高中二年級物理專題01力學(xué)與運動上隨堂講義

1、專題一 力與運動,思想方法提煉,感悟·滲透·應(yīng)用,思想方法提煉,一、對力的幾點認(rèn)識 1.關(guān)于力的概念.力是物體對物體的相互作用.這一定義體現(xiàn)了力的物質(zhì)性和相互性.力是矢量. 2.力的效果 （1）力的靜力學(xué)效應(yīng)：力能使物體發(fā)生形變.,思想方法提煉,(2)力的動力學(xué)效應(yīng)： a.瞬時效應(yīng)：使物體產(chǎn)生加速度F=ma b.時間積累效應(yīng)：產(chǎn)生沖量I=Ft，使物體的動量發(fā)生變化Ft=△p

2、 c.空間積累效應(yīng)：做功W=Fs，使物體的動能發(fā)生變化△Ek=W,思想方法提煉,3.物體受力分析的基本方法 （1）確定研究對象（隔離體、整體）. （2）按照次序畫受力圖，先主動力、后被動力，先場力、后接觸力. （3）只分析性質(zhì)力，不分析效果力，合力與分力不能同時分析. （4）結(jié)合物體的運動狀態(tài).是靜止還是運動，是直線運動還是曲線運動.如物體做曲線運動時，在某點所受合外力的方向一定指向軌跡弧線內(nèi)側(cè)的某個方向.,思想方

3、法提煉,二、中學(xué)物理中常見的幾種力,思想方法提煉,三、力和運動的關(guān)系 1.F=0時，加速度a=0.靜止或勻速直線運動 F=恒量:F與v在一條直線上——勻變速直線運動 F與v不在一條直線上——曲線運動（如平拋運動） 2.特殊力:F大小恒定，方向與v始終垂直——勻速圓周運動 F=-kx——簡諧振動,思想方法提煉,四、基本理論與應(yīng)用 解題常用的理論主要有：力的合成與分解、牛頓

4、運動定律、勻變速直線運動規(guī)律、平拋運動的規(guī)律、圓周運動的規(guī)律等.力與運動的關(guān)系研究的是宏觀低速下物體的運動，如各種交通運輸工具、天體的運行、帶電物體在電磁場中的運動等都屬于其研究范疇，是中學(xué)物理的重要內(nèi)容，是高考的重點和熱點，在高考試題中所占的比重非常大.選擇題、填空題、計算題等各種類型的試題都有，且常與電場、磁場、動量守恒、功能部分等知識相結(jié)合.,感悟·滲透·應(yīng)用,一、力與運動的關(guān)系 力與運動關(guān)系的習(xí)題通常

5、分為兩大類：一類是已知物體的受力情況，求解其運動情況；另一類是已知物體的運動情況，求解物體所受的未知力或與力有關(guān)的未知量.在這兩類問題中，加速度a都起著橋梁的作用.而對物體進行正確的受力分析和運動狀態(tài)及運動過程分析是解決這類問題的突破口和關(guān)鍵.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例1】如圖1-1所示質(zhì)量M=10kg的木楔靜止于粗糙水平地面上，木楔與地面間的動摩擦因數(shù)?=0.2，在木楔的傾角為?=30°的斜面上，有一質(zhì)量m

6、=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程s=1.4m時，其速度v=1.4m/s.在這個過程中木楔處于靜止?fàn)顟B(tài).求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s2）.,圖1-1,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】由于木楔沒有動，不能用公式f=?N計算木楔受到的摩擦力，題中所給出動摩擦因數(shù)的已知條件是多余的. 首先要判斷物塊沿斜面向下做勻加速直線運動， 由運動學(xué)公式v2t-v20=2as 可得其加速度a=

7、v2/2s=0.7m/s2 由于a＞gsin?=0.5m/s2，可知物塊受摩擦力作用，,感悟·滲透·應(yīng)用,物塊和木楔的受力如圖1-2所示：,圖1-2,感悟·滲透·應(yīng)用,對物塊，由牛頓第二定律得： mgsin?-f1=ma f1=4.3N mgcos?-N1=0 N1= N對木楔，設(shè)地面對木楔的摩擦力如圖1-2所示，由平衡條件： f=N′1sin?-f′1cos

