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1、专题八力学综合问题专题八力学综合问题主干知识整合主干知识整合一、求解力学一、求解力学问题的途径的途径1运运动与与力力的的方方法法：牛牛顿运运动定定律律与与直直线运运动、曲曲线运运动规律律结合合，适适用用于于匀匀变速速直直线运运动、圆周周运运动、抛抛体体运运动(类抛体运抛体运动)2能能量量方方法法：根根据据动能能定定理理、机机械械能能守守恒恒定定律律、能能量量守守恒定律和功能关系求解，适用于各种形式的运恒定律和功能关系求解，适用于各种形式的运动3动量方法：适合量方法：适合满足足动量守恒定律条件的各种运量守恒定律条件的各种运动二、研究二、研究对象的象的选取取首首先先看看研研究究对象象是是单个个物物
2、体体，还是是多多个个物物体体组成成的的系系统有有时还要要把把其其中中一一个个或或几几个个物物体体从从系系统中中分分离离出出来来，作作为研研究究对象象这是是因因为某某一一规律律对整整个个系系统不不成成立立，但但对其其中中一一个个或或几个物体却成立几个物体却成立二二是是分分析析物物理理过程程一一方方面面能能把把复复杂的的物物理理过程程分分解解为几几个个简单的的物物理理过程程，化化难为易易；另另一一方方面面又又可可挖挖掘掘隐含含条条件件，找出找出联系不同系不同阶段的段的“桥梁梁”三三是是分分析析研研究究对象象的的受受力力与与运运动情情况况针对不不同同的的对象象，分分析析它它们在在各各个个过程程的的受
3、受力力情情况况与与运运动情情况况，同同时分分清清内内力力和和外力，注意各力的特点，以便合理外力，注意各力的特点，以便合理选取物理取物理规律律三、解三、解题方法的方法的选择解解决决力力学学问题可可用用运运动与与力力的的方方法法，也也可可用用动能能定定理理、机机械械能能守守恒恒定定律律、能能量量守守恒恒定定律律和和功功能能关关系系当当题目目不不涉涉及及运运动过程程的的细节及及加加速速度度等等问题或或过程程中中受受变力力作作用用及及物物体体做做曲曲线运运动时，应首首先先考考虑用用能能量量观点点解解题；当当题目目涉涉及及加加速速度度或或力力的瞬的瞬时作用作用时，一般要用运，一般要用运动与力的与力的观点
4、解点解题：(1)当当物物体体受受到到恒恒力力作作用用发生生运运动状状态的的改改变而而且且又又涉涉及及时间时，一般，一般选用于用于动力学方法解力学方法解题；(2)当当涉涉及及功功、能能和和位位移移时，一一般般选用用动能能定定理理、机机械械能能守守恒恒定定律律、功功能能关关系系或或能能量量守守恒恒定定律律解解题，题目目中中出出现相相对路路程程时，应优先考先考虑能量守恒定律；能量守恒定律；(3)当当涉涉及及细节并并要要求求分分析析力力时，一一般般选用用牛牛顿运运动定定律律，对某一某一时刻的刻的问题只能只能应用牛用牛顿第二定律求解；第二定律求解；(4)复复杂问题的的分分析析一一般般需需要要结合合运运动
5、与与力力的的观点点、能能量量的的观点、点、动量的量的观点点综合解合解题四、解决力学四、解决力学问题常涉及的思想方法常涉及的思想方法1守守恒恒的的思思想想：寻求求过程程中中守守恒恒量量以以及及应用用守守恒恒规律律解解决决问题是是一一重重要要的的物物理理思思想想，如如机机械械能能守守恒恒定定律律、能能的的转化化与与守守恒恒定定律律、电荷荷守守恒恒定定律律等等在在解解决决问题时如如果果存存在在守守恒恒量量，应优先先应用守恒用守恒规律，律，这样可以可以简化解化解题过程程2能能量量的的思思想想：物物理理过程程由由物物体体不不同同的的运运动形形式式组成成，其其中中伴伴随随着着能能量量的的传递与与转化化，若
6、若物物理理过程程中中出出现多多种种形形式式能能量量间的的转化化时，应用用能能的的转化化与与守守恒恒定定律律解解题方方便便、快快捷捷，尤尤其是其是对涉及未知涉及未知领域的探究域的探究问题更具更具优越性越性3整整体体与与隔隔离离的的思思想想：一一个个复复杂的的物物理理问题中中通通常常出出现多多个个物物体体，选整整体体还是是选择其其中中某某一一个个物物体体为研研究究对象象，涉涉及及研研究究对象象的的整整体体与与隔隔离离的的思思想想；一一个个复复杂的的物物理理过程程通通常常是是由由多多个个过程程组合合而而成成的的，解解题时是是对全全过程程还是是对其其中中的的某某一一过程程列列式式，涉涉及及过程程的的整
7、整体体与与隔隔离离的的思思想想通通常常的的做做法法是是能能整整体体考考虑的的优先先选整体，然后再隔离整体，然后再隔离4等等效效思思想想：等等效效法法是是物物理理学学研研究究问题的的重重要要方方法法，它它是是根根据据物物理理量量、物物理理现象象或或物物理理过程程的的等等效效性性，把把复复杂问题变换为简单问题的的方方法法，利利用用等等效效法法可可以以使使问题化化难为易易、化化繁繁为简、化化变为不不变如如变力力的的功功率率恒恒定定时用用“Pt”等等效效代代换变力力的功等的功等要点热点探究要点热点探究探究点一摩擦生热问题探究点一摩擦生热问题1摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点(1)单个个摩摩擦擦力力(包
