小球处于静面向下，mgsin0+／~mgcos0一ma，a一12m·s～，当丫数80理,叱处己事上临下，皆当如诚为主物体速度达到12m·s一时，用时1s，通过的位移6J‘rn，物体还没有到达B点．本题中我们易得mgsin口一umgcosp，则物体受到的摩擦力将由滑动摩擦力变为,F静摩擦力，方向由沿斜面向下改为沿斜面向上，运动过程由加速运动变成了匀速运动．根据物体受力变、1化，物体从A到B经历的匀加速和匀速两过程．匀加速运动过程中由运动学公式得加速时间为1S，加速1mg移动位移为61TI，匀速运动时间为1．5

7、S，从A到B用了2．5s．把握住力的变化就把握住过程拆分的关键．变式2如图7所示，是建联立两式得：F一，筑工地常用的一种“深穴打夯机”，电动机带动2个滚轮匀速FT2一—m—g_-—Fsin0．转动将夯杆从深坑提一k来，当夯杆底端刚到达坑口时，2个滚轮根据FT1≥0，F-rz≥o可知≤F≤．彼此分开，将夯杆释放，夯杆只在重力作用下运动，落回深坑，彰毒善霎．需萋夯实坑底，且不反弹．然后2个滚轮再次压紧，夯杆被提到坑图7小时都只对应着一个绳上有力，就可以将四力平衡问题转化为三力平衡问题．由图9不难看出，口，如此周

8、而复始．已知2个滚轮边缘的线速度恒为一4In·s～，滚轮对夯杆的正压力F一2×1ON，滚当FT1o时，2Fsin一g，F；轮与夯杆间的动摩擦因数一0．3，夯杆质量m一1×当FT2o时，Fsin一mg，F一．10。kg，坑深h一6．4rn，假定在打夯的过程中坑的深度变化不大可以忽略，g取10ITI·S一．求：变式3如图1O所示，在劲(1)夯杆被滚轮压紧，加速上升至与滚轮速度相度系数为k的弹簧下端挂一质量同时离坑底的