1、第三節(jié)研究動力學問題的三個 基本觀點,一、動力學的知識體系 動力學研究的是物體的_情況與_情況的關系以三條線索(包括五條重要規(guī)律)為紐帶建立聯(lián)系，可用下面的框圖表示：,受力,運動,二、解決動力學問題的三個基本觀點,1力的觀點 _定律結合_公式，是解決力學問題的基本思路和方法，此種方法往往求得的是_關系利用此種方法解題必須考慮_的細節(jié)中學只能用于勻變速運動(包括直線和曲線運動)，對于一般的變加速運動不作要求,牛頓運動,運動學,瞬時,運動狀態(tài)改變,2動量的觀點 動量觀點主要包括動量定理和_定律 3能量的觀點 能量觀點主要包括_定理和_定律,動量守恒,動能,能量守恒,動量的觀點和能量的觀點研究的是

2、_或_經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，它不要求對過程細節(jié)深入研究，關心的是運動狀態(tài)的變化，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量、動能和力在過程中的沖量和功，即可對問題求解,物體,系統(tǒng),三、力學規(guī)律的選用原則 1如果要列出各物理量在某一時刻的關系式，可用牛頓第二定律 2研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理(涉及時間的問題)或動能定理(涉及位移的問題)去解決問題,3若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用兩個守恒定律去解決問題，但須注意研究的問題是否滿足守恒的條件 4在涉及相對位移問題時優(yōu)先考慮能量守恒定律，即用系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量，,也即轉變?yōu)?/p>

3、系統(tǒng)內能的量 5在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理過程時，必須注意到一般這些過程中均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉化這種問題由于作用時間都極短，故動量守恒定律一般能派上大用場,一、力的觀點解決動力學問題 1觀點內涵 牛頓運動定律結合運動學公式來分析力學問題，稱之為力與運動的觀點簡稱力的觀點，它是解決動力學問題的基本方法,2適用情況 主要用于分析力與加速度的瞬時對應關系，分析物體的運動情況，主要研究勻變速直線運動、勻變速曲線運動以及圓周運動中力和加速度的關系 3使用方法 確定研究對象，做好受力分析和運動過,程分析，以加速度為橋梁建立力和運動量間的關系要求必須考慮運動過程的細節(jié)，即力和加

4、速度的瞬時對應關系 4因果關系 力是產(chǎn)生加速度的原因，即力是速度改變的原因，或力是運動狀態(tài)改變的,原因，這是一種瞬時對應關系，也是一種矢量關系，其規(guī)律是牛頓第二定律，F(xiàn)ma.,特別提醒：(1)此類問題除了涉及受力和運動過程之外，也可能涉及動量及能量問題. (2)應用牛頓運動定律及運動學公式 時，應考慮過程細節(jié)；應用動量守 恒、能量守恒時,只涉及初、末狀態(tài).,二、動量觀點解決動力學問題 1觀點內涵 利用動量定理、動量守恒定律來分析解決動力學問題,稱之為動量的觀點,它是從動量角度來分析問題的,2適用情況 常用于單個物體或物體系的受力與時間問題，題目中沒有涉及加速度和位移，特別用于打擊、碰撞、爆炸、

5、反沖等一類問題時，該類問題作用時間短、作用力變化快，故常用動量定理或動量守恒定律求解，該方法不用考慮過程的細節(jié),3使用方法 (1)對動量定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，選取正方向，明確合外力的沖量及初末動量的大小和方向(正、負)，最后列動量定理方程求解,(2)對動量守恒定律：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，判斷是否符合動量守恒的三種情況，選取正方向，明確初末狀態(tài)動量的大小和方向(正、負)，最后列動量守恒定律方程求解,4因果關系 力對時間的累積效應(即沖量)是物體動量改變的原因.這是一種過程關系,也是一種矢量關系其規(guī)律是動量定理Ftp2p1.,特別提醒：對于單個物體，只能用動量

6、定理，而不能用動量守恒定律；對于系統(tǒng)發(fā)生相互作用時，可先考慮是否動量守恒.,三、能量觀點解決動力學問題 1觀點內涵 利用動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律來分析動力學問題，稱之為能量的觀點，它是從能量角度來分析問題的,2適用情況 常用于單個物體或物體系的受力和位移問題，題目中沒有涉及加速度和時間，無論恒力做功，還是變力做功，不管直線、曲線，動能定理均適用當只有動能、勢能相互轉化時，用機械能守恒定律；當有除機械能以外的,其他能量存在時，用能量的轉化和守恒定律該觀點也不用考慮細節(jié) 3使用方法 (1)對動能定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，判斷哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪

