力学三大基本观点课件

一、力学的三个基本观点力的观点：动量观点：动能定理、能的转化和守恒定律（包括机械能守恒定律）牛顿运动定律、运动学规律动量定理、动量守恒定律能量观点：一、力学的三个基本观点力的观点：动量观点：动能定理、能的转化1二如何选用力学的三个基本观点？二如何选用力学的三个基本观点？实战演练二如何选用力学的三个基本观点？实战演练2例例1.质量量为M的汽的汽车带着着质量量为m的拖的拖车在在平直公路上匀速前平直公路上匀速前进，速度，速度为v0，某某时刻拖刻拖车突然与汽突然与汽车脱脱钩，到拖，到拖车停下瞬停下瞬间司机才司机才发现若汽若汽车的的牵引力一直未引力一直未变，车与路面的与路面的动摩擦因数摩擦因数为，那么拖，那么拖车刚停下停下时，汽，汽车的瞬的瞬时速度是多大？速度是多大？小结小结:先大后小先大后小,守恒优先守恒优先例1.质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进3变1：质量量为M的汽的汽车带着着质量量为m的拖的拖车在在平直公路上以加速度平直公路上以加速度a匀加速前匀加速前进，当速度，当速度为v0时拖拖车突然与汽突然与汽车脱脱钩，到拖，到拖车停下瞬停下瞬间司机才司机才发现若汽若汽车的的牵引力一直未引力一直未变，车与路面的与路面的动摩擦因数摩擦因数为，那么拖，那么拖车刚停停下下时，汽，汽车的瞬的瞬时速度是多大？速度是多大？小结小结:涉及时间优先用动量定理涉及时间优先用动量定理变1：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度4变2：质量量为M的汽的汽车带着着质量量为m的拖的拖车在在平直公路上匀速前平直公路上匀速前进，中途拖，中途拖车脱脱钩，待司，待司机机发现时，汽，汽车已行已行驶了了L的距离，于是立的距离，于是立即关即关闭油油门设运行运行过程中所受阻力与重力程中所受阻力与重力成正比，汽成正比，汽车牵引力恒定不引力恒定不变，汽，汽车停下停下时与拖与拖车相距多相距多远？小结小结:涉及位移优先用动能定理涉及位移优先用动能定理变2：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进5领悟：领悟：1.1.选取对象是先系统后物体选取对象是先系统后物体2.2.解决问题有三种途径解决问题有三种途径,一般来说用一般来说用动量能量的观点解决更方便些动量能量的观点解决更方便些.3.3.涉及涉及S S优先用动能定理优先用动能定理 涉及涉及t t优先用动量定理优先用动量定理领悟：6例例2(972(97年全国卷年全国卷2525题题)质量为质量为m m的钢板与直立轻弹簧的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上平衡时，弹簧的的上端连接，弹簧下端固定在地上平衡时，弹簧的压缩量为压缩量为x x0 0，如图下图所示一物块从钢板正上方距，如图下图所示一物块从钢板正上方距离为离为3x3x0 0的的A A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不黏连它们到达最低点后又向上运起向下运动，但不黏连它们到达最低点后又向上运动已知物块质量也为动已知物块质量也为m m时，它们恰能回到时，它们恰能回到O O点若物点若物块质量为块质量为2m2m，仍从，仍从A A 处自由落下，处自由落下，则物块与钢板回到则物块与钢板回到O O点时，还具点时，还具 有向上的速度求物块向上运动有向上的速度求物块向上运动 到达的最高点与到达的最高点与O O点的距离？点的距离？例2(97年全国卷25题)质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端7领悟：领悟：（1）当运动过程中不涉及细节问题或加速度时，可）当运动过程中不涉及细节问题或加速度时，可用动量和能量的观点分析问题。用动量和能量的观点分析问题。（2）涉及碰撞等过程用动量观点，涉及位移过程宜）涉及碰撞等过程用动量观点，涉及位移过程宜用能量的观点。用能量的观点。（3）解题的过程就是类似于机器的）解题的过程就是类似于机器的“拆卸拆卸”的过程。的过程。这是一道复杂的动量与能量综合题，是一道压轴题这是一道复杂的动量与能量综合题，是一道压轴题.