高中物理-两类动力学问题

两类动力学根本问题3/8/20241动力学的两类根本问题1．受力求运动:分析物体的受力,应用牛顿第二定律求加速度,根据物体的运动特征,应用运动学公式求物体的运动情况。2．运动求力:根据物体的运动情况，求出物体的加速度，应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问题，联系力和运动的桥梁是加速度。3/8/20242关键:受力分析和运动分析不管哪类问题，都应抓住力与运动是通过加速度联系起来的这一关键枢纽．3/8/20243一受力情况求运动①、确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图．②、根据力的合成与分解的方法求出合外力〔大小和方向〕共线力合成建立符号规那么，把矢量运算变成代数运算；非共线力合成根据平行四边形定那么或正交分解法求解．③、根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度．④、结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所需的运动学量．⑤、必要时对结果进行讨论．3/8/20244例1.将质量为m的物体以初速度V0从地面竖直向上抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为f，求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上升段v下降段mgfa2v3/8/20245370F例2.质量为2kg的物体，放在水平面上，动摩擦因数μ=0.5，沿与水平面成θ=370角斜向上对物体施以F=20N的拉力，4s后撤去F直到物体停止，求物体的总位移。Nfmga解：前4s内：物体做初速度为零的匀加速运动,根据牛顿第二定律得①②联立①②两式解出③位移④4s末速度⑤3/8/20246撤去外力后：物体以v=24.4m/s的初速度做匀减速运动直至停止⑧⑦根据故物体的总位移加速度⑥3/8/20247例3．如下图，O、A、B、C、D在同一竖直圆周上，OA、OB、OC、OD为四条光滑的弦，一小物体由静止在O点开始沿各弦下滑到A、B、C、D所用的时间分别为tA、tB、tC、tD那么A.tD＞tC＞tB＞tAB.tA＞tB＞tC＞tDC.tA=tB=tC=tDD.无法判断时间关系OCDBAO’.COO’.FNmgαα与α无关．解：物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动3/8/20248例4、如下图，水平传送带以4m/s的速度匀速运动，传送带两端A、B间的距离为20m，将一质量为2kg的木块无初速度的放在A端，木块从A端运动到B端所用的时间为6s。求：木块与传送带间的动摩擦因数。〔g=10m/s2〕AB3/8/20249传送带与地面倾角为370，从A到B长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A到B需时间是多少？(sin370=0.6cos370=0.8)370AB3/8/202410例5.蹦床是运发动在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空中动作的运开工程。一个质量为60kg的运发动，从离水平网面3.2m高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。运发动与网接触的时间为1.2s，假设把在这段时间内网对运发动的作用力当作恒力处理，求此力的大小。〔g取10m/s2〕解：运发动与弹性网接触前的速度大小运发动与弹性网接触后的速度大小规定竖直向上为正方向，运发动的加速度Famg根据求出弹性网对运动员的作用力二运动情况求力3/8/202411例6、［全国理综Ⅰ卷］一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度到达v0后，便以此速度做匀速运动.经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.3/8/202412【解析】根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0.根据牛顿定律，可得：a=μg①设经过时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块那么由静止加速到v，有v0=a0t②v=at③由于a＜a0，故v＜v0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用.再经过时间t′，煤块的速度由v增加到v0，有v0=v+at′④3/8/202413

此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹.设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有s0=a0t2+v0t′⑤s=⑥

传送带上留下的黑色痕迹的长度：l=s0-s

⑦

由以上各式得：l=⑧3/8/202414例7、在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B，质量分别为m和2m，当两球心间的距离大于L〔L比2r大得多〕时，两球之间无相互作用力；当两球心间的距离等于或小于L时，两球间存在相互作用的恒定斥力F。设A球从远离B球处以速度V0沿两球连心线向原来静止的B球运动，如图示，欲使两球不发生接触，V0必须满足什么条件？S2=Ft