高中物理受力分析專題

1、-§1.7受力分析專題一、教學(xué)目標(biāo)1 知識目標(biāo)：正確分析物體的受力情況，作出物體的受力示意圖。二、重點與難點分析一個力不漏，一個力不多，一個力方向不錯。三、教學(xué)器材印練習(xí)四、主要教學(xué)過程一、課題引入前面的學(xué)習(xí)中，共學(xué)習(xí)了三種常見力：重力、彈力、摩擦力。其中重力是地球上的物體都受到的，而彈力與摩擦力是兩物體必須發(fā)生接觸才產(chǎn)生的，因為這個原因，彈力和摩擦力又被分為接觸力。在具體情況中，我們?nèi)绾翁幚聿拍芨茖W(xué)，防止發(fā)生錯誤呢.二、新課講授1、如何正確地受力分析.明確考察對象，并把它從周圍其它物體中隔離出來，單獨畫出“隔離體圖形。仔細(xì)分析考察對象除了受重力作用以外，還受到幾個彈力和幾個摩擦力

2、的作用。沿順時針方向依次對每個接觸面和連接點作分析。畫出完整的受力圖：要注意，只考察對象所受外力，決不能同時畫上它施于其他物體的作用力。2、例題1、畫出圖中A物體的受力分析圖，A靜止且各接觸面光滑。彈力FAAAA2、放在斜面上相對斜面靜止?fàn)顟B(tài)的磚，受幾個力的作用.請在圖中畫出并說明各力施力物體。【答案】：GfN由于物體受到重力，所以在斜面上產(chǎn)生了兩種作用效果，一是沿斜面下滑的效果，二是壓緊斜面的效果，從而使兩接觸面間有了彈力和摩擦力。GfNv【引申】：當(dāng)物體沿斜面向上活動時，受力情況有無變化.物體受力隨運動狀態(tài)的不同而有可能不同，所以具體情況具體分析3、如下圖，分別放在粗糙的水平面上和斜面上的

3、磚A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則磚A和B都受到靜摩擦力的作用嗎.如果受到靜摩擦力的作用，請在圖中畫出磚受到的靜摩擦力。整體隔離法FBA【答案】：FBAf2A對B的摩擦力地面對B的摩擦力f1f3B對A的摩擦力【分析】：第一步，先把AB看作一個整體。則根據(jù)二力平衡可知整體除了受到力F還必須有一個摩擦力和F平衡，所以地面對整體的摩擦力作用在B外表上且大小等于F。第二步，再把AB隔離逐個分析。根據(jù)二力平衡同理可知AB所受的摩擦力大小。練習(xí)：如下圖，各圖中，物體總重力為G，請分析磚與墻及磚與磚的各接觸面間是否有摩擦力存在.如有大小是多少.五、板書1、如何正確地受力分析.明確考察對象，并把它從周圍其它物體中隔離

4、出來，單獨畫出“隔離體圖形。仔細(xì)分析考察對象除了受重力作用以外，還受到幾個彈力和幾個摩擦力的作用。沿順時針方向依次對每個接觸面和連接點作分析。畫出完整的受力圖：要注意，只考察對象所受外力，決不能同時畫上它施于其他物體的作用力。2、連接體的受力分析法：整體法分析整體外接觸面受力情況，隔離法分析各個物體之間的受力情況。高中物理知識歸納二-力學(xué)模型及方法1連接體模型是指運動中幾個物體疊放在一起、或并排在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的根本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體的物體間無相對運動時,可以把物體組作為整體，對整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體各局部間的相互

5、作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時，把*物體從連接體中隔離出來進(jìn)展分析的方法。BAFm2m1FBAF1F22斜面模型搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件斜面固定：物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止 > tg物體靜止于斜面< tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos) 3輕繩、桿模型繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。桿對球的作用力由運動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向 最高點時桿對球的作用力；最低點時的速度?，桿的拉力?假設(shè)小球帶電呢.Em，qL·O假設(shè)單B下擺,最低點的速度VB=mgR=整體下擺2mg

6、R=mg+= ； => VB=所以AB桿對B做正功，AB桿對A做負(fù)功假設(shè) V0< ，運動情況為先平拋，繩拉直沿繩方向的速度消失即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下落機械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。求水平初速及最低點時繩的拉力.換為繩時:先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30°的位置由靜釋放，設(shè)繩子為理想輕繩，求：小球運動到最低點A時繩子受到的拉力是多少.4超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+

7、a)；向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點：一個物體的運動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動1到2到3過程中 (1、3除外)超重狀態(tài) 繩剪斷后臺稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速Fma圖9q斜面對地面的壓力? 地面對斜面摩擦力? 導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運動.鐵木球的運動用同體積的水去補充 5碰撞模型：特點，動量守恒；碰后的動能不可能比碰前大；對追及碰撞，碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。彈性碰撞：m1v1+m2v2=(1) (2 ) 一動一靜且二球質(zhì)量相等的彈性正碰：速度交換大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返。一動一靜的完全非彈性碰撞子彈打擊木塊模型mv0+0=(m+M)=+E損E損=一

8、=E損可用于克制相對運動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為能E損=fd相=mg·d相=一12Av0vsMv0Lv0ABABv0“碰撞過程中四個有用推論彈性碰撞除了遵從動量守恒定律外，還具備：碰前、碰后系統(tǒng)的總動能相等的特征，設(shè)兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為1、2，碰撞后速度分別為u1、u2，即有 ： m11+m22=m1u1+m1u2m112+m222=m1u12+m1u22碰后的速度u1和u2表示為： u1=1+2u2=1+2推論一：如對彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)展分析，還會發(fā)現(xiàn)：彈性碰撞前、后，碰撞雙方的相對速度大小相等，即： u2u1=12推論二：如對彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)一步探討

