高中二年級(jí)物理專題01力學(xué)與運(yùn)動(dòng)上隨堂講義

1、專題一 力與運(yùn)動(dòng),思想方法提煉,感悟·滲透·應(yīng)用,思想方法提煉,一、對(duì)力的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) 1.關(guān)于力的概念.力是物體對(duì)物體的相互作用.這一定義體現(xiàn)了力的物質(zhì)性和相互性.力是矢量. 2.力的效果 （1）力的靜力學(xué)效應(yīng)：力能使物體發(fā)生形變.,思想方法提煉,(2)力的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)： a.瞬時(shí)效應(yīng)：使物體產(chǎn)生加速度F=ma b.時(shí)間積累效應(yīng)：產(chǎn)生沖量I=Ft，使物體的動(dòng)量發(fā)生變化Ft=△p

2、 c.空間積累效應(yīng)：做功W=Fs，使物體的動(dòng)能發(fā)生變化△Ek=W,思想方法提煉,3.物體受力分析的基本方法 （1）確定研究對(duì)象（隔離體、整體）. （2）按照次序畫受力圖，先主動(dòng)力、后被動(dòng)力，先場(chǎng)力、后接觸力. （3）只分析性質(zhì)力，不分析效果力，合力與分力不能同時(shí)分析. （4）結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).是靜止還是運(yùn)動(dòng)，是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng).如物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某點(diǎn)所受合外力的方向一定指向軌跡弧線內(nèi)側(cè)的某個(gè)方向.,思想方

3、法提煉,二、中學(xué)物理中常見的幾種力,思想方法提煉,三、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1.F=0時(shí)，加速度a=0.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) F=恒量:F與v在一條直線上——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng) F與v不在一條直線上——曲線運(yùn)動(dòng)（如平拋運(yùn)動(dòng)） 2.特殊力:F大小恒定，方向與v始終垂直——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng) F=-kx——簡(jiǎn)諧振動(dòng),思想方法提煉,四、基本理論與應(yīng)用 解題常用的理論主要有：力的合成與分解、牛頓

4、運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系研究的是宏觀低速下物體的運(yùn)動(dòng)，如各種交通運(yùn)輸工具、天體的運(yùn)行、帶電物體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等都屬于其研究范疇，是中學(xué)物理的重要內(nèi)容，是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，在高考試題中所占的比重非常大.選擇題、填空題、計(jì)算題等各種類型的試題都有，且常與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、動(dòng)量守恒、功能部分等知識(shí)相結(jié)合.,感悟·滲透·應(yīng)用,一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的習(xí)題通常

5、分為兩大類：一類是已知物體的受力情況，求解其運(yùn)動(dòng)情況；另一類是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求解物體所受的未知力或與力有關(guān)的未知量.在這兩類問(wèn)題中，加速度a都起著橋梁的作用.而對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是解決這類問(wèn)題的突破口和關(guān)鍵.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例1】如圖1-1所示質(zhì)量M=10kg的木楔靜止于粗糙水平地面上，木楔與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?=0.2，在木楔的傾角為?=30°的斜面上，有一質(zhì)量m

6、=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程s=1.4m時(shí)，其速度v=1.4m/s.在這個(gè)過(guò)程中木楔處于靜止?fàn)顟B(tài).求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s2）.,圖1-1,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】由于木楔沒有動(dòng)，不能用公式f=?N計(jì)算木楔受到的摩擦力，題中所給出動(dòng)摩擦因數(shù)的已知條件是多余的. 首先要判斷物塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2t-v20=2as 可得其加速度a=

7、v2/2s=0.7m/s2 由于a＞gsin?=0.5m/s2，可知物塊受摩擦力作用，,感悟·滲透·應(yīng)用,物塊和木楔的受力如圖1-2所示：,圖1-2,感悟·滲透·應(yīng)用,對(duì)物塊，由牛頓第二定律得： mgsin?-f1=ma f1=4.3N mgcos?-N1=0 N1= N對(duì)木楔，設(shè)地面對(duì)木楔的摩擦力如圖1-2所示，由平衡條件： f=N′1sin?-f′1cos

