1、力和運(yùn)動的關(guān)系 （上） 呂叔湘中學(xué) 龐留根 2005年1月,力 運(yùn)動 運(yùn)動定律 力和運(yùn)動 力和運(yùn)動的關(guān)系 力的作用效應(yīng) 研究方法 基本題 2002年河南2 00年高考 整體法和隔離法 例1 2002年河南6 例2 綜合應(yīng)用題 例3 93年高考 例4 例5 例6 例7,力和運(yùn)動的關(guān)系(上）,力,安培力 F =BIL sin,重力 G=mg,彈力 F=kx,摩擦力 f=N,電場力 F =qE,洛侖茲力 f=qvB sin,運(yùn)動,靜止,勻速直線運(yùn)動,勻變速直線運(yùn)動,平拋運(yùn)動,勻速圓周運(yùn)動,v=r =2/ T,簡諧振動 F= - kx x=Acost,運(yùn)動定律,牛頓第一定律,牛頓第二定律,牛頓第三定律

2、,力,運(yùn)動,運(yùn)動定律,力和運(yùn)動,物體的運(yùn)動決定于受到的合力和初始運(yùn)動情況.,力和運(yùn)動的關(guān)系,1. F=0,V0,2.F=恒量,力的作用效應(yīng),1.力的靜力學(xué)效應(yīng)-使物體發(fā)生形變,2.力的動力學(xué)效應(yīng),力的空間累積效應(yīng)-使物體的動能發(fā)生變化,力的時間累積效應(yīng)-使物體的動量發(fā)生變化,力的瞬時作用效應(yīng)-使物體產(chǎn)生加速度,研究方法,1、隔離分析法,2、整體分析法,研究對象的整體分析法,研究過程的整體分析法,不考慮中間過程的細(xì)節(jié),不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力,圖中a、b、c為三個物塊，M、N為兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)。（ ） A）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)（

3、B）有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)（C）有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)（D）有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài),A、D,2002年河南2、,（A）先開動P1 適當(dāng)時間，再開動 P4 適當(dāng)時間 ( B）先開動 P3 適當(dāng)時間，再開動P2 適當(dāng)時間 ( C）開動P4 適當(dāng)時間 ( D）先開動P3 適當(dāng)時間， 再開動P4 適當(dāng)時間,圖為空間探測器的示意圖，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四個噴氣發(fā)動機(jī)， P1 、 P3的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x 軸平行， P2 、 P4的連線與y 軸平行。每臺發(fā)動機(jī)開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動。開始時，探測器以恒定的速

4、率v向正x方向平動，要使探測器改為向正x 偏負(fù)y 60的方向以原來的速率v平動，則可（ ）,A,2000年高考、,一航天探測器完成對月的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動，再勻速運(yùn)動，探測器通過噴氣而獲得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是： （ ） A.探測器加速運(yùn)動時，沿直線向后噴氣 B.探測器加速運(yùn)動時，豎直向下噴氣 C.探測器勻速運(yùn)動時，豎直向下噴氣 D.探測器勻速運(yùn)動時，不需要噴氣,02年上海7、,C,對整體ab，繩中張力為內(nèi)力，兩個外力F平衡， 只受重力2mg 所以上段線 應(yīng)豎直。,例1、用細(xì)線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，

5、今對a球持續(xù)施加一個向左偏下30角的恒力，對b球持續(xù)施加一個向右偏上30角的恒力，最后達(dá)到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是： （ ）,解：隔離b，在mg和F作用下，須向右偏，最后三力平衡,A,跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如圖所示，已知人的質(zhì)量為70kg，吊板的質(zhì)量為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。取重力加速度g =10m/s2，當(dāng)人以440N的力拉繩時，人與吊板的加速度a和人對吊板的壓力F分別為（ ） (A) a =1.0m/s2 , F =260N (B) a =1.0m/s2 , F =330N (C) a =3.0m/s2 , F =110N (D)

6、 a =3.0m/s2 , F =50N,B,2002年河南6、,例2、如圖所示勻強(qiáng)電場方向豎直向下，場強(qiáng)大小為E，三個質(zhì)量分別為m、2m 、3 m的小球A、B、C， (其中B球帶正電Q，A、C兩球不帶電）用絕緣線連接懸于O點(diǎn)，問(1)當(dāng)三球均處于靜止?fàn)顟B(tài)時, A、B之間的細(xì)線的張力等于多少?(2)當(dāng)把OA段細(xì)線剪斷的瞬間, A、B之間的細(xì)線的張力又等于多少?,解: (1)對BC整體,受力如圖:,T 1 =5mg+QE,(2)剪斷OA, AB球一起下落 (C自由下落),對AB整體 3mg+QE=3ma,a=g+QE/3m,對B 2mg+QE -T 2=2ma,T 2= QE/3,例3、如圖示，

