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【精选】沪科版高中物理必修一第5章《研究力和运动的关系》word章末总结学案-物理知识点总结

【精选】沪科版高中物理必修一第5章《研究力和运动的关系》word章末总结学案-物理知识点总结

高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 学案 7 章末总结 一、动力学的两类基本问题 1.掌握解决动力学两类基本问题的思路方法 其中受力分析和运动过程分析是基础,牛顿第二定律和运动学公式是工具,加速度是连接力和运动 的桥梁. 2.求合力的方法 (1)平行四边形定则 若物体在两个共点力的作用下产生加速度,可用平行四边形定则求 F 合,然后求加速度. (2)正交分解法:物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时,常用正交分解法.一 般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解. 例1 我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用,为使战斗机更容易起飞,“辽宁号”使用 了滑跃技术.如图 1 所示,其甲板可简化为模型:AB 部分水平,BC 部分倾斜,倾角为 θ .战斗机 从 A 点开始起跑,C 点离舰,此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 F,ABC 甲板总长度为 L,战斗机质量为 m,离舰时的速度为 vm,重力加速度为 g.求 AB 部分的长 度. 图1 解析 在 A、B 段,根据牛顿运动定律得 F=ma1 设 B 点速度大小为 vt,根据运动学公式可得 v t =2a1s1 在 BC 段,根据牛顿运动定律得 F-mgsin θ =ma2 从 B 到 C,根据运动学公式可得 vm -vt =2a2s2,又 L=s1+s2 2 2FL-mvm 联立以上各式解得:s1=L- 2mgsin θ 2 2FL-mvm 答案 L- 2mgsin θ 二、图像在动力学中的应用 1.常见的图像形式 在动力学与运动学问题中,常见、常用的图像是位移图像(s—t 图像)、速度图像(v—t 图像)和力 的图像(F—t 图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨 迹. 2.图像问题的分析方法 遇到带有物理图像的问题时,要认真分析图像,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交 点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解 题. 例2 如图 2 甲所示,固定光滑细杆与地面成一定夹角为 α ,在杆上套有一个光滑小环,小环在 2 2 2 沿杆方向的推力 F 作用下向上运动,推力 F 与小环速度 v 随时间变化规律如图乙所示,取重力加速 度 g=10 m/s .求: 2 图2 (1)小环的质量 m; 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 (2)细杆与地面间的夹角 α . 解析 Δ a= Δ 由题图得:0~2 s 内, v 1 2 2 = m/s =0.5 m/s t 2 根据牛顿第二定律可得:前 2 s 有 F1-mgsin α =ma 2 s 后有 F2=mgsin α ,代入数据可解得:m=1 kg,α =30°. 答案 (1)1 kg 针对训练 (2)30° 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 2 系如图 3 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=10 m/s .由这两个图 像可以求得物块的质量 m 和物块与地面之间的动摩擦因数 μ 分别为( ) 甲 图3 2 B.1.5 kg, 15 D.1 kg,0.2 乙 A.0.5 kg,0.4 C.0.5 kg,0.2 答案 A 解析 由 F-t 图像和 v-t 图像可得,物块在 2 s 到 4 s 内所受外力 F1=3 N,物块做匀加速运 Δv 4 2 2 动,a= = m/s =2 m/s ,F1-f=ma Δt 2 物块在 4 s 到 6 s 所受外力 F2=2 N,物块做匀速直线运动, 则 F2=f,f=μ mg 联立以上各式并代入数据解得 m=0.5 kg,μ =0.4,故 A 选项正确. 三、传送带问题 传送带传递货物时,一般情况下,由摩擦力提供动力,而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密 切相关.分析传送带问题时,要结合相对运动情况,分析物体受到传送带的摩擦力方向,进而分析 物体的运动规律是解题的关键. 注意 因传送带由电动机带动,一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态. 例3 某飞机场利用如图 4 所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角 θ 3 .求货物从 A 端运 2 =30°,传送带两端 A、B 的距离 L=10 m,传送带以 v=5 m/s 的恒定速度匀速向上运动.在传送 带底端 A 轻放上一质量 m=5 kg 的货物,货物与传送带间的动摩擦因数 μ = 送到 B 端所需的时间.(g 取 10 m/s ) 2 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 图4 解析 以货物为研究对象,由牛顿第二定律得 μ mgcos 30°-mgsin 30°=ma 解得 a=2.5 m/s 2 货物匀加速运动时间 t1= =2 s 货物匀加速运动位移 1 s1= at1 2=5 m 2 然后货物做匀速运动,运动位移 v a s2=L-s1=5 m 匀速运动时间 s2 t2= =1 s v 货物从 A 到 B 所需的时间 t=t1+t2=3 s 答案 3 s 1.(动力学的两类基本问题)如图 5 所示,在倾角 θ =37°的足够长的固定的斜面底端有一质量 m =1.0 kg 的物体.物体与斜面间动摩擦因数 μ =0.25,现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运 动.拉力 F=10 N,方向平行斜面向上.经时间 t=4.0 s 绳子突然断了,求: 图5 (1)绳断时物体的速度大小. (2)从绳子断了开

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