力和运动的关系

1、 力和运动的关系力和运动的关系（上）（上） 力力运动运动运动定律运动定律力和运动力和运动力和运动的关系力和运动的关系力的作用效应力的作用效应研究方法研究方法基本题基本题 20022002年河南年河南2 002 00年高考年高考整体法和隔离法整体法和隔离法 例例1 20021 2002年河南年河南6 6 例例2 2综合应用题综合应用题 例例3 933 93年高考年高考 例例4 4 例例5 5力和运动的关系力和运动的关系力力 安培力安培力 F = BIL sinF = BIL sin重力重力 G=m gG=m g弹力弹力 F=kx摩擦力摩擦力 f= Nf= N电场力电场力 F = q E F =

2、q E 洛仑兹力洛仑兹力 f=qvB sinf=qvB sin静止静止匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动平抛运动平抛运动匀速圆周运动匀速圆周运动简谐振动简谐振动 F= - kx运动运动 V=r =2/ TaSVVattVSatVVtt221202200maF 运动定律运动定律 牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿第三定律静止静止匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动平抛运动平抛运动匀速圆周运动匀速圆周运动简谐振动简谐振动 牛顿第一定律牛顿第一定律 牛顿第二定律牛顿第二定律 牛顿第三定律牛顿第三定律力力运动运动运动运动定律定律力力和和运

3、运动动重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力电场力电场力磁场力磁场力 力力和和运运动动的的关关系系3.F大小不变且始终垂直大小不变且始终垂直V匀速圆周运动匀速圆周运动4.F= - kx简谐运动简谐运动V=0静止静止V0匀速运动匀速运动1. F=0V0F、V反向反向匀减速直线运动匀减速直线运动F、V夹角夹角匀变速曲线运动匀变速曲线运动匀加速直线运动匀加速直线运动V=0F、V同向同向匀加速直线运动匀加速直线运动2.F=恒量恒量物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况.力的作用效应力的作用效应1.力的静力学效应力的静力学效应-使物体发生形变使物体发生形变2.力的动力学效

4、应力的动力学效应 力的空间累积效应力的空间累积效应-使物体的动能发生变化使物体的动能发生变化 力的时间累积效应力的时间累积效应-使物体的动量发生变化使物体的动量发生变化力的瞬时作用效应力的瞬时作用效应-使物体产生加速度使物体产生加速度研究方法研究方法1、隔离分析法、隔离分析法2、整体分析法、整体分析法研究对象的整体分析法研究对象的整体分析法研究过程的整体分析法研究过程的整体分析法不考虑中间过程的细节不考虑中间过程的细节不考虑系统内部的相互作用力不考虑系统内部的相互作用力2002年河南年河南2：图中图中a、b、c为三个物块，为三个物块，M、N为为两个轻质弹簧，两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻

5、绳，它们连为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。（接如图并处于平衡状态。（ ） A） 有可能有可能N处于拉伸状态而处于拉伸状态而M处于压缩状态处于压缩状态（B） 有可能有可能N处于压缩状态而处于压缩状态而M处于拉伸状态处于拉伸状态（C） 有可能有可能N处于不伸不缩状态而处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态处于拉伸状态（D） 有可能有可能N处于拉伸状态而处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态处于不伸不缩状态MNaRcbA、D（A）先开动）先开动P1 适当时间，再开动适当时间，再开动 P4 适当时间适当时间 ( B）先开动）先开动 P3 适当时间，再开动适当时间，再开动P2 适当时间适当时间

6、( C）开动）开动P4 适当时间适当时间 ( D）先开动）先开动P3 适当时间，适当时间， 再开动再开动P4 适当时间适当时间2000年高考：年高考：图为空间探测器的示意图，图为空间探测器的示意图，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四个喷气发动机，是四个喷气发动机， P1 、 P3的连线与空间一固的连线与空间一固定坐标系的定坐标系的x 轴平行，轴平行， P2 、 P4的连线与的连线与y 轴平行。每台轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率器转动。开始时，探测器以恒定的速率v向正向正x方向平动

7、，方向平动，要使探测器改为向正要使探测器改为向正x 偏负偏负y 60的方向以原来的速率的方向以原来的速率v平动，则可（平动，则可（ ）A例例1：用细线把两个质量未知的小球悬挂用细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对起来，今对a球持续施加一个向左偏下球持续施加一个向左偏下30角的恒力，对角的恒力，对b球持续施加一个向右偏上球持续施加一个向右偏上30角的恒力，最后达到平衡，表示平衡角的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是：状态的图可能是： （ ）abAabBabCabDba解：隔离解：隔离b，在，在mg和和F作用下，须向右偏，最后三力平衡作用下，须向右偏，最后三力平衡 对整体对整体ab，绳中

8、张力为内力，两个外力，绳中张力为内力，两个外力F平衡，平衡，只受重力只受重力2mg所以上段线所以上段线应竖直。应竖直。A2002年河南年河南6： 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为量为70kg，吊板的质量为，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g =10m/s2，当，当人以人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊和人对吊板的压力板的压力F分别为（分别为（

9、 ）(A) a =1.0m/s2 , F =260N(B) a =1.0m/s2 , F =330N(C) a =3.0m/s2 , F =110N(D) a =3.0m/s2 , F =50NB 例例2：如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小为如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小为E，三个质量分别为，三个质量分别为m、2m 、3 m的小球的小球A、B、C，(其中其中B球带正电球带正电Q，A、C两球不带电）用绝缘线连接悬两球不带电）用绝缘线连接悬于于O点，问点，问(1)当三球均处于静止状态时当三球均处于静止状态时, A、B之间的细之间的细线的张力等于多少线的张力等于多少?(2)当把当把OA段

