3.動力學中兩類基本問題:
①已知受力情況求運動情況?
②已知物體的運動情況求受力情況?
2.求瞬時加速度:
應注意兩種不同的物理模型.
①剛性繩(不可伸長)或接觸面:這是一種不發生明顯形變就能產生彈力的物體,若剪斷或脫離后,其中彈力立即消失或仍接觸但可以突變,不需要恢復、改變形變的時間.
②彈簧或橡皮繩:這些物體的形變量大,形變改變、恢復需要較長時間,故在瞬時問題中,其彈力的大小往往可以看成是不變的.
1.牛頓第二定律的理解:
①瞬時性:牛頓第二定律反映了力的瞬時作用效果的規律,力是產生加速度的原因,故加速度與力同時存在、同時變化、同時消失.
②矢量性:牛頓第二定律是一個矢量方程,加速度與合外力方向相同,故合外力方向就是加速度方向;反過來也有,加速度方向就是合外力方向.
③獨立性:也叫做力的獨立作用原理,當物體受幾個力的作用時,每一個力分別產生的加速度只與此力有關,與其它力無關,這些加速度的矢量和即物體運動的加速度.
6.(★★★★★)如圖9-13所示,A 、B 、C三物塊質量均為m ,置于光滑水平臺面上。B 、C間夾有原已完全壓緊不能再壓縮的彈簧,兩物塊用細繩相連,使彈簧不能伸展。物塊A以初速度v0沿B 、C連線方向向B運動,相碰后,A與B 、C粘合在一起,然后連接B 、C的細繩因受擾動而突然斷開,彈簧伸展,從而使C與A 、B分離,脫離彈簧后C的速度為v0 。
(1)求彈簧所釋放的勢能ΔE 。
(2)若更換B 、C間的彈簧,當物塊A以初速v向B運動,物塊C在脫離彈簧后的速度為2v0 ,則彈簧所釋放的勢能ΔE′是多少?
(3)若情況(2)中的彈簧與情況(1)中的彈簧相同,為使物塊C在脫離彈簧后的速度仍為2v0 ,A的初速度v應為多大?
5.(★★★★)(2001年上海)如圖9-12(A)所示,一質量為m的物體系于長度分別為l1 、l2的兩根細線上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態,F將l2線剪斷,求剪斷瞬時物體的加速度。
(1)下面是某同學對該題的一種解法:
解:設l1線上拉力為T1,l2線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平衡:
T1cosθ = mg ,T1sinθ = T2 ,T2 = mgtanθ
剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即在T2反方向獲得加速度。因為mgtanθ = ma ,所以:
加速度a = gtanθ ,方向在T2反方向。
你認為這個結果正確嗎?請對該解法作出評價并說明理由。
(2)若將圖A中的細線l1改為長度相同、質量不計的輕彈簧,如圖9-12(B)所示,其他條件不變,求解的步驟與(1)完全相同,即a = gtanθ ,你認為這個結果正確嗎?請說明理由。
4.(★★★★)如圖9-11所示,輕質彈簧原長L ,豎直固定在地面上,質量為m的小球從距地面H高處由靜止開始下落,正好落在彈簧上,使彈簧的最大壓縮量為x ,在下落過程中,空氣阻力恒為f ,則彈簧在最短時具有的彈性勢能為Ep=________。
3.(★★★)如圖9-10所示的裝置中,木塊B與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,將彈簧壓縮到最短,F將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象(系統),則此系統在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中:
A、動量守恒,機械能守恒
B、動量不守恒,機械能不守恒
C、動量守恒,機械能不守恒
D、動量不守恒,機械能守恒
2.(★★★★)(2000年春)一輕質彈簧,上端懸掛于天花板,下端系一質量為M的平板,處在平衡狀態。一質量為m的均勻環套在彈簧外,與平板的距離為h ,如圖9-9所示。讓環自由下落,撞擊平板。已知碰后環與板以相同的速度向下運動,使彈簧伸長。
A、若碰撞時間極短,則碰撞過程中環與板的總動量守恒
B、若碰撞時間極短,則碰撞過程中環與板的總機械能守恒
C、環撞擊板后,板的新的平衡位置與h的大小無關
D、在碰后板和環一起下落的過程中,它們減少的動能等于克服彈簧力所做的功
1.(★★★)如圖9-8所示,小球在豎直力F作用下將豎直彈簧壓縮,若將力F撤去,小球將向上彈起并離開彈簧,直到速度變為零為止,在小球上升的過程中:
A、小球的動能先增大后減小
B、小球在離開彈簧時動能最大
C、小球的動能最大時彈性勢能為零
D、小球的動能減為零時,重力勢能最大
圖9-8 圖9-9
3.在求彈簧的彈力做功時,因該變力為線性變化,可以先求平均力,再用功的定義進行計算,也可據動能定理和功能關系:能量轉化和守恒定律求解。同時要注意彈力做功的特點:Wk=-(k
-
k
),彈力的功等于彈性勢能增量的負值。彈性勢能的公式Ep=
kx2 ,高考不作定量要求,可作定性討論。因此,在求彈力的功或彈性勢能的改變時,一般以能量的轉化與守恒的角度來求解。
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