2011高考专题讲解：面接触物体的速度问题
2011届高考物理第一轮知识考点专题复习 相互作用
• 【提示】 受静摩擦力作用的物体不一定 静止；可能静止，可能运动． • (4)大小：随外力的变化而变化，大小在 零和最大静摩擦力之间． • (5)方向：与接触面相切，且总是与物体 相对运动趋势 的 方向相反． • (6)最大静摩擦力：静摩擦力的最大值， 叫做最大静摩擦力．
• 2．滑动摩擦力 相对运动 • (1)产生：两个相互接触的物体发生 时产生的摩擦力． 相对运动 • (2)作用效果：总是起着阻碍物体间 的作用． 挤压 • 相对运动 (3)产生条件：①相互接触且 ；②有 接触面粗糙 ；③ ． 压力 • (4)大小：滑动摩擦力大小与 成正比， µFN 即：Ff＝ . 相对运动方向 • (5)方向：跟接触面相切，并跟物体 相反．
• 二、弹力方向的判断方法 • 1．根据物体产生形变的方向判断 • 物体所受弹力方向与施力物体形变的方向 相反，与自身(受力物体)形变方向相同． • 2．根据物体的运动状态判断 • 由状态分析弹力，即物体的受力必须与物 体的运动状态符合，依据物体的运动状态， 由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方 程，确定弹力方向．
• 要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的 含义：“相对”既不是对“地”，也不是 对“观察者”，“相对”的是跟它接触的 物体，即把其中一个物体作参考系，分析 另一个物体相对于参考系的运动．
题组演练
• 4．1粗糙水平面上有一斜面体A，在A的 粗糙斜面上放一小物体B，如右图所示， 已知A、B静止，则水平面对斜面体 ( )
• 3．2探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹 性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为 0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为 0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分 别为 • ( ) • A．L0＝0.02 m k＝500 N/m • B．L0＝0.10 m k＝500 N/m • C．L0＝0.02 m k＝250 N/m • D．L0＝0.10 m k＝250 N/m
面─面的接触分析
ANSYS接触分析帮助接触分析接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。
接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
面面接触分析的步骤：执行一个典型的面—面接触分析的基本步骤列示如下：1．建立模型，并划分网格2．识别接触对3．指定接触面和目标面4．定义刚性目标面5．定义柔性接触面6．设置单元关键字和实常数7．定义／控制刚性目标面的运动8．给定必须的边界条件9．定义求解选项和载荷步10．求解接触问题11．查看结果步骤六：设置实常数和单元关键字程序使用九个实常数和好几个单元关键字来控制面－面接触单元的接触行为。
实常数9个实常数中，两个（R1和R2）用采定义目标面单元的几何形状，乘下的7个用来控制接触行为。
R1和R2定义目标单元几何形状FKN 定义法向接触刚度因子FTOLN 定义最大的穿透范围ICONT 定义初始靠近因子PINB 定义“Pinball"区域PMIN和PMAX 定义初始穿透的容许范围TAUMAR 指定最大的接触摩擦CNOF 给接触面指定一个正的或负的偏移值FKOP 指定接触发生时所给的刚度因子命令：RGUI：main menu> preprocessor>real constant对实常数FKN，FTOLN，ICONT，PINB，PMAX，PMIN，和FKOP既可以定义一个正值也可以定义一个负值，程序将正值作为比例因子，将负值作为真实值，程序将下面基本变形体单元的厚度作为ICON，FTOLN，PINB，PMAX 和PMIN的参考值，例如对ICON，0.1表明初始间隙因子是0.1*下面基本变形体单元的厚度。
高考专题讲解绳联物体的速度分解问题
绳联物体的速度分解问题指物拉绳（杆）或绳（杆）拉物问题。
