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高中一年级物理

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    如图所示,一个质量m=10kg的物块,在F=50N的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成θ=37°。假设水平面光滑,取重力加速度g=10m/s2。sin37°=0.6,cos37°=0.8。
    (1)画出物块的受力示意图;
    (2)求物块运动的加速度大小;
    (3)求物块速度达到v=4.0m/s时移动的距离。

    本题信息:2011年北京期末题物理计算题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “如图所示,一个质量m=10kg的物块,在F=50N的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成θ=37°。假设水平面光滑,取重力加速度g=1...” 主要考查您对

力的图示和力的示意图

从受力确定运动情况

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  • 力的图示和力的示意图
  • 从受力确定运动情况

力的表示方法:

通常情况下广义的力用大写字母“F”表示,重力用大写字母“G”表示,弹力用大写字母“N”表示,摩擦力用小写字母“f”表示。

 


力的描述:

(1)力的图示:用一条有向线段把力的三要素准确地表示出来,大小用带着标度的线段的长短表示,方向用箭头表示,作用点用起点或终点表示。
(2)画力的图示的步骤:
①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力)。
②从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度。
③在线段的一端加箭头表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
注意①不能用不同标度画同一物体所受的不同的力。
②选择标度应根据力的大小合理设计。一般情况下,线段应取2~5段,不宜太多,太多了图不清晰;也不可太少,不能少于2段。
(3)力的示意图:不需要画出力的标度,只用一条带箭头的线段表示出力的大小和方向的图。注意力的图示与力的示意图不同,力的图示要求严格,而力的示意图着重于力的方向,不要求作出标度。


从受力确定运动情况:

1、知道物体受到的全部作用力,应用牛顿第二定律求加速度,再应用运动学公式求出物体的运动情况。
2、分析这两点问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁——加速度。
3、由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤:
①确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图;
②根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向);
③根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度;
④结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量,并分析讨论结果是否正确合理。


动力学中临界、极值问题的解决方法:

(1)在运用牛顿运动定律解决动力学有关问题时,常常会讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分离等,这类问题就是临界问题。临界问题是指物体的运动性质发生突变,要发生而尚未发生改变时的状态。此时运动物体的特殊条件往往是解题的突破口。本部分中常出现的临界条件为:
①绳子或杆的弹力为零;
②相对静止的物体间静摩擦力达到最大,通常在计算中取最大静摩擦力等于滑动摩擦力;
③接触面间弹力为零,但接触物体的速度、加速度仍相等。临界状态往往是极值出现的时刻,题目中常出现隐含临界状态的词语,如“最大”“最小”“最短”“恰好”等.
(2)解决临界问题的关键是要分析出临界状态,例如两物体刚好要发生相对滑动时,接触面上必出现最大静摩擦力,两个物体要发生分离时,相互之间的作用力——弹力必定为零。
(3)解决临界问题的一般方法
①极限法:题设中若出现“最大”“最小…‘刚好”等这类词语时,一般就隐含着临界问题,解决这类问题时,常常是把物理问题(或物理过程)引向极端,进而使临界条件或临界点暴露出来,达到快速解决有关问题的目的。
②假设法:有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类问题,一般要用假设法。
③数学推理法:根据分析的物理过程列出相应的数学表达式,然后由数学表达式讨论出临界条件。

变加速运动过程的分析方法:

力可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向。在牛顿运动定律的应用中,常常会出现物体在变力作用下,对物体的运动情况作出定性判断。处理此类问题的关键是抓住力或加速度与速度之间的方向关系,即同向加速,反向减速,而至于加速度变大或变小,只是影响速度改变的快慢,如在分析自由下落的小球,下落一段时间与弹簧接触后的运动情况时,从它开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中,加速度和速度的变化情况讨论如下(过程图示如图).

①小球接触弹簧上端后受两个力作用:向下的重力和向上的弹力,在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,因为弹力F=kx不断增大,所以合力不断变小,故加速度也不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大。
②当弹力逐渐增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。(注意:此位置是两个阶段的转折点)
③后一阶段,即小球到达上述平衡位置之后,由于惯性仍继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向向上,小球做减速运动,因此速度逐渐减小到零,到达最低点时,弹簧的压缩量最大。


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