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高中三年级物理

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    深圳大运会即第26届世界大学生夏季运动会于2011年8月12日21时56分开幕,关于各项体育运动的解释,下列说法正确的是

    [     ]

    A. 蹦床运动员在空中上升到最高点时处于超重状态
    B. 跳高运动员在越杆时处于平衡状态
    C. 举重运动员在举铃过头停在最高点时,铃处于平衡状态
    D. 跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便跳得更远
    本题信息:2012年期中题物理不定项选择难度一般 来源:马凤侠
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本试题 “深圳大运会即第26届世界大学生夏季运动会于2011年8月12日21时56分开幕,关于各项体育运动的解释,下列说法正确的是[ ]A. 蹦床运动员在空中上升到最高点时处于...” 主要考查您对

共点力的平衡

惯性

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 共点力的平衡
  • 惯性
共点力:

作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力。

平衡状态:

物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态。

共点力作用下的物体的平衡条件:

物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑Fx=0,∑Fy=0。

解决平衡问题的常用方法:

隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。
图解法分析分力与合力的关系:

当两个分力成一定的夹角α(α<180)时,增大其中一个分力或使两个分力都增大,合力的变化情况如何呢?这个问题可以用数学公式推导分析,也可以用函数图像数形结合分析,但最简捷有效的方法是图解法。为了便于分析合力的变化,设,借助辅助参考圆来进行分析。如图所示,F1、F2的共点在圆心,而且开始时F1、F2的合力为F,大小恰好为圆的半径。

(1)当保持力F2不变,只增大F1时,如图所示,合力,的大小可能出现三种情况:减小、不变或增大,即 。我们可以得到这样的结论:当两个力F1、F1夹角α保持不变,在增大其中一个分力时,它们的合力大小可能减小、不变或增大。
 
(2)当两个分力F1、F2都增大时,如图所示,合力F 的大小也有可能出现三种情况:减小、不变或增大,即,我们也可以得到这样的结论:当两个力F1、F2夹角α保持不变,在同时增大两个分力时,它们的合力F大小可能减小、不变或增大。


整体法与隔离法:

(1)整体法:当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤是:
①明确研究的系统和运动的全过程;
②画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图;
③选用适当的物理规律列方程求解。
(2)隔离法:为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。运用隔离法解题的基本步骤是:
①明确研究对象或过程、状态;
②将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来;
③画出某状态下的受力图或运动过程示意图;
④选用适当的物理规律列方程求解。隔离法和整体法常常需交叉运用,从而优化解题思路和方法,使解题简捷明了。
受力分析的一般顺序:

(1)明确研究对象,研究对象可以是质点、结点、物体、物体系。
(2)找出所有接触点。
(3)按顺序分析物体受力。一般先分析场力(重力、电场力、磁场力等不接触力).再依次对每一接触点分析弹力、摩擦力。
(4)找出每个力的施力物体。(防“多”分析力)
(5)看受力与运动状态是否相符。(防“漏”力、 “错”力)
(6)正确画出受力图。注意不同对象的受力图用隔离法分别画出,对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况,可将各力平移至物体的重心上,即各力均从重心画起。

受力分析的步骤:

第一步:隔离物体。隔离物体就是把被分析的那个物体或系统单独画出来,而不要管其周围的其他物体,这是受力分析的基础。
第二步:在已隔离的物体上画出重力和其他已知力。重力是一个已知力,可首先把它画出来。另外,物体往往在重力及其他主动力作用下才与其他物体产生挤压、拉伸以及相对运动等,进而产生弹力和摩擦力,所以还要分析其他主动力。第三步:查找接触点和接触面。就是查找被分析物体与其他物体的接触点和接触面。弹力和摩擦力是接触力,其他物体对被分析物体的弹力和摩擦力只能通过接触点和接触面来作用,这就是说寻找物体所受的弹力(拉力、压力、支持力等)和摩擦力只能在被分析物体与其他物体相接触的点和面上找。查找接触点和接触面要全,每个接触点或面上最多有两个力(一个弹力,一个摩擦力)。
第四步:分析弹力(拉力、压力、支持力等)。在被分析物体与其他物体的接触处,如果有形变(挤压或拉伸),则该处就有弹力,反之则没有。在确定弹力存在以后,其方向就比较容易确定了。
第五步:分析摩擦力。摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力,它们的产生条件是两物体接触处不光滑,除挤压外还要有相对滑动的趋势或相对滑动。因此分析接触面上有无摩擦力,首先要看接触面是否光滑(这是题目中的已知条件),其次看有无弹力,然后再进行摩擦力的判断:接触面上有相对滑动时有滑动摩擦力,其大小,方向跟物体的相对运动方向相反;接触面上无相对滑动但有相对滑动趋势时有静摩擦力,它的大小和方向总是跟迫使物体产生相对滑动趋势的外力有关。