由于高中研究的绳都是不可伸长的，杆都是不可伸长和压缩的，即绳或杆的长度不会改变，所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳（杆）和平行于绳（杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相同求解。
合速度方向：物体实际运动方向分速度方向：沿绳（杆）伸（缩）方向：使绳（杆）伸（缩）垂直于绳（杆）方向：使绳（杆）转动速度投影定理：不可伸长的杆或绳，若各点速度不同，各点速度沿绳方向的投影相同。
这类问题也叫做：斜拉船的问题——有转动分速度的问题【例题】如图所示，人用绳子通过定滑轮以不变的速度0v 拉水平面上的物体A ，当绳与水平方向成θ角时，求物体A 的速度。
★解析：解法一（分解法）：本题的关键是正确地确定物体A 的两个分运动。
物体A 的运动（即绳的末端的运动）可看作两个分运动的合成：一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短。
绳长缩短的速度即等于01v v =；二是随着绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变绳长，只改变角度θ的值。
这样就可以将A v 按图示方向进行分解。
所以1v 及2v 实际上就是A v 的两个分速度，如图所示，由此可得 θθcos cos 01v v v A ==。
解法二（微元法）：要求船在该位置的速率即为瞬时速率，需从该时刻起取一小段时间来求它的平均速率，当这一小段时间趋于零时，该平均速率就为所求速率。
设船在θ角位置经△t 时间向左行驶△x 距离，滑轮右侧的绳长缩短△L ，如图2所示，当绳与水平方向的角度变化很小时，△ABC 可近似看做是一直角三角形，因而有θcos x L ∆=∆，两边同除以△t 得：θcos tx t L ∆∆=∆∆ 即收绳速率θcos 0A v v =，因此船的速率为：θcos 0v v A = 总结：“微元法”。
可设想物体发生一个微小位移，分析由此而引起的牵连物体运动的位移是怎样的，得出位移分解的图示，再从中找到对应的速度分解的图示，进而求出牵连物体间速度大小的关系。
高中物理运动学速度问题解析
高中物理运动学速度问题解析在高中物理学习中，运动学是一个重要的章节。
其中，速度问题是一个常见的考点，也是学生们容易出错的地方。
本文将通过具体题目的举例，分析速度问题的考点，并给出解题技巧和使用指导。
一、匀速直线运动问题问题：小明从A地出发，以每小时30公里的速度向B地行驶，2小时后小红从B地出发，以每小时40公里的速度向A地行驶。
请问两人相遇的时间和地点分别在哪里？解析：这是一个典型的匀速直线运动问题。
首先，我们可以通过计算小明和小红分别行驶的距离来确定他们相遇的时间。
小明行驶的距离为30公里/小时 × 2小时 = 60公里，小红行驶的距离为40公里/小时 × t小时（t为相遇时间）。
由于两人相遇，所以他们行驶的距离之和等于两地的距离，即60公里 + 40公里 × t = AB 的距离。
解方程可得t = 1小时，即两人在1小时后相遇。
接下来，我们需要确定他们相遇的地点。
由于小明和小红是以相同的速度向对方行驶，所以他们相遇的地点必然在两地的中点M处。
根据题目中给出的信息，我们可以计算出AB的距离为60公里。
所以，M点距离A地和B地的距离均为30公里。
因此，两人在距离A地30公里的地方相遇。
解题技巧：在解决匀速直线运动问题时，关键是要确定两个物体相遇的时间和地点。
首先，根据已知条件计算出各个物体行驶的距离，然后通过等式关系来解方程，求解出相遇的时间。
最后，根据相遇的时间和速度关系，确定相遇的地点。
二、自由落体问题问题：一个物体从高度为h的位置自由落下，已知自由落体加速度为g。
请问物体下落到地面所需的时间和速度分别是多少？解析：这是一个自由落体问题。
根据自由落体的定义，物体下落的时间和速度与物体所处的高度有关。
首先，我们可以通过运用自由落体的运动方程h = 1/2gt²来计算物体下落到地面所需的时间。
由于物体下落到地面时，高度为0，所以可以得到0 = 1/2gt²，解方程可得t = √(2h/g)。
接触面速度分解模型
接触面速度分解模型
接触面速度分解模型是描述两个物体在接触面上的运动速度的模型。
当两个物体接触时，它们在接触面上存在着相对运动，而接触面的速度可以被分解为两个方向上的分量。
接触面速度分解模型通常采用两个方向的坐标轴来描述运动。