8、?=0.61Nf的結(jié)果為正值，說明所設(shè)的方向與圖設(shè)方向相同.,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】物理習(xí)題的解答，重在對物理規(guī)律的理解和運用，忌生拉硬套公式.對兩個或兩個以上的物體，理解物體間相互作用的規(guī)律，正確選取并轉(zhuǎn)移研究對象，是解題的基本能力要求.本題也可以用整體法求解：對物塊沿斜向下的加速度分解為水平方向acos?和豎直方向asin?，其水平方向上的加速度是木楔對木塊作用力的水平分量產(chǎn)生的，根據(jù)力的相互作用規(guī)律，

9、物塊對木楔的水平方向的作用力也是macos?，再根據(jù)木楔靜止的現(xiàn)象，由平衡條件，得地面對木楔的摩擦力一定是macos?=0.61N.,感悟·滲透·應(yīng)用,二、臨界狀態(tài)的求解 臨界狀態(tài)的問題經(jīng)常和最大值、最小值聯(lián)系在一起，它需要在給定的物理情境中求解某些物理量的上限或下限，有時它與數(shù)學(xué)上的極值問題相類似.但有些問題只能從物理概念、規(guī)律的約束來求解，研究處理這類問題的關(guān)鍵是：（1）要能分析出臨界狀態(tài)的由來.（2）要

10、能抓住處于臨界狀態(tài)時物體的受力、運動狀態(tài)的特征.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例2】如圖1-3，在相互垂直的勻強電場、磁場中，有一個傾角為且足夠長的光滑絕緣斜面.磁感應(yīng)強度為B，方向水平向外，電場強度的方向豎直向上.有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球靜止在斜面頂端，這時小球?qū)π泵娴膲毫η『脼?.若迅速把電場方向改為豎直向下時，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時間是多少？,圖1-3,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】

11、開始電場方向向上時小球受重力和電場力兩個力作用，mg=qE，得電場強度E=mg/q. 當(dāng)電場方向向下，小球在斜面上運動時小球受力如圖1-4，在離開斜面之前小球垂直于斜面方向的加速度為0.,圖1-4,,感悟·滲透·應(yīng)用,4mgcos?+qEcos?=Bqv+N，即2mgcos?=Bqv+N 隨v的變大小球?qū)π泵娴膲毫在變小，當(dāng)增大到某個值時壓力為0，超過這個值后，小球?qū)㈦x開斜面做曲線運動. 沿斜面方向

12、小球受到的合力F=mgsin?=qEsin?=2mgsin?為恒力，所以小球在離開斜面前做勻加速直線運動a=F/m=2gsin?.,感悟·滲透·應(yīng)用,其臨界條件是2mgcos?=Bqv，得即將離開斜面時的速度v=2mgcos?/Bq. 由運動學(xué)公式v2=2as，得到在斜面上滑行的距離為s=m2gcos2?/(B2q2sin?) 再根據(jù)v=at得運動時間：t=v/a=mtan?/Bq.,感悟·滲透&

13、#183;應(yīng)用,【解題回顧】本題的關(guān)鍵有三點：（1）正確理解各種力的特點，如勻強電場中電場力是恒力，洛倫茲力隨速度而變化，彈力是被動力等.（2）分析出小球離開斜面時臨界狀態(tài)，求出臨界點的速度.（3）掌握運動和力的關(guān)系，判斷出小球在離開斜面前做初速度為0的勻加速直線運動.下滑距離的求解也可以用動能定理求解，以加強對各種力的理解.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例3】如圖1-5所示，一平直的傳送帶以v=2m/s的速度勻速運行，傳送

14、帶把A處的工件運送到B處.A、B相距L=10m.從A處把工件無初速度地放到傳送帶上，經(jīng)過時間t=6s傳送到B處，欲用最短的時間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運行速度至少多大？,如圖1-5,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】A物體無初速度放上傳送帶以后，物體將在摩擦力作用下做勻加速運動，因為L/t＞v/2,這表明物體從A到B先做勻加速運動后做勻速運動.設(shè)物體做勻加速運動的加速度為a，加速的時間為t1，相對地面通過的位移為s

15、，則有v=at1，s=1/2at21，s+v(t-t1)=L. 數(shù)值代入得a=1m/s2 要使工件從A到B的時間最短，須使物體始終做勻加速運動，至B點時速度為運送時間最短所對應(yīng)的皮帶運行的最小速度. 由v2=2aL，v=,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】對力與運動關(guān)系的習(xí)題，正確判斷物體的運動過程至關(guān)重要.工件在皮帶上的運動可能是一直做勻加速運動、也可能是先勻加速運動后做勻速運動，關(guān)鍵是要判斷這一臨