9、，當(dāng)m1=m2時，代入上式得：。即當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時，速度互換。推論三：完全非彈性碰撞碰撞雙方碰后的速度相等的特征，即： u1=u2由此即可把完全非彈性碰撞后的速度u1和u2表為： u1=u2=例3：證明：完全非彈性碰撞過程中機械能損失最大。證明：碰撞過程中機械能損失表為： E=m112+m222m1u12m2u22由動量守恒的表達(dá)式中得： u2=(m11+m22m1u1)代入上式可將機械能的損失E表為u1的函數(shù)為：E=u12u1+(m112+m222)( m11+m22)2這是一個二次項系數(shù)小于零的二次三項式，顯然：當(dāng) u1=u2=時，即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)機械能的損

10、失到達(dá)最大值Em=m112+m222 推論四：碰撞過程中除受到動量守恒以及能量不會增加等因素的制約外，還受到運動的合理性要求的制約，比方，*物體向右運動，被后面物體追及而發(fā)生碰撞，被碰物體運動速度只會增大而不應(yīng)該減小并且肯定大于或者等于不小于碰撞物體的碰后速度。6人船模型：一個原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生相對運動的過程中，在此方向遵從動量守恒：mv=MV ms=MS s+S=d s= M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空，氣球質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m假設(shè)人沿繩梯滑至地面，則繩梯至少為多長.20mS1S2MmOR7彈簧振子模型：F=-K* *、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的

11、變化規(guī)律水平型 豎直型8單擺模型：T=2 類單擺 利用單擺測重力加速度9波動模型：特點:傳播的是振動形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。各質(zhì)點都作受迫振動， 起振方向與振源的起振方向一樣， 離源近的點先振動，沒波傳播方向上兩點的起振時間差=波在這段距離傳播的時間波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變, 波速v=s/t=/T=f 波速與振動速度的區(qū)別 波動與振動的區(qū)別：波的傳播方向質(zhì)點的振動方向同側(cè)法知波速和波形畫經(jīng)過t后的波形特殊點畫法和去整留零法物理解題方法：如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等模型法

12、常常有下面三種情況1物理對象模型：用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實體系統(tǒng)，稱為對象模型也可稱為概念模型，即把研究的對象的本身理想化常見的如“力學(xué)中有質(zhì)點、剛體、杠桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等；2條件模型：把研究對象所處的外部條件理想化，排除外部條件中干擾研究對象運動變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型3過程模型：把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型其它的碰撞模型：v0ABC12AABC力計算題專題訓(xùn)練動力學(xué)一115分一光滑圓環(huán)固定在豎直平面，環(huán)上套著兩個小球A和B中央有孔，A、B間由細(xì)繩連

13、接著，它們處于如圖中所示位置時恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，AB間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成300夾角。B球的質(zhì)量為m，求：1細(xì)繩對B球的拉力和A球的質(zhì)量；2假設(shè)剪斷細(xì)繩瞬間A球的加速度；3剪斷細(xì)繩后，B球第一次過圓環(huán)最低點時對圓環(huán)的作用力 15分1對B球，受力分析如下圖。 ( 1分)對A球，受力分析如下圖。在水平方向 ( 1分)在豎直方向： ( 2分)由以上方程解得： ( 1分)2剪斷細(xì)繩瞬間，對A球：( 2分) ( 2分) (3) 設(shè)B球第一次過圓環(huán)最低點時的速度為v，壓力為N，圓環(huán)半徑為r.則： ( 2分) ( 2分)聯(lián)解得：N3mg( 1分)由牛頓第

14、三定律得B球?qū)A環(huán)的壓力N/N3mg方向豎直向下 ( 1分)2.20分如圖甲所示，一質(zhì)量為2 . 0kg 的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.20。從 t = 0時刻起，物體受到水平方向的力 F 的作用而開場運動， 8s F 隨時間 t 變化的規(guī)律如圖乙所示。求：g取 10m / s 214s末物體速度的大?。?在圖丙的坐標(biāo)系中畫出物體在8s的v-t 圖象；要求計算出相應(yīng)數(shù)值3在8s 水平力 F 所做的功。20分解：16分物體受到水平力F和摩擦力f的作用，由靜止開場向右做勻加速直線運動，設(shè)加速度為a1，4s末速度為v1，由牛頓第二定律： F1-µmg = ma1 2

15、分 a1 = 3m/s2 2分 v1 = at1= 12m/s 2分28分由圖知，4-5s物體受到水平力F的大小不變，方向改變，設(shè)加速度為a2，5s末速度為v2 -(F2+µmg) = ma2 a2 = -7m/ s22分v2= v1 + a2 t2= 5m/s2分由圖知，5-8s物體只受摩擦力f的作用，設(shè)加速度為a3，速度為v3 -µmg = ma3 a3 = -2m/ s2 1分t3 = -=2.5s在t = 7.5s時物體停頓運動，v3=0 1分物體運動的v-t 圖象如下圖 2分36分由v-t圖可知或計算得出 0-4s s1 = 24m 1分4-5s s2= 8.5 m 1分水平力F做功 WF = F1S1-F2S2 2分解得： WF =155J 2分FACBL320分如下圖，光滑水平地面上停著一輛平板車，其質(zhì)量為，長為L，車右端A點有一塊靜止的質(zhì)量為的小金屬塊金屬塊與車間有摩擦，與中點C為界， AC段與CB段動摩擦因數(shù)不同現(xiàn)給車施加一個向右的水平恒力，使車向右運動，同時金屬塊在車上開場滑動，當(dāng)金屬塊滑到中點C時，即撤去這個力撤去力的瞬間，