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高中物理受力分析中常见模型

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。

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
μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面
μ< tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ)
3.轻绳、杆模型
杆对球的作用力由运动情况决定
只有θ=arctg(
g a )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?
假设单B 下摆,最低点的速度V B =R 2g ⇐mgR=22
1B mv 整体下摆2mgR=mg 2R +'2B '2A mv 2
1mv 21+ 'A 'B V 2V = ⇒ 'A V =gR 53 ; 'A 'B V 2V ==gR 256> V B
=R 2g
F
m
所以AB杆对B做正功,AB杆对A做负功
若V0<gR,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a y)
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
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,A B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)
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
a
图9
A
C
L
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
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
L。

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