7、些力做負功確定總功及初末狀態(tài),物體的動能,最后列動能定理方程求解 (2)對機械能守恒定律:確定研究對象,做好受力分析和過程分析，判斷是否符合機械能守恒的適用情況和使用條件選取初末狀態(tài)并確定初末狀態(tài)機械能，最后列機械能守恒定律方程求解,(3)對能量的轉化和守恒定律：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，明確有哪些力做功，做功的結果導致了什么能向什么能轉化，然后建立 E增E減的關系并求解討論,4因果關系 力對空間的累積效應(即功)是物體動能改變的原因，這是一種過程關系，也是一種標量關系其規(guī)律是動能定理W合Ek2Ek1.,特別提醒：利用以上三大觀點分析題目，各有所長，選擇合適的規(guī)律是重中之重.一般情

8、況下若是多個物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮兩個守恒定律，并且經(jīng)常交叉使用；若是單個物體，宜選用動量定理或動能定理;涉及時間,選用動量定理；涉及位移，選用動能定理；涉及加速度,選用牛頓第二定律.,地面上固定著一個傾角為37的足夠長的斜面，有一個物體從斜面底端以一定的初速度沿斜面向上運動，當物體返回底端時，其速率變?yōu)槌跛?度的一半，求物體與斜面之間的動摩擦因數(shù) 【思路點撥】物體在上滑過程和下滑過程均做勻變速直線運動，因此解答時可利用運動學公式、動量定理、動能定理三種不同的方式列式解答,【解析】法一：應用牛頓第二定律和運動學公式 選物體為研究對象，設物體的初速度為v0,沿斜面上升時的加速度為a上，沿斜面上

9、升的最大位移為s，根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運動的公式，有,【答案】0.45 【規(guī)律總結】同一個力學問題，有時可以有多種解法，如在本題中，利用三大觀點中的任何一個都可以解答本題遇到這種情況時，我們應根據(jù)題目情景和要求選用合適的方法多數(shù)情況下，從能量和動量的角度解題相對簡單一些,(滿分樣板20分)(2011高考大綱全國卷)裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊通過對以下簡化模型的計算可以粗略說明其原因,質量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上質量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質量均為m的相同兩塊，間隔一段距離平

10、行放置，如圖631所示若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板，,穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度設子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會發(fā)生碰撞不計重力影響,圖631,變式訓練1 (2012廈門模擬)如圖632所示，甲、乙兩冰球運動員為爭搶冰球而合理沖撞，已知甲運動員的質量為 60 kg，乙運動員的質量為70 kg，接觸前兩運動員速度大小均為 5 m/s，沖撞結果為甲被撞回，速度大小為2 m/s,如果接觸時間為0.2 s,問：,(1)沖撞時兩運動員的相互作用力多 大？ (2)撞后乙的速度大小是多少？方向又如何？,圖632,解析：(1)取甲碰前的速度方向為正方向，對甲運用動

11、量定理，有： Ftm甲v甲m甲v甲 代入數(shù)據(jù)得F2100 N. (2)取甲碰前的速度方向為正方向，對系統(tǒng)運用動量守恒定律，有：,m甲v甲m乙v乙m甲v甲 m乙v乙 代入數(shù)據(jù)得v乙1 m/s 方向與甲碰前速度方向相同 答案：(1)2100 N(2)1 m/s與甲碰前同向,(2012江南十校模擬)如圖633所示，水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓形軌道BC相切于B點質量為2m和m的a、b兩個小滑塊(可視為質點)原來靜止于水平軌道上，其中小滑塊a與一輕彈簧相連某一瞬間給小滑塊a,一沖量使其獲得v03 的初速度向右沖向小滑塊b，與b碰撞后彈簧不與b相粘連，且小滑塊b在到達B點之前已經(jīng)和彈簧分離，不計一切

12、摩擦，求：,圖633,(1)a和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能； (2)小滑塊b經(jīng)過圓形軌道的B點時對軌道的壓力； (3)小滑塊b最終落到軌道上何處,【名師點評】(1)利用能量觀點解決過程復雜的問題時,要做好過程分析，正確、合理地把全過程分成若干階段,同時要注意分析各階段之間的聯(lián)系,(2)對于彈簧與物體組成的系統(tǒng)，在發(fā)生瞬間碰撞時，滿足動量守恒但往往有能量損失，但在達到共同速度一起運動時若不考慮其他外力則機械能守恒 (3)應用動能定理、動量守恒及能量守恒時往往只涉及初、末狀態(tài)，不涉及具體過程細節(jié),變式訓練2如圖634所示，小球A系在細線的一端，線的另一端固定在O點，O點到水平面的距離為h.物塊B的