但是只要我们把复杂的状态、过程进行但是只要我们把复杂的状态、过程进行“拆解拆解”，把它变成一个个我们熟悉的小过程，就能做到化难把它变成一个个我们熟悉的小过程，就能做到化难为易，化繁为简！为易，化繁为简！领悟：这是一道复杂的动量与能量综合题，是一道压轴题.但是只8 例例3.(93年年全全国国卷卷).两两金金属属杆杆ab和和cd长长均均为为 l,电电阻阻均均为为R,质质量量分分别别为为M和和m,Mm.用用两两根根质质量量和和电电阻阻均均可可忽忽略略的的不不可可伸伸长长的的柔柔软软导导线线将将它它们们连连成成闭闭合合回回路路,并并悬悬挂挂在在水水平平、光光滑滑、不不导导电电的的圆圆棒棒两两侧侧.两两金金属属杆杆都都处处在在水水平平位位置置,如如图图所所示示.整整个个装装置置处处在在一一与与回回路路平平面面相相垂垂直直的的匀匀强强磁磁场场中中,磁磁感感应应强强度度为为B.若若金金属属杆杆ab正正好匀速向下运动好匀速向下运动,求运动的速度求运动的速度.在电磁学中只要涉及到在电磁学中只要涉及到力的问题都可以运用三力的问题都可以运用三大观点来解题大观点来解题例3.(93年全国卷).两金属杆ab和cd长9练习.两两个个材材料料相相同同、高高度度相相同同、上上表表面面粗粗糙糙程程度度相相同同的的A、B紧靠靠着着放放在在光光滑滑水水平平面面上上，质量量分分别是是mA=5kg、mB=3kg，如如图所所示示，另另一一质量量mC=2kg的的铅块（体体积可可忽忽略略）以以相相对于于地地面面的的水水平平初初速速度度v0=8m/s沿沿A表表面面运运动，最最后后停停在在B上上C在在A上上滑滑过的的时间t=0.8s，且滑，且滑过A时相相对于地的速度于地的速度为vC=3m/s，取，取g=10m/s.求：求：木木块B的最大速度的最大速度 C与与A、B的的动摩擦因数摩擦因数 要使要使C不从不从B上滑出，上滑出，B的的长度最小是多少？度最小是多少？(保留两位小数保留两位小数)练习.两个材料相同、高度相同、上表面粗糙程度相同的A、B紧10小小 结结1、开启动力学问题之门的三把钥匙、开启动力学问题之门的三把钥匙 2、研究对象宜先系统、研究对象宜先系统(或整体或整体)，后物体，后物体(或部分或部分)3、当多个物体之间有相互作用时，优先考虑两大守恒定、当多个物体之间有相互作用时，优先考虑两大守恒定律，特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律律，特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律4、三种观点不要绝对独立，联立求解有时会珠联璧合、三种观点不要绝对独立，联立求解有时会珠联璧合、更胜一筹。更胜一筹。小结11三、利用三个基本观点如何解题力的观点：动量观点：动能定理、能的转化和守恒定律（包括机械能守恒定律）牛顿运动定律、运动学规律动量定理、动量守恒定律能量观点：三、利用三个基本观点如何解题力的观点：动量观点：动能定理、能12题题1如图所示，水平轨道的如图所示，水平轨道的AB段是光滑的，段是光滑的，BC段是粗糙的，段是粗糙的，AB轨道与轨道与BC轨道在轨道在B点衔接。一个质量点衔接。一个质量m1=1kg的木块的木块1被一被一条细线的一端拴住放在条细线的一端拴住放在AB段上，细线的另一端固定在墙壁上，段上，细线的另一端固定在墙壁上，木块木块1和墙壁之间夹有一根被压缩的轻质弹簧，此时弹簧具有和墙壁之间夹有一根被压缩的轻质弹簧，此时弹簧具有弹性势能为弹性势能为18J。在。在B点放置一个质量点放置一个质量m2=0.5kg的木块的木块2。当剪。当剪断这条细线后，木块断这条细线后，木块1被弹出而向右运动，木块被弹出而向右运动，木块1即将与木块即将与木块2发生碰撞的瞬间，弹簧恰好恢复原长，木块发生碰撞的瞬间，弹簧恰好恢复原长，木块1和和2碰撞后粘在碰撞后粘在一起。已知木块一起。已知木块1和木块和木块2与与BC段轨道间的动摩擦因数均为段轨道间的动摩擦因数均为=0.1，g取取10m/s2，求：碰撞后，两个木块能在，求：碰撞后，两个木块能在BC段上滑行段上滑行多远？多远？问问1：若要求碰后两个木块在若要求碰后两个木块在BC段上滑行的时间，你将段上滑行的时间，你将选用什么规律？选用什么规律？问问2：通过求解此题，你能总结一下解力学综合题的通过求解此题，你能总结一下解力学综合题的一般方法吗？一般方法吗？