10、细线剪断的瞬间段细线剪断的瞬间, A、B之间的细线的张力又等于多少之间的细线的张力又等于多少?OA mB 2mC 3mE解解: (1)对对BC整体整体,受力如图受力如图:BC2mg3mgQET1T 1 =5mg+QE(2)剪断剪断OA, AB球一起下落球一起下落 (C自由下落自由下落)A mB 2mC 3mQE对对AB整体整体 3mg+QE=3ma a=g+QE/3m对对B 2mg+QE -T 2=2maT 2= QE/3例例3：如图示，传送带与水平面夹角为如图示，传送带与水平面夹角为370 ，并以，并以v=10m/s运行，在传送带的运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，端轻轻放一个小物体，物

11、体与传送带之间的动摩擦因数物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5， AB长长16米，米，求：以下两种情况下物体从求：以下两种情况下物体从A到到B所用的时间所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动（2）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动AB解：解： （1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：）传送带顺时针方向转动时受力如图示：vNfmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2saSt421622ABv（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：）传送带逆时针方向转动物体受力如图： Nfmg开始摩擦力方向向下开始摩擦力方向向下,

12、向下匀加速运动向下匀加速运动 a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m 1秒后，速度达到秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上，摩擦力方向变为向上 Nfmga2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2 物体以初速度物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动向下作匀加速运动 S2= vt2+1/2a2 t22 11=10 t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s 93年高考：年高考：一平板车一平板车,质量质量M=100千克千克,停在水平停在水平路面上路面上,车身的平板离地面的高度车身

13、的平板离地面的高度 h=1.25米米, 一质量一质量m=50千克的小物块置于车的平板上千克的小物块置于车的平板上,它到车尾端的距它到车尾端的距离离b=1.00米米,与车板间的滑动摩擦系数与车板间的滑动摩擦系数 m=0.20,如图所如图所示示.今对平板车施一水平方向的恒力今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶使车向前行驶,结结果物块从车板上滑落果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻物块刚离开车板的时刻,车向前车向前行驶的距离行驶的距离 S0=2.0米米.求物块落地时求物块落地时,落地点到车尾的落地点到车尾的水平距离水平距离S,不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦不计路面与平板车间以及轮轴之

14、间的摩擦.取取g=10米米/秒秒2.解解：m离车前离车前 am =f/m=g=2m/s2Sm=1/2 am t2 =S0 -b=1mS0=1/2 aM t2 =2m aM= 2 am =4m/ssmSavmmm/22smSavMMM/42aM=(F- mg) / M = F/M - 0.25010 / 100 = F/M 1 =4 m/s2m离车后离车后aM = F/M =5 m/s2m平抛平抛sght5 . 021Sm =vm t1 =20.5=1mSM = vMt1 +1/2 aM t1 2=40.5+1/250.25=2.625mS= SM Sm =1.625m 例例4：水平放置的导轨处

15、于垂直轨道平面的匀强磁水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中，今从静止起用力拉金属棒场中，今从静止起用力拉金属棒ab，若拉力为恒力，若拉力为恒力，经经t1 秒秒ab的速度为的速度为v，加速度为，加速度为a1 ，最终速度为，最终速度为2v, 若若拉力的功率恒定，经拉力的功率恒定，经t2秒秒ab的速度为的速度为v，加速度为，加速度为a2 ，最终速度为最终速度为2v, 求求 a1和和a2的关系的关系B Bb ba aR R解：解：拉力为恒力时，拉力为恒力时，F 安安1a1tv 2vFFF 安安最终有最终有 F=F安安=B2 L2 2v/Ra1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m -

16、B2 L2 v / mR= B2 L2 v / mR拉力的功率恒定：拉力的功率恒定：F= F安安= P/2v = B2 L2 2v/RP/v= 4B2 L2 v/Ra2=( F2- F安安) / m= P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR a2 = 3a1 例例5：由平行金属导轨组成的倾角由平行金属导轨组成的倾角30的斜面，匀强磁场垂直的斜面，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度于导轨平面，磁感应强度B0.8T.导轨顶端接有电池和变阻器，导轨顶端接有电池和变阻器，电池电动势电池电动势 12V，内阻不计，如图，内阻不计，如图.今在导轨上横放一质量为今在导轨上横放一质量为

17、0.2kg、长、长0.25m的金属杆的金属杆ab，已知杆与导轨间的摩擦系为，已知杆与导轨间的摩擦系为 . 问：电阻问：电阻R调节在什么范围内，金属杆可静止在导轨上；调节在什么范围内，金属杆可静止在导轨上；63解：解：画出金属杆的截面图画出金属杆的截面图,并分析受力并将重力分解并分析受力并将重力分解:mgNFfmgsin30 =1牛牛 f=N=0.5牛牛 F=ILB=BLE/R=2.4/R若若I 很大很大,F 很大很大,f 向下向下, F=f+mgsin30 =1.5N 2.4/R1=f+ mgsin30 = 1.5N R1=1.6 若若I 很小很小,F 很小很小,f 向上向上, F+f=mgsin30 =1N2.4/R2= mgsin30 - f = 0.5N R2=4.8 电阻电阻R调节在调节在1.6 到到4.8 范围内，金属杆可静止在导轨上范围内，金属杆可静止在导轨上 一航天探测器完成对月的探测任务后，一航天探测器完成对月的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月