處理動(dòng)力學(xué)問題的三大觀點(diǎn)

處理動(dòng)力學(xué)問題的三大觀點(diǎn)專題強(qiáng)化訓(xùn)練13學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握解決動(dòng)力學(xué)問題的三個(gè)根本觀點(diǎn)：力的觀點(diǎn)、動(dòng)量的觀點(diǎn)、能量的觀點(diǎn)2.能夠熟練、準(zhǔn)確合理的選用規(guī)律解決問題3.正確把握物理問題的情境，提高綜合分析問題的能力根底知識(shí)梳理：1.力學(xué)的知識(shí)體系：2.研究動(dòng)力學(xué)問題三大觀點(diǎn)比擬三大觀點(diǎn)力的觀點(diǎn)能量的觀點(diǎn)動(dòng)量的觀點(diǎn)規(guī)律力的瞬時(shí)效應(yīng)力的空間積累力的時(shí)間積累牛頓第二定律功能關(guān)系機(jī)械能守恒、能量守恒動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律內(nèi)容規(guī)律表達(dá)式研究對(duì)象單個(gè)物體任一時(shí)刻單個(gè)物體一段位移質(zhì)點(diǎn)系一個(gè)過程單體一段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)系一個(gè)過程受力分析特點(diǎn)分析每個(gè)外力的大小、方向后求出合力分析一段位移上每個(gè)力做功情況后確定〔〕做的總功分析系統(tǒng)外力是否做功，是否只有重力或彈力做功分析一段時(shí)間外力后求外力的合沖量分析系統(tǒng)所受外力，比便確定系統(tǒng)所受合外力是否為零3.力學(xué)規(guī)律的選用原那么〔1〕如果要列出各物理量在某一時(shí)刻的關(guān)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，一般用動(dòng)量定理(涉及時(shí)間的問題)或動(dòng)能定理(涉及位移的問題)去解決問題．〔3〕假設(shè)研究的對(duì)象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用兩個(gè)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(duì)位移問題時(shí)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(jī)械能的減少量，也即轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量．〔5〕在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理過程時(shí)，必須注意到一般這些過程中均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化．這種問題由于作用時(shí)間都極短，故動(dòng)量守恒定律一般能派上大用場(chǎng)．預(yù)習(xí)檢測(cè)：1、假設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的合外力不為零，那么〔〕A．物體的動(dòng)能不可能總是不變的B．物體的動(dòng)量不可能總是不變的C．物體的加速度一定變化D．物體的速度的方向一定變化2．以下說法中正確的有()A．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)過程中如果其動(dòng)量守恒，其動(dòng)能也一定守恒B．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)過程中如果其動(dòng)量守恒，其機(jī)械能也一定守恒C．幾個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)在一個(gè)過程中如果動(dòng)量守恒，其機(jī)械能也一定守恒D．幾個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)在一個(gè)過程中如果機(jī)械能守恒，其動(dòng)量也一定守恒3.假設(shè)合力對(duì)某一物體做的功不為零，那么以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．該物體的動(dòng)能必定變化B．該物體的機(jī)械能必定變化C．該物體的動(dòng)量必定變化D．合力對(duì)該物體的沖量必定不為零4.如下圖的裝置中，木塊B在水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，那么此系統(tǒng)從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中：()Bv0Bv0mB、動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒C、動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D、動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒5.如下圖，水平輕彈簧與物體A和B相連，放在光滑水平面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體A的質(zhì)量為m，物體B的質(zhì)量為M，且M>m.現(xiàn)用大小相等的水平恒力F1、F2拉A和B，從它們開始運(yùn)動(dòng)到彈簧第一次到達(dá)最長(zhǎng)的過程中()A．因M>m，所以B的動(dòng)量大于A的動(dòng)量B．A的動(dòng)能最大時(shí)，B的動(dòng)能也最大C．F1和F2做的總功為零D．彈簧第一次最長(zhǎng)時(shí)A和B總動(dòng)能最大6.如下圖，一根足夠長(zhǎng)的水平滑桿SS′上套有一質(zhì)量為m的光滑金屬圓環(huán)，在滑桿的正下方與其平行放置一足夠長(zhǎng)的光滑水平的絕緣軌道PP′，PP′穿過金屬環(huán)的圓心．現(xiàn)使質(zhì)量為M的條形磁鐵以水平速度v0沿絕緣軌道向右運(yùn)動(dòng)，那么()A．磁鐵穿過金屬環(huán)后，兩者將先、后停下來B．磁鐵將不會(huì)穿越滑環(huán)運(yùn)動(dòng)C．磁鐵與圓環(huán)的最終速度eq\f(Mv0,M＋m)D．整個(gè)過程最多能產(chǎn)生熱量eq\f(Mm,2(M＋m))veq\o\al(2,0)一、考查多運(yùn)動(dòng)組合的多過程問題——力學(xué)內(nèi)綜合一7.某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽.比賽路徑如圖2所示,賽車從起點(diǎn)A出發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L后,由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道,離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),并能越過壕溝.賽車質(zhì)量m=0.1kg,通電后以額定功率P=1.5W工作,進(jìn)入豎直軌道前受到的阻力恒為0.3N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m.問：要使賽車完成比賽,電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？(取g=10m/s2)8.如圖6所示,一輛平板汽車上放一質(zhì)量為m=50kg的木箱,木箱與汽車車廂底板左端距離為L(zhǎng)=3m,汽車車廂底板距地面高為H=0.8m,木箱用一根能承受最大拉力為Fm=200N的水平細(xì)繩拴在車廂上,木箱與車廂底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2(最大靜摩擦力可按滑動(dòng)摩擦力計(jì)算,取g=10m/s2).