2020-2021学年高中物理(沪科版)必修一模块要点回眸：第29点-解决力学问题的三种基本功.docx

第29点解决力学问题的三种基本功力学问题是物理学最重要的组成部分，也是整个物理学的基础力学问题的解决方法很多，可以迁移到电磁学、热学中，甚至是原子物理中，因此把握力学问题的处理思想是重要且必需的1受力分析在解决各种力学实际问题时，首先要擅长选择争辩对象到底是选定某一物体，还是某一系统(整体)，要依据问题的物理情景和解题目标来定，并要能娴熟把握受力分析的“整体法”和“隔离法”若要求解系统内物体间的“内力”，必需进行“隔离”对隔离出的物体来说，此时系统的内力即转化为该物体的外力一般均要作出争辩对象的受力示意图只有在正确分析争辩对象受力状况的基础上，才能明确相应运动状况而选取相应规律，使问题得到解决；同时要养成受力分析时结合物体的运动状态进行分析的习惯，如静摩擦力、杆的弹力等问题的分析2运动过程分析在力学问题中，任何一个争辩对象在力的作用下都会呈现一个运动过程，在分析时，要区分出初态、运动过程和末态，在物体运动的整个过程中，往往由于物体受力的变化，可以把它的运动过程分为几个阶段，所以解题时一般要依据实际状况画出运动过程示意图，再结合受力状况选取相应的规律求解3矢量的运算学过的矢量主要有：位移s、速度v、加速度a、力F等，矢量运算要留意以下几点：(1)互成角度的矢量合成与分解，遵从平行四边形定则，在进行矢量合成或分解时，应明确物体遵循力和运动的“独立性原理”，特殊留意一般状况下是对瞬时矢量的合成或分解(2)正交分解法是平行四边形定则的特殊情景，实际中多应用于力的分解，应用时要依据物体受力状况选定坐标系，使较多的力落在坐标轴上(3)同一条直线上的矢量运算，要先规定正方向，然后以“”“”号代表矢量方向，从而把矢量运算转化为算术运算对点例题如图1所示，传送带与水平面的夹角37，并以v10 m/s的速率逆时针转动，在传送带的A端轻轻地放一小物体若已知物体与传送带之间的动摩擦因数0.5，传送带A端到B端的距离L16 m，则小物体从A端运动到B端所需的时间为多少？(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)图1解题指导设小物体的质量为m，小物体被轻轻地放在传送带A端，小物体沿传送带方向速度为零，但传送带的运动速率为v10 m/s，二者速率不相同，它们之间必定存在相对运动传送带对小物体有沿传送带斜向下的滑动摩擦力作用，小物体的受力状况如图所示设小物体的加速度为a1，则由牛顿其次定律有mgsin f1ma1Nmgcos f1N联立式并代入数据解得a110 m/s2小物体速度大小达到传送带速率v10 m/s时，所用的时间t11 s在1 s内小物体沿传送带的位移s1a1t5 m小物体的速度大小与传送带速率相同的时刻，若要跟随传送带一起运动，即相对传送带静止，它必需受到沿传送带向上的摩擦力fmgsin 6m的作用，但是此时刻它受到的摩擦力是f2mgcos 4m，小于f.因此，小物体与传送带仍有相对滑动，设小物体的加速度为a2，这时小物体的受力状况如图所示由牛顿其次定律有mgsin mgcos ma2，解得a22 m/s2.设小物体速度大小达到10 m/s后又运动时间t2才到达B端，则有s2Ls1vt2a2t代入数据解得t21 s，t211 s(舍去)小物体从A端运动到B端所需的时间tt1t22 s.答案2 s思维规范物体在传送带上的运动综合考查了受力分析和运动过程分析传送带倾斜时，要留意分析摩擦力的大小、方向随运动状态的变化状况本题中物体在前后两段运动中所受滑动摩擦力的方向相反，从而造成两段运动的加速度不同；另外，分析出滑动摩擦力与物体的下滑分力之间的大小关系，在解题中也格外关键1一辆质量为100 t的机车，从停车场动身经225 m后速度达到54 km/h.此时，司机关闭发动机，让机车进站机车又行驶了125 m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力答案1.4105 N解析54 km/h15 m/s，设机车加速阶段的加速度为a1，减速阶段的加速度为a2，则：v22a1s1，v22a2s2解得a10.5 m/s2，a20.9 m/s2.由牛顿其次定律得Ffma1，fma2，解得：F1.4105 N2如图2甲所示，先将物体A固定在斜面上，给A施加沿斜面对上的拉力F30 N，物体开头运动，2 s后再撤去拉力F，物体的vt关系图像如图乙所示(取沿斜面对上为正方向，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取物体开头运动时为计时起点)，试求：物体A的质量、物体A与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角(g取10 m/s2)图2答案2 kg0.537解析由题图乙可知，02 s，物体的加速度为a15 m/s2,2 s3 s，a210 m/s2,3 s5 s，a32 m/s2；由题图乙可知，前3 s内物体沿斜面对上运动，受到的滑动摩擦力沿斜面对下，3 s后物体沿斜面对下运动，则受到的滑动摩擦力变为沿斜面对上，由牛顿运动定律：02 s：Fmgcos mgsin ma12 s3 s：mgcos mgsin ma23 s5 s：mgcos mgsin ma3联立解得：m2 kg，0.5，37