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受力分析与运动分析讲解


2、加速度 (1) 、速度的变化:△V=Vt-V0,描 述速度变化的大小和方向,是矢量 (2) 、加速度:描述速度变化的快慢 和方向的物理量,是速度的变化和所 用时间的比值:a=ΔV/Δt, 单位:m/s2.加速度是矢量, 它的方向与速度变化(ΔV)的方向相 同.
3、速度、速度变化、加速度的关系: ①方向关系:加速度的方向与速度变化 的方向一定相同。在直线运动中,若a 的方向与V0的方向相同,质点做加速 运动;若a的方向与V0的方向相反,质 点做减速运动。 ②大小关系:V、△V、a无必然的大小 决定关系。
速度时间图象(1)它反映了运动物体速 度随时间的变化关系. (2)匀速运动的V一t图线平行于时间 轴. (3)匀变速直线运动的V—t图线是倾斜 的直线,其斜率数值上等于物体运动 的加速度. (4)非匀变速直线运动的V一t图线是曲 线,每点的切线方向的斜率表示该点 的加速度大小.
四.追及问题的分析思路 (1)根据追赶和被追赶的两个物体的运动性 质,列出两个物体的位移方程,并注意两 物体运动时间之间的关系. (2)通过对运动过程的分析,画出简单的图 示,找出两物体的运动位移间的关系 式.追及的主要条件是两个物体在追上时 位置坐标相同. (3)寻找问题中隐含的临界条件,例如速度 小者加速追赶速度大者,在两物体速度相 等时有最大距离;速度大者减速追赶速度 小者,在两物体速度相等时有最小距离, 等等.利用这些临界条件常能简化解题过 程.
一.受力分析 (一) 、力学中常见的三种力
1.重力 产生:物体在地面上或地面附近,由于地球 的吸引而使物体受到的力 方向:竖直向下 大小:G=mg 作用点:重心。 (形状规则、 质量分布均匀的物体的重心在 其几何中心,用悬挂法可以测薄板状物体的重 心.)
2.弹力 产生条件:接触、发生弹性形变(接触力、 被动力) 方向:作用在使之发生形变的物体上,与接 触面垂直(点接触时,垂直于过接触点的切 面),指向形变恢复的方向 大小:弹簧的弹力大小遵守胡克定律,劲度 系数k(N/m) 作用点:接触面或接触点 (常见的弹力:弹簧的弹力、绳的拉力、压力 和支持力)
小 结
一.分析受力的步骤: 1.确定分析的对象 2.按重力、弹力、摩擦力的顺序分析(一场 二弹三摩擦),并作出力的示意图 二.分析受力的依据 1.产生力的条件 2.物体的运动状态
能力提升练习
1、叠放在斜面C上的物体A与B,共同沿斜面
匀速下滑,下列说法正确的是 ( A)C
A.B物体受重力、A给的正压力、C给的支 B.B物体受重力、A对B的正压力和静摩擦 力、C对B C.A物体受重力和B对A D.C物体的斜面受到A对C的 正压力,B对C的摩擦力
(摩擦力既可以充当阻力,也可以充当动力)
(二) 、受力分析基本步骤
受力分析:即分析物体的受力情况,并作出力 的示意图
在对物体进行受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”现 象,按一定的步骤和顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有 效的措施.一般情况下对物体进行受力分析可按照以下步骤: 1.明确研究对象,并把它从周围物体隔离出来. 2. 分析重力:地面附近的物体一定受到地球对物体的重力作用。 3.观察跟研究对象接触的物体,并逐个分析与这些接触物对研 究对象的弹力、摩擦力(先分析弹力,再分析摩擦力) (当很难判断是否受弹力、静摩擦力时,可根据假设法进行 判断.) 4.只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其它物体所 施加的力. 5.为了使问题简化,将物体简化,将所有力的作用点都画在物 体的重心上.(对杆进行受力分析时例外)
二.匀变速直线运动的规律 匀变速直线运动特点:a=恒量. 公式:(1)vt=v0十at (2)s=v0t +½at2 (3)vt2-v02=2as v0 vt (4)s= t
2
推论:(l)匀变速直线运动的物体, 在连续相等的时间里的任意两个相邻 时间段上的位移之差是个恒量,即 ΔS= SⅡ- SⅠ=aT2=恒量. (2)匀变速直线运动的物体, 在某段时间内的平均速度,等于该段 时间的中间时刻的瞬时速度, v0 vt Vt 即 2 = V = 2 .以上两推论在 “测定匀变速直线运动的加速度”等 学生实验中经常用到,要熟练掌握.
1 : 2 1: 3 2 : : n n 1