受力分析中的技巧:

(1)研究对象的受力图,通常只画出根据性质命名的力,不要把按效果分解的分力或合力分析进去,受力图完成后再进行力的合成或分解。
(2)区分内力和外力。对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。
(3)在难以确定物体的某些受力情况时,可先根据 (或确定)物体的运动状态,再运用平衡条件或牛顿运动定律来判定未知力。也就是说在分析物体受力时要时刻结合研究对象所处的运动状态,同时对不易确定的力。可结合牛顿第三定律来分析其反作用力是否存在以及方向如何等情况。
惯性:

1.定义:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。
2.惯性的性质:
(1)惯性是物体的固有属性:一切物体都具有惯性。
(2)惯性与运动状态无关:不论物体处于怎样的运动状态,惯性总是存在的。当物体本来静止时,它一直 “想”保持这种静止状态。当物体运动时,它一直“想” 以那一时刻的速度做匀速直线运动。
(3)惯性与是否受力无关。
3.惯性的表现形式:
惯性的具体表现形式有两种:
①当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变。
②当物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体惯性越大,它的运动状态越难改变。
4.惯性的量度:
惯性的大小与物体运动的速度无关,与物体是否受力无关,仅与质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大,质量小的物体所具有的惯性小。
5.惯性与质量:
质量是物体惯性大小的唯一量度,一个物体惯性的大小意味着改变物体运动状态的难易程度。对质量的理解:
(1)从物质角度理解:质量为物体所含物质的多少:
(2)从惯性角度理解:质量是决定物体惯性大小的唯一因素。

惯性大小的判定方法:

惯性是物体的固有属性,与物体的运动情况及受力情况无关,质量是惯性大小的唯一量度。有的同学总是认为“惯性与速度有关,物体的运动速度大惯性就大,速度小惯性就小”。理由是物体的速度大时不容易停下来,速度小时就容易停下来。这说明这部分同学没能将“运动状态改变的难易程度”与“物体从运动到静止的时间长短”区分开来。事实上,要比较物体运动状态变化的难与易,不仅要考虑物体速度变化的快与慢,还要考虑引起运动状态变化的外因——外力。具体来说有两种方法:一是外力相同时比较运动状态变化的快慢;二是在运动状态变化快慢相同的情况下比较所需外力的大小。对于质量相同的物体,无论其速度大小如何,在相同阻力的情况下,相同时间内速度变化量是相同的,这说明改变它们运动状态的难易程度是相同的。所以它们的惯性相同,与它们的速度无关。
知识拓展:

关于惯性观点的辨析:

错误观点:1:物体惯性的大小与物体的受力情况、运动情况、所处位置有关。 惯性是物体本身想要保持运动状态不变的特性,它是物体本身的固有属性,与物体的受力情况、运动情况、所处位置等无关。惯性的大小用质量来量度。不同质量的物体的惯性不同,它们保持状态不变的“本领”不同,质量越大的物体,其状态变化越困难,说明它保持状态不变的“本领”越强,它的惯性越大。

错误观点2:惯性是一种力。运动不需要力来维持,但当有力对物体作用时,力将“迫使”其改变运动状态。这时惯性表现为:若要物体持续地改变运动状态,就必须持续地对物体施加力的作用,一旦某时刻失去力的作用,物体马上保持此时的运动状态不再改变。因此惯性不是力,保持运动状态是物体的本能。“物体受到惯性力”、“由于惯性的作用”、“产生惯性”、“克服惯性”、“消除惯性”等说法是不正确的。

错误观点3:惯性就是惯性定律。惯性是一切物体都具有的固有属性,而惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的一条规律。

错误观点4:物体的速度越大.物体的惯性越大。惯性是物体本身的固有属性,与物体的运动情况无关。有的同学认为“惯性与物体的运动速度有关,速度大,惯性就大,速度小,惯性就小”。其理由是物体运动速度大时不容易停下来,运动速度小时就容易停下来,这种认识是错误的。产生这种错误认识的原因是没有正确理解“惯性大小表示物体运动状态改变的难易程度”这句话。事实上,在受力情况完全相同时,质量相同的物体,在任意相同的时间内,速度的变化量是相同的。所以质量是惯性大小的唯一量度。

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