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1、第五课时 单元知识整合解答:匀速直线运动或静止状态;F合=ma; F=-F;等大、反向、作用在相互作用的两物体上。方法盘点1、理想化实验:就是人们根据研究问题的需要,抓住主要因素。忽略次要因素,对物理过程进行科学抽象,从而进行逻辑推理的思维过程,这种过程的抽象是建立在可靠的事实基础上的。2、对比法:在研究作用力和反作用力与平衡力的区别时,就利用了对比法作了全面的对照,从而加深了理解和认识。3、控制变量法:当研究一个物理量与其他多个物理量之间的关系时,可先设定其他物理量中只有一个变化,再来研究其他物理量与该设定的变量之间的关系,同理依次研究与其他变量的关系。如探究物体的加速度与合外力和质量的关系
2、时,我们就用了控制变量法。4、图象法:在研究两个物理量之间的关系时,可利用图象法将其关系直观地显示出来,以便更准确地研究它们之间相互依赖相互制约的关系,如探究加速度a与合外力F的关系,可作a-F图象。5、假设法:当物体的运动状态或受力情况不明确时,可以根据物理题意义作出某一假设,从而根据物理规律进行推断、验证或讨论。如可设定加速度的方向,建立牛顿第二定律的方程,求出a,从而判断物体的运动情况。6、极限分析法:用“放大”或“缩小”的思想把物理过程所蕴含的临界状态“暴露”出来的方法。7、程序法:依顺序对研究对象或其物理过程进行分析研究的方法,要注意确定对象与对象之间、过程与过程之间的物理关系(F、
3、a、v、s、t等关系)。8、“超重”、“失重”分析法:当物体具有向上或向下的加速度a时,物体就“超重ma”或“失重ma”,这样就能够迅速快捷地判断物体对支持物的压力或对悬绳的拉力。9、整体法与隔离法:在确定研究对象或物理过程时,经常使用的方法,整体法与隔离法是相对的。10、解决力学问题的基本思路:研究谁-受什么力-做什么运动-遵循什么规律-能建立哪些物理关系。重点突破类型一临界极值问题两物A、B分离的临界条件:从力的观点看, NAB=0;从运动学观点看,分离瞬间A、B的速度和加速度仍相等。【例1】如图示,在倾角30的光滑斜面上,并排放着质量分别是mA=10kg和mB=2kg的A、B两物块,一个
4、劲度系数k=400N/m的轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态,现对A施加一沿斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上作匀加速运动,已知力 F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,g取10m/s2 , 求F的最大值和最小值。 30ABF导示:根据题意分析可知,在前0.2s内物体A、B一起作匀加速直线运动,0.2s后A、B将分离。在t=0时,弹簧被压缩x1=(mA+mB)g/k;在t=0.2s时,设弹簧被压缩x2,则k x2-mBgsin30=mBax1- x2=at2/2;得a=11m/s2所以, Fmin = (mA + mB) a =132N Fmax = mAg
5、 sin + mAa = 160N类型二相对运动问题【例2】(通州市08届高三第一次调研卷)在一水平面上静止放着一长L10cm、质量M50g的金属板,在板上有一质量为m50g的小铝块,铝块与板间的动摩擦因数10.03,金属板与水平面间的动摩擦因数20.01现让铝块在金属板上由A端以初速度v0=0.4m/s(相对于水平面)开始运动,求铝块从开始运动到脱离金属板所经历的时间t(取g=10m/s2) LmMv0A导示:当铝块未脱离金属板前,铝块与金属板间始终有相互作用的摩擦力存在铝块做匀减速运动,加速度为a1=g 铝块通过的路程分别为:s1=v0t-a1t2/2金属板做匀加速运动,加速度为a2 ,
6、金属板通过的路程分别为:铝块脱离金属板时必有联立求解可得 ;(舍去)类型三与运动和力相关的图象问题【例3】 (南通市08届高三一轮模拟卷)如图甲示,质量分别为m1=1kg 和m2=2kg 的A、B两物块并排放在光滑水平面上,若对A、B分别施加大小随时间变化的水平力F1和F2 ,若 F1=(9-2t)N,F2=(3+2t)N,则 (1)经多少时间t0两物块开始分离?(2)在同一坐标乙中画出两物块的加速度a1和a2随时间变化的图象F1F2BA甲t/sa/ms-22 4086 3 2 1 5 6 4 10乙(3)速度的定义为v=S/t,“v-t”图线下的“面积”在数值上等于位移S;加速度的定义为a=
7、v/t ,则“a-t”图线下的“面积”在数值上应等于什么?(4)试计算A、B两物块分离后2s的速度各多大?导示: (1)对整体: F1 + F2 =(m1+m2) a;所以, a=12/3=4m/s2设两物块间的作用力为T,对A:F1 -T= m1 a所以,T= F1 - m1 a = 5 2 t 当T=0时,两物块分离, t0= 2.5 s,(分离前两物块的加速度相同为4m/s2 )(2)分离后,对A: a1= F1/m1=(9-2t) m/s2 t2.5s,对B :a2= F2/m2=(1.5+t) m/s2 画出两物块的a-t 图线,如图丙所示t/sa/ms-22 4086 3 2 1
8、5 6 4 10丙AB(3)“a-t”图线下的“面积”在数值上等于速度的变化v。 (4)由(3)算出图线下的“面积”即为两物块的速度,所以,VA=(4.5+2.5)4 / 2=14m/s,VB=(4 2.5)+(4+6) 2 / 2 = 20 m/s。 类型四探究实验【例4】(07江苏卷,第13题)如图(a)所示,质量为的滑块放在气垫导轨上,为位移传感器,它能将滑块到传感器的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块的位移时间(s-t)图象和速率时间(v-t)图象。整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h。(取重力加速度g=9.8m/s2,结果可保留一位有效数字