三、图像 位移时间图象:位移时间图象反映了运 动物体的位移随时间变化的关系,匀 速运动的S—t图象是直线,直线的斜 率数值上等于运动物体的速度;变速 运动的S-t图象是曲线,图线切线方 向的斜率表示该点速度的大小.
3.摩擦力 产生条件:接触、接触面不光滑、有正压力、发生相 对运动和相对运动的趋势(接触力、被动力,有摩 擦力必有弹力) 方向:沿接触面,与相对运动或相对运动趋势的方向 相反 大小: (1).滑动摩擦力f=μFN,动摩擦因数μ,FN指物体对 接触面的正压力,其大小与接触面对物体的支持力 等大. (2).静摩擦力f可由二力平衡条件求出,最大静摩擦 力fm略大于滑动摩擦力,在近似计算时,fm近似等 于滑动摩擦力
天行徤 君子以自强不息
————
与2013届同学共勉
专题一
物体的受力分析 与运动分析
引言:
受力分析和运动分析在高中物理学 习的过程中非常关键。在解答高中物 理的各个模块的题目时,往往都需要 借助受力分析和运动分析。有时候在 面对一道题目毫无头绪时,通过对物 理过程进行受力分析和运动分析,问 题就可以迎刃而解。所以说,受力分 析和运动分析就是打开高中物理题库 的金钥匙
m1 B
b a
c
m2
(5)A静止
F
(6)a、b、c都静止 分析a所受力

A B
F
C (8)A 沿 着 粗 糙 墙 向 上 运动
(7)A、B、C都静止 分析C所受力
例3、弹簧对物体P的弹力为F,地 面对物体的弹力为N,则下列可能 的情况是:(B D ) A.F和N均为零 B.F和N均向上 C.F和N均向下 D.F向下,N向上
4、光滑圆柱体固定于水平地 面.AB为一均匀直棒,A端放在地 上,C点压在柱面上,AB棒处于静 止,且AC段的长度大于CB段,如 图所示.那么直棒AB所受各种作用 力的个数是:( ) C
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
六.运动分析
(一)基本概念和基本规律 位移和路程、速度、平均速度、时间和 时刻、加速度和速度的关系 1.速度 描述物体运动的方向和快慢的物理 量. (1) .平均速度:即V=S/t,单位:m/ s其 方向与位移的方向相同.公式V=(V0+Vt) /2只对匀变速直线运动适用。 (2) .瞬时速度:方向沿轨迹上质点所在点 的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度的 大小叫速率,是标量.
例1、如图,一圆球和两块光滑板 接触,底下的一块板水平.正确画 出小球受力图的是 ( ) D
例2、对下列各种情况下的物体A进行受力分析
NA Gfຫໍສະໝຸດ N AVf G
(2)沿斜面上滑的物体A (接触面粗糙) (1)静止在斜面上的物体
N1
A
N
N2
F
f
A B
F
G
(3)各接触面均光滑
G
(4)A、B均静止
A
α
图3 (1)物块 A 运动过程中,物块 B 受到的摩擦力; (2)要使物块 A、B 相碰,物块 A 的初速度 v0 应满足的条件.
解析
(1)设 A 在 C 板上滑动时,B 相对于 C 板静止,则 μg 对 B、C 有 μmg=2ma,a= 2 又 B 依靠摩擦力能获得的最大加速度为 μmg am= m =μg 因为 am>a,所以 B 未相对 C 滑动而随木板 C 向右做加 速运动 1 B 受到的摩擦力 fB=ma= μmg 2 (2)要使物块 A 刚好与物块 B 发生碰撞,物块 A 运动到物 块 B 处时,A、B 的速度相等, 1 即 v1=v0-μgt= μgt 2 得 v1=v0/3
(三) 、受力分析口诀:
重力肯定有 弹力查四周 动、静摩擦分仔细 最后再找其他力 分析完后要检查 警防“漏力”与“添力”
(四)、受力分析的三个判断依据:
①从力的概念判断,寻找施力物体; ②从力的性质判断,寻找产生原因; ③从力的效果判断,寻找是否产生形变 或运动状态 发生了改变
(五) 、受力分析基本方法:
1、整体法:以几个物体构成的整个系统为研 究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体 法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。 2、隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来, 分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分 别列出方程,再联立求解的方法。 3、通常在分析外力对系统作用时,用整体法; 在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔 离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究 对象,需要整体法与隔离法交叉使用。
(3)初速度为零的匀加速直线运动(设T为等分 时间间隔): IT末、2T末、3T末……瞬时速度的比为 Vl∶V2∶V3……∶Vn=1∶2∶3∶……∶n; 1T内、2T内、3T内……位移的比为 Sl∶S2∶S3∶……Sn=12∶22∶32∶……∶n2; 第一个T内,第二个T内,第三个T内……位移的比 为SI∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=l∶3∶5∶……∶ (2n-1); ④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比 t1∶t2∶t3∶……tn=
2、如图,木板B放在水平地面上, A物体放在B木板上且受水平向右的 拉力F. 试分析下列情况下各物体摩 擦力的种类和方向: (1)A、B均静止; (2)B静止A运动; (3)A、B相对静止; 且一起向右运动.
3、如图所示,两个质量均为m的木块 P、Q,在水平恒定F作用下都静止在 竖直墙上.画出Q物体受力分析的图示, Q受P的弹力大小为 ,受P的静摩 擦力大小为 ;画出P物体受力分析 的图示,P受墙的静摩擦力大小 , P受墙的支持力大小 .
例2(09年广东物理)如图所示,一个竖直放置的圆 锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径 和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一 半。内壁上有一质量为m的小物块。求 ①当筒不转动时,物块静止 在筒壁A点受到的摩擦力和 支持力的大小; ②当物块在A点随筒做匀速 转动,且其受到的摩擦力为 零时,圆筒转动的角速度。 (题目略有改动)
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