8、?=0.61Nf的結(jié)果為正值，說(shuō)明所設(shè)的方向與圖設(shè)方向相同.,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】物理習(xí)題的解答，重在對(duì)物理規(guī)律的理解和運(yùn)用，忌生拉硬套公式.對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體，理解物體間相互作用的規(guī)律，正確選取并轉(zhuǎn)移研究對(duì)象，是解題的基本能力要求.本題也可以用整體法求解：對(duì)物塊沿斜向下的加速度分解為水平方向acos?和豎直方向asin?，其水平方向上的加速度是木楔對(duì)木塊作用力的水平分量產(chǎn)生的，根據(jù)力的相互作用規(guī)律，

9、物塊對(duì)木楔的水平方向的作用力也是macos?，再根據(jù)木楔靜止的現(xiàn)象，由平衡條件，得地面對(duì)木楔的摩擦力一定是macos?=0.61N.,感悟·滲透·應(yīng)用,二、臨界狀態(tài)的求解 臨界狀態(tài)的問(wèn)題經(jīng)常和最大值、最小值聯(lián)系在一起，它需要在給定的物理情境中求解某些物理量的上限或下限，有時(shí)它與數(shù)學(xué)上的極值問(wèn)題相類似.但有些問(wèn)題只能從物理概念、規(guī)律的約束來(lái)求解，研究處理這類問(wèn)題的關(guān)鍵是：（1）要能分析出臨界狀態(tài)的由來(lái).（2）要

10、能抓住處于臨界狀態(tài)時(shí)物體的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例2】如圖1-3，在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)中，有一個(gè)傾角為且足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平向外，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向上.有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴膲毫η『脼?.若迅速把電場(chǎng)方向改為豎直向下時(shí)，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？,圖1-3,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】

11、開始電場(chǎng)方向向上時(shí)小球受重力和電場(chǎng)力兩個(gè)力作用，mg=qE，得電場(chǎng)強(qiáng)度E=mg/q. 當(dāng)電場(chǎng)方向向下，小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受力如圖1-4，在離開斜面之前小球垂直于斜面方向的加速度為0.,圖1-4,,感悟·滲透·應(yīng)用,4mgcos?+qEcos?=Bqv+N，即2mgcos?=Bqv+N 隨v的變大小球?qū)π泵娴膲毫在變小，當(dāng)增大到某個(gè)值時(shí)壓力為0，超過(guò)這個(gè)值后，小球?qū)㈦x開斜面做曲線運(yùn)動(dòng). 沿斜面方向

12、小球受到的合力F=mgsin?=qEsin?=2mgsin?為恒力，所以小球在離開斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)a=F/m=2gsin?.,感悟·滲透·應(yīng)用,其臨界條件是2mgcos?=Bqv，得即將離開斜面時(shí)的速度v=2mgcos?/Bq. 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2as，得到在斜面上滑行的距離為s=m2gcos2?/(B2q2sin?) 再根據(jù)v=at得運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=v/a=mtan?/Bq.,感悟·滲透&

13、#183;應(yīng)用,【解題回顧】本題的關(guān)鍵有三點(diǎn)：（1）正確理解各種力的特點(diǎn)，如勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力是恒力，洛倫茲力隨速度而變化，彈力是被動(dòng)力等.（2）分析出小球離開斜面時(shí)臨界狀態(tài)，求出臨界點(diǎn)的速度.（3）掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，判斷出小球在離開斜面前做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).下滑距離的求解也可以用動(dòng)能定理求解，以加強(qiáng)對(duì)各種力的理解.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例3】如圖1-5所示，一平直的傳送帶以v=2m/s的速度勻速運(yùn)行，傳送

14、帶把A處的工件運(yùn)送到B處.A、B相距L=10m.從A處把工件無(wú)初速度地放到傳送帶上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=6s傳送到B處，欲用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？,如圖1-5,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】A物體無(wú)初速度放上傳送帶以后，物體將在摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)長(zhǎng)/t＞v/2,這表明物體從A到B先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，加速的時(shí)間為t1，相對(duì)地面通過(guò)的位移為s

15、，則有v=at1，s=1/2at21，s+v(t-t1)=L. 數(shù)值代入得a=1m/s2 要使工件從A到B的時(shí)間最短，須使物體始終做勻加速運(yùn)動(dòng)，至B點(diǎn)時(shí)速度為運(yùn)送時(shí)間最短所對(duì)應(yīng)的皮帶運(yùn)行的最小速度. 由v2=2aL，v=,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的習(xí)題，正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程至關(guān)重要.工件在皮帶上的運(yùn)動(dòng)可能是一直做勻加速運(yùn)動(dòng)、也可能是先勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是要判斷這一臨