假设接触面上的速度矢量为v，接触面上的法向速度分量为
v_n，切向速度分量为v_t。
接触面速度分解模型可以通过以下公式来计算：
v = v_n + v_t
其中，v是接触面上的速度矢量，v_n是接触面上的法向速度分量，v_t是接触面上的切向速度分量。
法向速度分量v_n表示两个物体在接触面上的相对垂直运动速度，切向速度分量v_t表示两个物体在接触面上的相对水平运动速度。
接触面速度分解模型在物体的相对运动分析、刚体碰撞、摩擦力等问题中具有重要应用价值，可以帮助我们理解和计算接触面上的运动行为。
接触面关联速度原理
接触面关联速度原理接触面关联速度原理是指在接触面积相同的情况下，两个物体之间的接触面积越大，它们之间的关联速度就越快。
接触面关联速度原理在很多领域都有应用，如机械工程、物理学、化学等。
下面将从不同领域的角度解释接触面关联速度原理。
在机械工程领域，接触面关联速度原理对于机械设计和摩擦学有着重要的意义。
在机械设计中，当两个物体之间存在接触面时，接触面的大小直接影响着它们之间的摩擦力和传递力。
如果接触面积较小，摩擦力就会增大，而接触面积较大，则摩擦力相对较小。
因此，在机械设计中，需要通过合理的接触面设计来减小摩擦力，提高机械传动的效率。
在物理学中，接触面关联速度原理是描述两个物体之间传递力的重要原理之一。
根据牛顿第三定律，两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
而根据接触面关联速度原理，接触面积越大，两个物体之间传递力的速度就越快。
这是因为接触面积较大可以提供更多的接触点，从而增加了传递力的效率。
在物理学实验中，科学家们经常利用接触面关联速度原理来研究物体之间的力学性质。
在化学领域，接触面关联速度原理对于反应速率的研究也有着重要的影响。
根据化学反应速率理论，反应速率与反应物之间的接触面积有关。
当反应物的接触面积较大时，反应物之间的碰撞频率增加，从而增加了反应速率。
因此，通过增加反应物的接触面积，可以提高化学反应的速率。
在工业生产中，人们常常利用接触面关联速度原理来设计反应器，以提高反应效率和降低能源消耗。
接触面关联速度原理是物体之间关联速度与接触面积之间的关系。
在机械工程、物理学和化学等领域中，接触面关联速度原理都有着重要的应用。
通过合理利用接触面关联速度原理，可以提高机械传动的效率、研究物体之间的力学性质、提高化学反应速率等。
因此，深入理解和应用接触面关联速度原理对于相关领域的发展和进步具有重要意义。
速度关联问题常见模型与解题方法
速度关联问题常见模型与解题方法1. 速度与时间的关系1.1 速度、时间与距离的基本关系速度问题就像是生活中的“速食餐”，简单快捷但又能让你饱腹。
要搞懂速度问题，我们得知道几个基本概念：速度、时间和距离。
速度就像你开车的速度，时间是你开车的时长，距离则是你走过的路。
公式是这样的：距离等于速度乘以时间。
简单吧？比如说，你开车的速度是60公里每小时，开了2小时，那你就跑了120公里。
这个公式很基础，却是解题的“必杀技”。
1.2 常见的速度问题类型有时候，速度问题就像是刮风的日子，复杂又不确定。
比如说，两个小伙伴一起跑步，一个跑得快，一个跑得慢，他们要怎么才能赶到同一个地点？这时候，你得用到“相对速度”了。
相对速度就是两者之间的速度差。
比如说，甲和乙一前一后跑，甲的速度是5米每秒，乙的速度是3米每秒，那他们之间的相对速度就是2米每秒。
这种问题看似简单，但解决起来却需要耐心和细心。
2. 速度与其他因素的关系2.1 速度与加速度的关系说到加速度，这就像是在开车的时候突然踩油门，车子一下子就飞了起来。
加速度就是速度变化的快慢，越大表示速度变得越快。
公式是这样的：加速度等于速度变化量除以时间。
如果你车子的速度从0到60公里每小时用了5秒，那加速度就是12公里每小时每秒。
这种计算常见于物理题目里，不过有时候它就像是恶作剧一样，搞得你一头雾水。
2.2 速度与阻力的关系我们生活中常常会碰到阻力，比如走在风中感觉特别累，或者水里的游泳感觉有些费劲。
阻力就是影响速度的那个“无形敌人”。
在物理问题中，阻力会影响物体的速度，导致物体的运动变得缓慢。
阻力的计算有点儿复杂，通常需要考虑很多因素，比如物体的形状、表面光滑程度等。
不过，掌握了这些，你就能在遇到实际问题时得心应手。
3. 解题方法与技巧3.1 基本公式的应用速度问题最基础的解题方法就是用公式。
