《力和运动上》PPT课件.ppt

力和运动的关系 上 吕叔湘中学庞留根2005年1月 力 运动 运动定律 力和运动 力和运动的关系 力的作用效应 研究方法基本题2002年河南200年高考整体法和隔离法例12002年河南6例2综合应用题例393年高考例4例5例6例7 力和运动的关系 上 力 安培力F BILsin 重力G mg 弹力F kx 摩擦力f N 电场力F qE 洛仑兹力f qvBsin 运动 静止 匀速直线运动 匀变速直线运动 平抛运动 匀速圆周运动 v r 2 T 简谐振动 F kxx Acos t 运动定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 力 运动 运动定律 力和运动 物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况 力和运动的关系 1 F 0 V 0 2 F 恒量 力的作用效应 1 力的静力学效应 使物体发生形变 2 力的动力学效应 力的空间累积效应 使物体的动能发生变化 力的时间累积效应 使物体的动量发生变化 力的瞬时作用效应 使物体产生加速度 研究方法 1 隔离分析法 2 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 不考虑中间过程的细节 不考虑系统内部的相互作用力 图中a b c为三个物块 M N为两个轻质弹簧 R为跨过光滑定滑轮的轻绳 它们连接如图并处于平衡状态 A 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 B 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 C 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 D 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 A D 2002年河南2 A 先开动P1适当时间 再开动P4适当时间 B 先开动P3适当时间 再开动P2适当时间 C 开动P4适当时间 D 先开动P3适当时间 再开动P4适当时间 图为空间探测器的示意图 P1 P2 P3 P4是四个喷气发动机 P1 P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行 P2 P4的连线与y轴平行 每台发动机开动时 都能向探测器提供推力 但不会使探测器转动 开始时 探测器以恒定的速率v向正x方向平动 要使探测器改为向正x偏负y60 的方向以原来的速率v平动 则可 A 2000年高考 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球表面成一倾斜角的直线飞行 先加速运动 再匀速运动 探测器通过喷气而获得推动力 以下关于喷气方向的描述中正确的是 A 探测器加速运动时 沿直线向后喷气B 探测器加速运动时 竖直向下喷气C 探测器匀速运动时 竖直向下喷气D 探测器匀速运动时 不需要喷气 02年上海7 C 对整体ab 绳中张力为内力 两个外力F平衡 只受重力2mg所以上段线应竖直 例1 用细线把两个质量未知的小球悬挂起来 今对a球持续施加一个向左偏下30 角的恒力 对b球持续施加一个向右偏上30 角的恒力 最后达到平衡 表示平衡状态的图可能是 解 隔离b 在mg和F作用下 须向右偏 最后三力平衡 A 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 已知人的质量为70kg 吊板的质量为10kg 绳及定滑轮的质量 滑轮的摩擦均可不计 取重力加速度g 10m s2 当人以440N的力拉绳时 人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为 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 50N B 2002年河南6 例2 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m 2m 3m的小球A B C 其中B球带正电Q A C两球不带电 用绝缘线连接悬于O点 问 1 当三球均处于静止状态时 A B之间的细线的张力等于多少 2 当把OA段细线剪断的瞬间 A B之间的细线的张力又等于多少 解 1 对BC整体 受力如图 T1 5mg QE 2 剪断OA AB球一起下落 C自由下落 对AB整体3mg QE 3ma a g QE 3m 对B2mg QE T2 2ma T2 QE 3 例3 如图示 传送带与水平面夹角为370 并以v 10m s运行 在传送带的A端轻轻放一个小物体 物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5 