(1)假設(shè)汽車從靜止開始啟動(dòng),為了保證細(xì)繩不被拉斷,求汽車的最大加速度am.(2)假設(shè)汽車在勻速運(yùn)動(dòng)中的某時(shí)刻開始突然以a1=8m/s2的加速度勻加速行駛,求從開始加速后,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間木箱落到地面上.二、考查動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)的結(jié)合——力學(xué)內(nèi)綜合二9.冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育工程,比賽場(chǎng)地示意圖如圖3所示.比賽時(shí),運(yùn)發(fā)動(dòng)從起滑架處推著冰壺出發(fā),在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出,使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn),運(yùn)發(fā)動(dòng)可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面,使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小.設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.008,用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減少至μ2=0.004.在某次比賽中,運(yùn)發(fā)動(dòng)使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2m/s的速度沿虛線滑出.為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn),運(yùn)發(fā)動(dòng)用毛刷擦冰面的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？(g取10m/s2)10.如下圖,將傾角θ=30°、外表粗糙的斜面固定在地面上,用一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩個(gè)光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體(均可視為質(zhì)點(diǎn)),把甲物體放在斜面上且細(xì)繩與斜面平行,把乙物體懸在空中,并使細(xì)繩拉直且偏離豎直方向α=60°開始時(shí)甲、乙均靜止.現(xiàn)同時(shí)釋放甲乙兩物體,乙物體將在豎直平面內(nèi)往反運(yùn)動(dòng),測(cè)得繩長(zhǎng)OA為l=0.5m,當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí),甲物體在斜面上均恰好未滑動(dòng),乙物體的質(zhì)量為m=1kg,忽略空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:(1)乙物體在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小以及所受的拉力大小(結(jié)果可用根式表示).(2)甲物體的質(zhì)量以及斜面對(duì)甲物體的最大靜摩擦力的大小.(3)斜面與甲物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)三、考查動(dòng)量和能量觀點(diǎn)——力學(xué)內(nèi)綜合三11.一輕質(zhì)彈簧，上端懸掛于天花板上，下端系一質(zhì)量為M的平板，處在平衡狀態(tài)．一質(zhì)量為m的均勻環(huán)套在彈簧外，與平板的距離為h，如圖26所示．讓環(huán)自由下落，撞擊平板．碰后環(huán)與板以相同的速度向下運(yùn)動(dòng)，使彈簧伸長(zhǎng)()A．假設(shè)碰撞時(shí)間極短，那么碰撞過程中環(huán)與板的總動(dòng)量守恒B．假設(shè)碰撞時(shí)間極短，那么碰撞過程中環(huán)與板的總機(jī)械能守恒C.環(huán)撞擊板后，板的新平衡位置與h的大小無關(guān)D．在碰后板和環(huán)一起下落的過程中，它們減少的動(dòng)能等于克服彈簧彈力所做的功12.如下圖,水平地面上靜止放置著物塊B和C,相距l(xiāng)=1.0m.物塊A以速度v0=10m/s沿水平方向與B正碰.碰撞后A和B牢固地粘在一起向右運(yùn)動(dòng),并再與C發(fā)生正碰,碰后瞬間C的速度v=2.0m/s.A和B的質(zhì)量均為m,C的質(zhì)量為A質(zhì)量的k倍,物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45(設(shè)碰撞時(shí)間很短,g取10m/s2)(1)計(jì)算與C碰撞前瞬間AB的速度.(2)根據(jù)AB與C的碰撞過程分析k的取值范圍,并討論與C碰撞后AB的可能運(yùn)動(dòng)方向.13.如下圖，光滑水平面MN上放兩相同小物塊A、B，左端擋板處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶水平局部長(zhǎng)度L＝8m，沿逆時(shí)針方向以恒定速度v＝6m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．物塊A、B(大小不計(jì))與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.物塊A、B質(zhì)量mA＝mB＝1kg.開始時(shí)A、B靜止，A、B間壓縮一輕質(zhì)彈簧，貯有彈性勢(shì)能Ep＝16J．現(xiàn)解除鎖定，彈開A、B.求：(1)物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離；(2)物塊B滑回水平面MN的速度vB′；(3)假設(shè)物塊B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互換速度，那么彈射裝置P必須給A做多少功才能讓AB碰后B能從Q端滑出？課后練習(xí)：1.圖為某工廠生產(chǎn)流水線上水平傳輸裝置的俯視圖,它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤組成.物品從A處無初速放到傳送帶上,運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤,設(shè)物品進(jìn)入轉(zhuǎn)盤時(shí)速度大小不發(fā)生變化,此后隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)(無相對(duì)滑動(dòng))到C處被取走裝箱.A、B兩處的距離L=10m,傳送帶的傳輸速度v=2.0m/s,物品在轉(zhuǎn)盤上與軸O的距離R=4.0m,物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25.取g=10m/s2.(1)求物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間t.(2)假設(shè)物品在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為滑動(dòng)摩擦力,求物品與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2.2.傳送帶裝置如下圖,其中AB段是水平的,長(zhǎng)度LA