7、傳送帶與水平面夾角為370 ，并以v=10m/s運(yùn)行，在傳送帶的A端輕輕放一個小物體，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5， AB長16米，求：以下兩種情況下物體從A到B所用的時間. （1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動 （2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動,解： （1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動時受力如圖示：,mg sinmg cos= m a,a = gsingcos= 2m/s2,S=1/2a t2,（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動物體受力如圖：,開始摩擦力方向向下,向下勻加速運(yùn)動,a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2,t1=v/a=1s S1=1/2 at2 =5m S2=11m,1秒后，速度

8、達(dá)到10m/s，摩擦力方向變?yōu)橄蛏?a2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2,物體以初速度v=10m/s向下作勻加速運(yùn)動,S2= vt2+1/2a2 t22,11=10 t2+1/22t22,t2=1s,t=t1+t2=2s,一平板車,質(zhì)量M=100千克,停在水平路面上,車身的平板離地面的高度 h=1.25米, 一質(zhì)量m=50千克的小物塊置于車的平板上,它到車尾端的距離b=1.00米,與車板間的滑動摩擦系數(shù) m=0.20,如圖所示.今對平板車施一水平方向的恒力,使車向前行駛,結(jié)果物塊從車板上滑落.物塊剛離開車板的時刻,車向前行駛的距離 S0=2.0米.求物塊落地時,落地點(diǎn)到

9、車尾的水平距離S,不計(jì)路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦.取g=10米/秒2.,93年高考、,解：m離車前,am =f/m=g=2m/s2,Sm=1/2 am t2 =S0 -b=1m,S0=1/2 aM t2 =2m, aM= 2 am =4m/s2,aM=(F-mg) / M= F/M 1 =4 m/s2,m離車后,aM = F/M =5 m/s2,m平拋,Sm =vm t1 =20.5=1m,SM = vMt1 +1/2 aM t1 2=40.5+1/250.25=2.625m,S= SM Sm =1.625m,例4：水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中，今從靜止起用力拉金屬棒ab，

10、若拉力為恒力，經(jīng)t1 秒ab的速度為v，加速度為a1 ，最終速度為2v, 若拉力的功率恒定，經(jīng)t2秒ab的速度為v，加速度為a2 ，最終速度為2v, 求 a1和a2的關(guān)系,解：拉力為恒力時，,最終有 F=F安=B2 L2 2v/R,a1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m - B2 L2 v / mR= B2 L2 v / mR,拉力的功率恒定：,F= F安= P/2v = B2 L2 2v/R,P/v= 4B2 L2 v/R,a2=( F2- F安) / m = P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR, a2 = 3a1,例5. 在傾角30的斜面上，固定

11、一寬 l =0.25m的金屬框，電池電動勢 E12V，內(nèi)阻不計(jì)，垂直框架放一質(zhì)量為m=0.2kg 的金屬桿ab， 桿與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為 . 整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8T,垂直于框面斜向上的勻強(qiáng)磁場中,如圖.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi),可使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上？,解： 畫出金屬桿的截面圖,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=1.5N 2.4/R1=f+ mgsin30= 1.5N R1=1.6 ,若I 很小,F 很小, f 向上,F+f=mgsin30 =1N,2.4/R

12、2= mgsin30 - f = 0.5N,R2=4.8, 1.6 R4.8,電阻R調(diào)節(jié)在1.6 到4.8 范圍內(nèi)，金屬桿可靜止在導(dǎo)軌上,例6、如圖a示，AB是某電場的一條電場線，若在A點(diǎn)靜止釋放一自由的負(fù)電荷，則負(fù)電荷沿AB運(yùn)動到B的過程中的速度圖象如圖b示，則下列判斷正確的是： （ ） A. 場強(qiáng)EAEB, 電勢UAUB B. 場強(qiáng)EAUB C. 場強(qiáng)EAEB, 電勢UAUB D. 場強(qiáng)EAEB, 電勢UAUB,解：負(fù)電荷沿AB運(yùn)動到B的過程中的速度逐漸增大, 可見電場力對電荷做正功,所以場強(qiáng)方向向左, UAUB,v-t圖象的斜率逐漸減小，可見加速度逐漸減小，所以EAEB,C,例7、在xOy平面內(nèi)，第象限中有勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E,方向沿y軸正方向,在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，今有一個質(zhì)量為m，電量為e的電子(不計(jì)重力),從y 軸上的P點(diǎn)蟻初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x 軸成45進(jìn)入磁場，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。求： (1)作出電子運(yùn)動軌跡的示意圖, 并說明電子的運(yùn)動情況 (2)P點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離h (3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時間 第一次返回到P點(diǎn)?,解:,(1