练一练题1如图所示，水平轨道的AB段是光滑的，BC段是粗糙的，A13力学综合问题解题方法力学综合问题解题方法找状态找状态明过程明过程选规律选规律列方程列方程求求 解解确定研究对象、进行两个确定研究对象、进行两个分析（受力、运动）分析（受力、运动）建立清晰的物理情景，构建立清晰的物理情景，构建物理模型建物理模型三个基本观点，优先考虑三个基本观点，优先考虑能量、动量观点能量、动量观点按规范要求列字母式按规范要求列字母式统一单位、结果说明统一单位、结果说明力学综合问题解题方法找状态明过程选规律列方程求解确定研究14 题题2.（05全国理综全国理综,25）如图所示，一对杂技演员（都视）如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发点由静止出发绕绕O点下摆，当摆到最低点点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处A。求男演。求男演员落地点员落地点C 与与O 点的水平距离点的水平距离S。已知男演员质量。已知男演员质量m1，和女，和女演员质量演员质量m2之比之比m1:m2=2:1,秋千的质量不计，秋千的摆长为秋千的质量不计，秋千的摆长为R,C 点比点比O 点低点低5R。ABCs5ROR回顾考题,体验方法题2.（05全国理综,25）如图所示，一对杂技演员（都15ABCs5RORS=8R 题2分析1：男女演员从：男女演员从A摆到摆到B2：女演员推出男演员：女演员推出男演员3：男演员从：男演员从B到到C4：女演员从：女演员从B回摆到回摆到A过程过程 选用规律选用规律 方程方程 机械能守恒机械能守恒动量守恒动量守恒平抛规律平抛规律机械能守恒机械能守恒ABCs5RORS=8R题2分析1：男女演员从A摆到B2：16题题3.如图所示，用半径如图所示，用半径r=0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长压轧一道浅槽。薄铁板的长L=2.8m、质量、质量m=10kg。已知滚轮。已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为1=0.3和和2=0.1。铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板。铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力产生恒定的竖直向下的压力F=100N，在滚轮的摩擦作用下铁，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度恒为恒为=5rad/s，g取取10m/s2。加工一块铁板需要多少时间？加工一块铁板需要多少时间？加工一块铁板电动机要消耗多少电能？加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）（不考虑电动机自身的能耗）铁板铁板滚轮滚轮试一试题3.如图所示，用半径r=0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表17r=0.4m L=2.8m m=10kg 滚轮与铁板滚轮与铁板1=0.3 铁板与工铁板与工作台间作台间2=0.1 F=100N =5rad/s，g取取10m/s2。加工一块铁板需要多少时间？加工一块铁板需要多少时间？加工一块铁板电动机要消耗多少电能？加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）（不考虑电动机自身的能耗）铁板铁板滚轮滚轮题3分析2、在涉及到相对位移（路程）且摩擦生热时，一般选、在涉及到相对位移（路程）且摩擦生热时，一般选用能量观点分析用能量观点分析本题总结：1、受力分析、运动情况分析是明确物理过程的关键；、受力分析、运动情况分析是明确物理过程的关键；问1：铁板做什么运动？问2：电动机输出的能量转化为哪些形式的能量？问3：电动机输出的能量是如何实现转化的？r=0.4mL=2.8mm=10kg18题题4、如图所示，质量如图所示，质量mA为为4.0kg的木板的木板A放在水平面放在水平面C上，木上，木板与水平面间的动摩擦因数板与水平面间的动摩擦因数为为0.24，木板右端放着质量，木板右端放着质量mB为为1.0kg的小物块的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态。