力學中五個重要問題

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

1.追及和相遇問題?

追和被追的兩物體速度相等(同向運動)是能追上、追不上、兩者距離有極值的臨界條件。?

(1)速度大者減速(如勻減速直線運動)追速度小者(如勻速直線運動)?

①兩者速度相等時,若追者未追上被追者,則永遠追不上,此時兩者間有最小距離;?

②兩者速度相等時,若追者位移恰等于被追者位移與初始兩者間距之和,則剛好追上,也是兩者避免相撞的臨界條件;?

③若相遇時追者速度仍大于被追者的速度,則被追者還能再一次與追者相遇。?

(2)速度小者加速(如初速度為零的勻加速直線運動)追速度大者(如勻速直線運動)?

①一定能追上,當兩者速度相等時兩者間有最大距離;?

②當追者位移恰等于被追者位移與初始兩者間距之和時,后者追上前者。

2.繩與桿上的彈力分析?

(1)繩對物體的拉力總是沿著繩收縮的方向;輕質(zhì)彈簧的彈力總是沿著彈簧的軸線方向。

(2)“活桿(不固定的桿,可以繞其一端轉(zhuǎn)動)”的彈力必沿桿方向;“死桿(固定的桿,既不能轉(zhuǎn)動,也不能彎曲的理想桿)”的彈力方向不一定沿桿的方向,要根據(jù)物體的具體狀態(tài)來確定。?

3.共點力平衡問題的求解方法?

(1)力的合成與分解法:當物體受力較簡單而處于平衡狀態(tài)時,常用合成法與分解法求解,力的合成與分解滿足平行四邊形定則(或三角形定則)。兩分力大小一定時,合力隨兩分力間夾角的增大而減小。若已知一分力的大小和方向及合力的方向,則另一分力與合力垂直時,另一分力有最小值;若已知合力的大小和方向及一分力方向,則兩分力互相垂直時,另一分力有最小值。?

(2)相似三角形法:在物體受三個共點力(非平行力)作用而處于平衡態(tài)時,若已知某力的大小及繩、桿等模型的長度、高度時,常用力的三角形與幾何三角形相似,對應邊成比例求解。?

(3)圖解法:當物體處于動態(tài)平衡狀態(tài)(如題中有“緩慢移動”等詞)時,常用圖解法求解(一般受三個力作用)。?

①根據(jù)力的分解或合成作出力的閉合矢量三角形;?

②確定大小、方向不變的力(通常為重力,也可以是其他力);?

③確定方向不變的力;?

④確定變化的因素(角度增、減),利用三角形定則進行動態(tài)分析。?

(4)拉密定理法:如果在共點的三個力(非平行力)作用下物體處于平衡狀態(tài),那么各力的大小分別與另外兩個力夾角的正弦成正比。?

(5)正交分解法:將各力分別分解到x軸和y軸上,運用兩坐標軸上的合力等于零的條件來處理,正交分解法多用于三個以上共點力作用下物體的平衡的求解。在選取坐標軸時應注意:少分解力或?qū)⑷菀追纸獾牧Ψ纸,盡量不要分解未知力。

4.連接體與傳送帶問題?

(1)連接體問題:一般連接體都具有相同的速率和加速度大小,求解時一般先整體分析,再對其中一個物體分析,并根據(jù)受力情況,利用正交分解法和牛頓第二定律列式求解。?

(2)傳送帶問題:要正確判斷物體相對地面、相對傳送帶各做什么運動,正確判斷物體和傳送帶間的摩擦力情況,要明確在傳送帶問題中,摩擦力的大小和方向往往會發(fā)生突變,且突變常常發(fā)生在物體速度與傳送帶速度相同時。?

5.重要的功能關系?

功是能量轉(zhuǎn)化的量度,中學物理中常見的幾個功能關系如下:?

(1)保守力做的功對應各自勢能變化量的負值。?

保守力是指做功與路徑無關的力,如重力、彈簧彈力、電場力等。?

(2)合外力做的功對應動能的變化量。?

合外力是指包括重力在內(nèi)的所有外力的合力,動能定理表達式中各量應相對同一參考系,它適用于直線運動與曲線運動、恒力功與變力功、連續(xù)力與間斷力;也適用于電場力做的功與安培力做的功。?

(3)除重力G、系統(tǒng)內(nèi)彈力F外的力做的功對應機械能的變化量。?

當只有重力做功或只有系統(tǒng)內(nèi)彈力做功或只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時,機械能守恒,否則機械能就要發(fā)生變化。?

(4)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)一對滑動摩擦力做的總功等于滑動摩擦力與相對路程的乘積,等于系統(tǒng)內(nèi)能的變化量,Wf=fs相對路程=Q。


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