8、包括括静静摩摩擦擦力力和和滑滑动摩摩擦擦力力)可可以以做做正正功功，也也可可以以做做负功功，还可可以以不不做做功功；静静摩摩擦擦力力做做功功的的过程程，只只有有机机械械能能的的相相互互转移移(静静摩摩擦擦力力起起着着传递机机械械能能的的作作用用)，而而没没有有内内能能产生生(2)相相互互作作用用的的一一对静静摩摩擦擦力力做做功功的的代代数数和和为零零，在在静静摩摩擦擦力力做做功功的的过程程中中，只只有有机机械械能能的的转移移(静静摩摩擦擦力力起起着着传递机机械械能能的作用的作用)，没有机械能，没有机械能转化化为其他形式的能，即不其他形式的能，即不产生内能；生内能；(3)相相互互作作用用的的一一
9、对滑滑动摩摩擦擦力力做做功功的的代代数数和和Wffs(s为两两个个物物体体之之间的的相相对路路程程)，在在一一对滑滑动摩摩擦擦力力做做功功的的过程程中中，不不仅有有相相互互摩摩擦擦物物体体间机机械械能能的的转移移，还有有机机械械能能转化化为内内能能，转化化为内能的量等于系内能的量等于系统机械能的减少量机械能的减少量(4)大大小小不不变而而方方向向改改变的的滑滑动摩摩擦擦力力做做功功问题可可转换为恒恒力力做做功功求求解解，如如物物体体在在大大小小为f不不变的的滑滑动摩摩擦擦力力作作用用下下做做曲曲线运运动，摩擦力，摩擦力对其做的功其做的功为Wffs，s为相相对位移位移2摩摩擦擦生生热：摩摩擦擦生
10、生热指指物物体体之之间相相对滑滑动时，物物体体消消耗耗机机械械能能产生生内内能能的的现象象，其其大大小小等等于于滑滑动摩摩擦擦力力与与相相对路路程程的乘的乘积，即，即Qfs.静摩擦力作用静摩擦力作用过程不会程不会产生内能生内能【点点评评】 本本题题是是涉涉及及的的是是单单一一物物体体的的多多过过程程运运动动问问题题，运运动动中中摩摩擦擦力力方方向向改改变变而而大大小小不不变变，摩摩擦擦力力做做功功由由下下式式决决定定：Wffs，f代表摩擦力大小，而代表摩擦力大小，而s代表总路程代表总路程如如图282所所示示，木木块A放放在在木木板板B的的上上表表面面左左端端，现用用水水平平恒恒力力F将将A拉拉
11、至至B的的右右端端，已已知知A、B间的的摩摩擦擦力力大大小小为f，第第一一次次将将木木板板B固固定定在在地地面面上上，f对A做做功功的的数数值为W1，在在此此过程程中中产生生的的热量量为Q1；第第二二次次木木板板B可可以以在在光光滑滑水水平平地地面面上上自自由由滑滑动，这一一次次f对A做做功功的的数数值为W2，此此过程程中中产生的生的热量量为Q2，则()AW1W2，Q1Q2BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2DW1W2，Q1Q2探究点二传送带问题探究点二传送带问题探究点三运动与动量、能量综合问题探究点三运动与动量、能量综合问题2011天天津津卷卷 如如图287所所示示，圆管管构构成成的的半
12、半圆形形竖直直轨道道固固定定在在水水平平地地面面上上，轨道道半半径径为R，MN为直直径径且且与与水水平平面面垂垂直直，直直径径略略小小于于圆管管内内径径的的小小球球A以以某某一一初初速速度度冲冲进轨道道，到到达达半半圆轨道道最最高高点点M时与与静静止止于于该处的的质量量与与A相相同同的的小小球球B发生生碰碰撞撞，碰碰后后两两球球粘粘在在一一起起飞出出轨道道，落落地地点点距距N为2R.重重力力加加速速度度为g，忽忽略略圆管管内内径径，空空气气阻阻力力及及各各处摩摩擦均不擦均不计，求：，求：(1)粘合后的两球从粘合后的两球从飞出出轨道到落地的道到落地的时间t；(2)小球小球A冲冲进轨道道时速度速度
13、v的大小的大小【备备选选理理由由】 本本题题主主要要考考查查直直线线运运动动规规律律、牛牛顿顿运运动动定定律律和和动动能能定定理理能能等等重重要要考考点点，虽虽然然综综合合性性强强，但但难难度度不不是是太太大大通通过过本题巩固力学问题的一般解题方法，培养学生的综合分析能力本题巩固力学问题的一般解题方法，培养学生的综合分析能力一一列列质量量为3105 kg的的列列车，在在额定定功功率率下下沿沿平平直直的的轨道道由由静静止止开开始始出出发，在在运运动的的过程程中中受受到到的的阻阻力力大大小小恒恒定定，经过300 s后后速速度度达达到到最最大大行行驶速速度度108 km/h.列列车以以最最大大速速度
14、度匀匀速速行行驶一一段段时间后后，司司机机发现前前方方4.5 km处的的轨道道旁旁的的山山体体塌塌方方，便便立立即即紧急急刹刹车，这时所所附附加加的的制制动力力为1104 N结果果列列车正正好好到到达达轨道道毁毁坏坏处停下求：停下求：(1)刹刹车时列列车的加速度的大小；的加速度的大小；(2)列列车在正常行在正常行驶过程中所受到的阻力的大小；程中所受到的阻力的大小；(3)列列车的的额定功率；定功率；(4)列列车从启从启动到速度最大到速度最大时行行驶的距离的距离【 答答 案案 】 (1)0.1 m/s2 (2)2104 N (3)6105W(4)2.25103 m同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
