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文檔簡介
依據運動狀態定物體力在給出的物理場景中,往往依據物體的受力情況解決物體的運動,這形成了學生單向思維的分析習慣,涉及到靜摩擦力(大小和方向均可變)問題、瞬態問題、突變問題時,這種思維方法將阻,因此,引導學生分析瞬間和突變時的狀態,突變后的發生的物理現象,分析發生的物理過程,受力的角度再分析在該點的受力情況,這是解決該類問題的關鍵。一、瞬態問題物體在某一瞬態有確定的運動狀態,依據力和運動的關系對物體進行受力分析。例:如圖示,放置在水平地面上的支架質量為,支架頂端用細線拴著擺球質量為m,現將擺球拉倒水平位置,爾后釋放,在擺球運動過程中支架始終不動,以下說法正確的是)A放瞬間,支架對地面的壓力為
(m)
;B
在釋放瞬間,支架對地面的壓力為Mg;C:
擺球擺到最低點時支架對地面的壓力為
(
;D:
擺球到達最低點時,支架對地面的壓力為
(m
;解析:釋放瞬間的狀態:
v
;區別于靜止狀態,前者:加速度不一定為零;靜止是指平衡態:v0,a0
;再判定物體釋放后,發生的物理過程為圓周運動。在運動過程中必定存在向心加速度
n
v2
v0a0,Fnn
,則物體釋放瞬間
0
,所以繩上張力為零,則物體僅受到重力
的作用。物理過程分析,物體作圓周運動T
始終與線速度
垂直,則:
0
,只有重力做功,系統機械能守恒,設最低處為,mgL
12
mv1
解得:vgL1T
mv1
mg例2、如圖示,木板
托著
在豎直平面內作勻速圓周運動,從水平位置
到最高點
的過程中()A:B
對
的支持力越來越大;
B:B
對
的支持力越來越小;B對A的摩擦力越來越大
D:對A的擦力越來越小;解析物體受
mg、、f
的作用做勻速圓周運動三的矢量和充當向心力提供向心加速度,N、
靜
隨物體的運動而發生變化,在不同的位置受力發生變化,分析特定位置,依據物體的運動狀態從而判定物體的受力情況:(1)a
位置,速度沿切線方向,物體作勻速圓周運動,且
與
為面接觸,
f
靜
方向水平且指向1
0m3n0m3n圓心
,則
F=f=合靜
2
;在豎直方向上:
mg
;
在
位置:物體作勻速圓周運動,
水平,大小保持不變,
f0靜
;在y
方向上:F=mg合
/
mvN/R
2
;綜上述兩個特定的位置分析可知:在的過程中,
f
靜
小結:分析特定位置的特定運動狀態,要放在發生的物理過程中,依據物體的實際運動分析物在特定位置的實際受力情況,這是解決問題的關鍵。對應練:、如圖5所,當汽車通過拱橋頂點的速度為時車對橋頂的壓力為車重的,果使汽車在粗糙的橋面上行駛至橋頂時不受摩擦力的作用,則汽車通過橋頂的速度應為多少(g
m
s
)解析:在第一運動狀態時:
F1
mg
v1R
;
R在第二運動狀態時:
由摩擦力產生的條件可知:;所以
Fmn
v
解得:vRg
m
、半徑為
R
的光滑半圓球固定在水平桌面上,頂部有一小物體
,如圖示,今給小物體一個水平的速度
v
,則物體(A:
沿球面滑至
M
點;
B:
按半徑大于
R
的新圓弧運動;D:
先沿球面滑至某點N,再離開球面做斜下拋運動;立即離開半圓球做平拋運動;解析:
v
mvRg;
,物體僅受重力的作用,物體與半圓球之間無彈力的作用,假如沒有半球,物體將做平拋運動,水平射程為
svt
2g
R錯因:認為物體飛行一段再落到球面上,爾后做斜下拋運動,這是沒弄清圓弧的曲率大于拋物的曲率,實際上物體在以
v
速度做平拋運動時,始終沒有接觸半球。二、突變問題物體有某一種狀態突變到另一種狀態時,某些運動現象不一定有很大的變化,但物體的能量或動量發生了轉移或者轉化,狀態物理量的變化,導致物體的受力特性發生了突變,處理的方法:其一是分析突變前后已經和將要發生的物理過程,確定遵循的物理規律;其二是依據這一特定的動狀態進行對應的受力分析。2
11例3、如圖示,有一小球質量為
,用輕繩
和
連接處于靜止狀態,
沿水平方向,
與豎直方向的夾角則剪斷
的瞬(未擺動
所受的拉力與原來受的拉力之比等于():A:
Bsin
D:C:cos解析:初狀態:物體mg、、TC
處于平衡,如圖7所則TC
;剪斷瞬間物體受到
、T/C
,如圖8建立坐標系,分解可得:
T/mg
;
T
/
T
2
錯因歸類:仍按照平衡時狀態建立坐標系,得出不變的結論,其原因有二:(1張產生的機理是受外力作用而被動產生的外界條件的變化而發生變化斷
瞬間,
繩上張力瞬間發生突變;(2有分析剪斷AB后物體的運動和所遵循的規律;物體以圓心rL
AB
做圓周運動,因此必須沿徑向和切向建立正交坐標系:
v0,F0,T/nC
mgcos
,即物體沿徑向保持瞬間平衡,爾后做圓周運動,具有
n
,即物體的合力不再指向圓心。三、假問題假定即將發生的物理現象,依據假定的運動狀態判定物體的受力情況,這類問題多涉及到和靜
max
的。例4:如圖示,細繩一端系著質量為
M0.6Kg
的物體,靜止于水平面上,另一端通過光滑的小孔吊著質量為
m0.3
的物體,M的點與圓孔的距離為
0.2m
,已知M和水平f
max
2N
,現使此平面繞中心軸轉動,問角速度什么范圍會處于靜止狀態?(
10
m
s
)解析:假定物體有向外、向內的運動趨勢,在假定的現象下判定物體受到的f方,分析臨界條靜件達到
f
max
時候,向心力
fn
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