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《2012高一物理配套课件:4力与运动(粤教版必修1)》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、一、物理图象在动力学问题中的应用1.物理图象信息量大,包含知识内容全面,好多习题已知条件是通过物理图象给出的,动力学问题中常见的有s-t、v-t、F-t及a-F等图象.2.遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象,要从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题.【典例1】(2011·大连高一检测)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此两图线可以求得物块的质量
2、m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为A.m=0.5kg,μ=0.4B.m=1.5kg,μ=C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.2【解析】选A.由F-t图和v-t图可得,物块在2s到4s内所受外力F=3N,物块做匀加速运动,a==m/s2=2m/s2,F-f=ma,即3-10μm=2m.①物块在4s到6s所受外力F=2N,物块做匀速直线运动,则F=f,F=μmg,即10μm=2.②由①②解得m=0.5kg,μ=0.4,故A选项正确.二、牛顿第二定律中的临界和极值问题1.概念(1)临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折
3、状态.(2)极值问题:在满足一定的条件下,某物理量出现极大值或极小值的情况.2.关键词语:在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、“刚好”、“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件.3.常见类型:动力学中的常见临界问题主要有三类:一是弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题;二是绳子的绷紧与松弛的问题;三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题.4.解题关键:解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确分析,对临界状态的判断与分析,找出处于临界状态时存在的独特的物理关系,即临界条件.常见的三类临界问题的临界条件(1)相互接触的两个物体将要脱离
4、的临界条件是:相互作用的弹力为零.(2)绳子松弛的临界条件是:绳的拉力为零.(3)存在静摩擦的系统,当系统外力大于最大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑动,相对滑动与相对静止的临界条件是:静摩擦力达到最大值.【典例2】(2011·芜湖高一检测)如图所示,物体的质量为2kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°角的拉力F,若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围.【解析】A受力如图所示,由平衡条件得:Fsinθ+F1sinθ-mg=0①Fcosθ-F2-F1cosθ=0②由①②式得:③④要使两绳都能伸直
5、,则有:F1≥0⑤F2≥0⑥由③⑤式得F的最大值为:Fmax=mg/sinθ=由④⑥式得F的最小值为:Fmin=mg/2sinθ=故F的取值范围为答案:三、整体法、隔离法解决连接体问题1.连接体连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体(它们具有相同的运动状态即相等的速度、加速度,或叠放在一起,或并排挤在一起,或用绳、杆联系在一起)组成的系统(也叫物体组).2.解决连接体问题的基本方法处理连接体问题的方法:整体法与隔离法.要么先整体后隔离,要么先隔离后整体.不管用什么方法解题,所使用的规律都是牛顿运动定律.(1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来,而应该
6、把这两种方法结合起来,从具体问题的实际情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离法或整体法:在连接体内各物体具有相同的加速度时,可先把连接体当成一个整体,分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度,若要求连接体内各物体相互作用的内力,则需把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体(包含两个或两个以上的单个物体),也可以是连接体的某一个物体,而这“某一部分”的选取,也应根据问题的实际情况灵活处理.【典例3】(2011·庆阳高一检测)如图所示,质量为
7、M的木箱放在光滑水平地面上,受到一水平恒力F的作用,木箱的顶部用细绳悬挂一质量为m的小球,若想使细绳与竖直方向夹角为θ,则恒力F应为多大?【解析】以小球为研究对象,受力如图所示,根据题意小球所受合力水平向右,则:mgtanθ=ma解得:a=gtanθ以木箱和小球整体为研究对象,由牛顿第二定律得:F=(M+m)a=(M+m)gtanθ.答案:(M+m)gtanθThankyou!