9、)BhlCA图3(a)B()现给滑块一沿气垫导轨向上的初速度,的v-t图线如图(b)所示。从图线可得滑块下滑时的加速度a= m/s2 ,摩擦力对滑块运动的影响 。(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)()此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变 ,可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;实验时通过改变 ,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系。()将气垫导轨换成滑板,滑块换成滑块,给滑块一沿滑板向上的初速度,的s-t图线如图(c)。图线不对称是由于造成的,通过图线可求得滑板的倾角(用反三角函数表示),滑块与滑板间的动摩擦因数导示::本题以位移传感器为背景,通过位移传感器将滑块到
10、传感器的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块的位移时间(s-t)图象和速率时间(v-t)图象(1)由图(b)可知,滑块向上滑动和向下滑动时加速度大小都约为a=6m/s2,因此,摩擦力对滑块运动的影响不明显,可忽略。(2)根据控制变量法,当滑块A质量一定时,可以通过改变斜面高度h,从而改变滑块A所受的合外力F=Mgsin=Mgh/l,研究加速度与力成正比的关系;当F=Mgsin=Mgh/l一定时,可以通过改变滑块A的质量M、斜面高度h,且使Mh不变,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系。(3)由图(b)可知,斜面长l约为0.64m,滑块上升时间t1=0.4s,下滑时间t
11、2=0.6 s;得到滑块 上升时加速度a18m/s2;下滑时加速度a23.6m/s2;根据牛顿第二定律,a1=gsin+gcos,a2=gsin-gcos;代入有关数据得arcsin0.58;0.3成功体验1、如图(a)所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这一过程,并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点,则图(C)中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是( )2、我们将质点的运动与物体的转动进行对比,可以看到它们的规律有许
12、多相似之处,存在着较强的对应性。如:运动的位移与转动的角度、运动的速度与转动的角速度、运动的加速度a与转动的角加速度(其中=/t);力是产生加速度的原因,而且F合=ma,力矩是产生角加速度的原因,而且M合=I(其中的I叫转动惯量)。则下列关于角加速度的单位、转动惯量I的单位(国际单位制主单位)正确的是 ( ) A、m/s2、N B、rad/s2、NC、rad/s2、kgm2 D、m/s2、kgm23、(m1m2F湖南省07届高三百校大联考一6)如图所示,质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数都是(),用轻弹簧将两物块连接在一起当用水平力F作用在m1上时,两物块均以
13、加速度做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x若用水平力F作用在m1上时,两物块均以加速度做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x则下列关系正确的是 ()AFFBxx CFFDxx4、物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别是mA和mB,与水平面之间的动摩擦因数分别为A、B。用平行于水平面的力F分别拉物体A、B,得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示(1)利用图象求出两个物体的质量mA和mB甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12 N时,A物体的加速度aA=4 ms2,B物体的加速度aB=2 ms2,根据牛顿定律导出:m=F/a,所以mA3kg,mB=6kg乙同学的分析过程是:从图象中得
14、出直线A、B的斜率为: kAtan451,kBtan263405,而k1/m,所以mA=1 kg,mB2 kg请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果(2)根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数A和B的数值5、物块A的质量为2.0kg,放在水平面上,在水平力F作用下由静止开始做直线运动,水平力F随物块的位移S变化的规律如图所示,最后物块停在距出发点28m处(1)试分段说明物块A的运动情况及加速度情况;(2)求物块开始运动后5s末的速度答案:1、A 2、C 3、D 4、(1)甲、乙都错,甲把错F当作合力,对乙:图中ktan45。 (2)A=0.2,B=0.1 5、(1)略。 (2)5.5m/s。 - 7 -