高中物理受力分析中常见模型.doc

高中物理知识归纳
----------------------------力学模型及方法
1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。
整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程
隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

B
A
F

m2
m1
F

B
A
F1

F2

2斜面模型 （搞清物体对斜面压力为零的临界条件）
斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定
=tg物体沿斜面匀速下滑或静止 > tg物体静止于斜面
< tg物体沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)
3．轻绳、杆模型
╰
α
绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。
杆对球的作用力由运动情况决定
只有=arctg()时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力?
若小球带电呢？
E
m，q
L
·O

假设单B下摆,最低点的速度VB= mgR=
整体下摆2mgR=mg+
= ； => VB=
所以AB杆对B做正功，AB杆对A做负功
若 V0< ，运动情况为先平抛，绳拉直沿绳方向的速度消失
即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。
求水平初速及最低点时绳的拉力？
换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即v1突然消失),再v2下摆机械能守恒
例：摆球的质量为m，从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少？

4．超重失重模型
系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)
向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)
难点：一个物体的运动导致系统重心的运动
1到2到3过程中 (1、3除外)超重状态
绳剪断后台称示数
系统重心向下加速F

m

a
图9
q
斜面对地面的压力?
地面对斜面摩擦力?
导致系统重心如何运动？
铁木球的运动
用同体积的水去补充

1．（15分）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角。已知B球的质量为m，求：
（1）细绳对B球的拉力和A球的质量；
（2）若剪断细绳瞬间A球的加速度；
（3）剪断细绳后，B球第一次过圆环最低点时对圆环的作用力
（ 15分）（1）对B球，受力分析如图所示。
　 　　　　　①　( 1分)
对A球，受力分析如图所示。在水平方向
　　　　② ( 1分)
在竖直方向： 　　③ ( 2分)
由以上方程解得： 　　　　　　　④　　( 1分)
（2）剪断细绳瞬间，对A球：　　( 2分)
⑤　 ( 2分)
(3) 设B球第一次过圆环最低点时的速度为v，压力为N，圆环半径为r.
则： 　⑥　( 2分) ⑦　( 2分)
⑥⑦联解得：N＝3mg　( 1分)
由牛顿第三定律得B球对圆环的压力　N/＝N＝3mg　方向竖直向下 ⑨　( 1分)
F
A
C
B
L

2．（20分）如图所示，光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为，长为L，车右端（A点）有一块静止的质量为的小金属块．金属块与车间有摩擦，与中点C为界， AC段与CB段动摩擦因数不同．现给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点C时，即撤去这个力．已知撤去力的瞬间，金属块的速度为，车的速度为，最后金属块恰停在车的左端（B点）。如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为，与CB段间的动摩擦因数为，求与的比值．
（20分）由于金属块和车的初速度均为零，且经过相等时间加速后车速是金属块速度的2倍，则在此过程中车的加速度是金属块加速度的两倍。
金属块加速度 ① 则车的加速度 ②
F
A
C
B
L

在此过程中金属块位移 ③
车的位移 ④
由位移关系 ⑤ 得 ⑥
从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端的过程中，系统外力为零，动量守恒，设向右为正方向，且最后共同速度为 ⑦ 得
由能量守恒有 ⑧
得 ⑨ 由⑥⑨得 ⑩

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