公式就像是你的“万用工具”，简单易懂却功能强大。
只要你把公式运用熟练了，各种速度问题就像是手到擒来的小猫咪。
2011年全国统一高考物理试卷(新课标)(含答案及解析)
2011年全国统一高考物理试卷（新课标）一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．（6分）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B．C．D．2．（6分）质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能（）A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大3．（6分）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关4．（6分）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（）A．U=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05AC．U=110V，I=0.2A D．U=110V，I=0.2A5．（6分）电磁轨道炮工作原理如图所示。
待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。
电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。
通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。
现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（）A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变6．（6分）卫星电话信号需要通过地球卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需要最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径为3.8×105km，运动周期约为27天，地球半径约为6400km，无线电信号的传播速度为3×108m/s）（）A．0.1s B．0.25s C．0.5s D．1s7．（6分）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。
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面接触物体的速度问题
求相互接触物体的速度关联问题时，首先要明确两接触物体的速度，分析弹力的方向，然后将两物体的速度分别沿弹力的方向和垂直于弹力的方向进行分解，令两物体沿弹力方向的速度相等即可求出。
【例题】一个半径为R 的半圆柱体沿水平方向向右以速度V 0匀速运动。
在半圆柱体上搁置一根竖直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图所示。
当杆与半圆柱体接触点P 与柱心的连线与竖直方向的夹角为θ，求竖直杆运动的速度。
★解析：设竖直杆运动的速度为V 1，方向竖直向上，由于弹力方向沿OP 方向，所以V 0、V 1在OP 方向的投影相等，即有θθcos sin 10V V =，解得
V 1=V 0。
tanθ
【例题】一根长为L 的杆OA ，O 端用铰链固定，另一端固定着一个小球A ，靠在一个质量为M ，高为h 的物块上，如图所示，若物块与地面摩擦不计，试求当物块以速度v 向右运动时，小球A 的线速度v A （此时杆与水平方向夹角为θ）。
★解析：解题方法与技巧：选取物与棒接触点B 为连结点。
（不直接选A 点，因为A 点与物块速度的v 的关系不明显）。
因为B 点在物块上，该点运动方向不变且与物块运动方向一致，故B 点的合速度（实际速度）也就是物块速度v ；B 点又在棒上，参与沿棒向A 点滑动的速度v 1和绕O 点转动的线速度v 2。
因此，将这个合速度沿棒及垂直于棒的两个方向分解，由速度矢量分解图得：v 2=vsin θ。
设此时OB 长度为a ，则a=h/sin θ。
令棒绕O 点转动角速度为ω，则：
O
ω=v2/a=vsin2θ/h。
故A的线速度v A=ωL=vLsin2θ/h。