AB长16米 求 以下两种情况下物体从A到B所用的时间 1 传送带顺时针方向转动 2 传送带逆时针方向转动 解 1 传送带顺时针方向转动时受力如图示 mgsin mgcos ma a gsin gcos 2m s2 S 1 2at2 2 传送带逆时针方向转动物体受力如图 开始摩擦力方向向下 向下匀加速运动 a gsin370 gcos370 10m s2 t1 v a 1sS1 1 2 at2 5mS2 11m 1秒后 速度达到10m s 摩擦力方向变为向上 a2 gsin370 gcos370 2m s2 物体以初速度v 10m s向下作匀加速运动 S2 vt2 1 2 a2t22 11 10t2 1 2 2 t22 t2 1s t t1 t2 2s 一平板车 质量M 100千克 停在水平路面上 车身的平板离地面的高度h 1 25米 一质量m 50千克的小物块置于车的平板上 它到车尾端的距离b 1 00米 与车板间的滑动摩擦系数m 0 20 如图所示 今对平板车施一水平方向的恒力 使车向前行驶 结果物块从车板上滑落 物块刚离开车板的时刻 车向前行驶的距离S0 2 0米 求物块落地时 落地点到车尾的水平距离S 不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦 取g 10米 秒2 93年高考 解 m离车前 am f m g 2m s2 Sm 1 2amt2 S0 b 1m S0 1 2aMt2 2m aM 2am 4m s2 aM F mg M F M 1 4m s2 m离车后 aM F M 5m s2 m平抛 Sm vmt1 2 0 5 1m SM vMt1 1 2aM t12 4 0 5 1 2 5 0 25 2 625m S SM Sm 1 625m 例4 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ab 若拉力为恒力 经t1秒ab的速度为v 加速度为a1 最终速度为2v 若拉力的功率恒定 经t2秒ab的速度为v 加速度为a2 最终速度为2v 求a1和a2的关系 解 拉力为恒力时 最终有F F安 B2L2 2v R a1 F B2L2v R m F m B2L2v mR B2L2v mR 拉力的功率恒定 F F安 P 2v B2L2 2v R P v 4B2L2v R a2 F2 F安 m P v B2L2v R m 3B2L2v mR a2 3a1 例5 在倾角30 的斜面上 固定一宽l 0 25m的金属框 电池电动势E 12V 内阻不计 垂直框架放一质量为m 0 2kg的金属杆ab 杆与导轨间的摩擦因数为 整个装置放在磁感应强度B 0 8T 垂直于框面斜向上的匀强磁场中 如图 当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内 可使金属杆静止在导轨上 解 画出金属杆的截面图 并分析受力 mgsin30 1牛f N 0 5牛F ILB BLE R 2 4 R 若I很大 F很大 f向下 F f mgsin30 1 5N2 4 R1 f mgsin30 1 5N R1 1 6 若I很小 F很小 f向上 F f mgsin30 1N 2 4 R2 mgsin30 f 0 5N R2 4 8 1 6 R 4 8 电阻R调节在1 6 到4 8 范围内 金属杆可静止在导轨上 例6 如图a示 AB是某电场的一条电场线 若在A点静止释放一自由的负电荷 则负电荷沿AB运动到B的过程中的速度图象如图b示 则下列判断正确的是 A 场强EA EB 电势UA UBB 场强EAUBC 场强EA EB 电势UA UBD 场强EA EB 电势UA UB 解 负电荷沿AB运动到B的过程中的速度逐渐增大 可见电场力对电荷做正功 所以场强方向向左 UA UB v t图象的斜率逐渐减小 可见加速度逐渐减小 所以EA EB C 例7 在xOy平面内 第 象限中有匀强电场 场强大小为E 方向沿y轴正方向 在x轴的下方有匀强磁场 磁感应强度大小为B 方向垂直于纸面向里 今有一个质量为m 电量为e的电子 不计重力 从y轴上的P点蚁初速度v0垂直于电场方向进入电场 经电场偏转后 沿着与x轴成45 进入磁场 并能返回到原出发点P 求 1 作出电子运动轨迹的示意图 并说明电子的运动情况 2 P点离坐标原点的距离h 3 电子从P点出发经多长时间第一次返回到P点 解 1 电场中做类平抛运动 在磁场中做匀速圆周运动 D P做匀速直线运动 电子运动轨迹的示意图如图示 2 P A 由平抛运动规律及动能定理得 eEh 1 2m vA2 v02 h mv02 2eE 3 P A的时间为t1 t1 vy a mv0 eE A C D的时间为t2 T 2 m Be t2 3T 4 3 m 2Be D P的时间为t3 t t1 t2 t3 3mv0 eE 3 m 2Be