木板突（视为质点），它们均处于静止状态。木板突然受到水平向右的然受到水平向右的12N s的瞬时冲量的瞬时冲量I 作用开始运动，当小物作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的速度块滑离木板时，木板的速度vA=2.0m/s，小物块的动能为，小物块的动能为vB=1.0m/s，g取取10m/s2，求，求瞬时冲量作用结束时木板的速度瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；木板的长度木板的长度L。ABLC试一试2题4、如图所示，质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上，19课堂小结一、三个基本观点选用一、三个基本观点选用的一般原则：的一般原则：1以单个物体为研究对象时以单个物体为研究对象时:宜选用动量定理和动能定理，其中涉宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理。涉及位移的应选用动能定理。2对多个物体组成的系统对多个物体组成的系统:优先考虑两个守恒定律优先考虑两个守恒定律3若涉及系统内物体的相对位移（路程）若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能的转并涉及摩擦力的，要考虑应用能的转化和守恒定律。化和守恒定律。二、力学综合题二、力学综合题的解题方法：的解题方法：找状态找状态明过程明过程选规律选规律列方程列方程求求 解解课堂小结一、三个基本观点选用的一般原则：1以单个物体为研究20EBPRLdAC题题5.如图所示，如图所示，PR是一块长为是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场的匀强电场E，在板的右半，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为，一个质量为m=0.1 kg.带电量为带电量为q=0.5 C的物体，从板的的物体，从板的P端由静止开始在电场力端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板上运动。当物体碰到板上R端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在速运动停在C点，点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为，物体与平板间的动摩擦因数为=0.4。求：。求：（1）电场强度）电场强度E的大小和方向的大小和方向.（2）磁感应强度）磁感应强度B的大小；的大小；提高一步EBPRLdAC题5.如图所示，PR是一块长为L=4m的2117解：开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力F1=1FN=0.3100N=30N（1分）工作台给铁板的摩擦阻力F2=2FN=0.1(100+1010)N=20N（1分）铁板先向右做匀加速运动：a=m/s2=1m/s2(1分)加速过程铁板达到的最大速度vm=R=50.4m/s=2m/s（1分）这一过程铁板的位移s1=m=2m2.8m（1分）此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力，F1=F2，铁板将做匀速运动。（2分）即整个过程中铁板将先做加速度a=1m/s2匀加速运动，然后做vm=2m/s的匀速运动（只要上面已求出，不说数据也得分）（1分）在加速运动过程中，由vm=at1得t1=s（2分）匀速运动过程的位移为s2=L-s1=2.8m-2m=0.8m由s2=vt2，得t2=0.4s（2分）所以加工一块铁板所用的时间为T=t1+t2=2s+0.4s=2.4s（1分）解法一：E=EK+Q1+Q2=mvm2+f1s相对+f2L(2分)=(1022+302+202.8)J=136J(1分)解法二：E=f1S作用点+f1s2=f12s1+f2s2(2分)=(3022+200.8)=136J(1分)17解：开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力F1=1FN=022