高中物理力和运动的关系

例2：如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小
为E，三个质量分别为m、2m 、3 m的小球A、B、C，
(其中B球带正电Q，A、C两球不带电）用绝缘线连接
悬于O点，问(1)当三球均处于静止状态时, A、B之间的
细线的张力等于多少?(2)当把OA段细线剪断的瞬间, A
、B之间的细线的张力又等于多少?
解: (1)对BC整体,受力如图:
t2=1s
∴t=t1+t2=2s
N
A
N
ff m
Bv
g
m
g
93年高考：一平板车,质量M=100千克,停在水平 路面上,车身的平板离地面的高度 h=1.25米, 一质量
m=50千克的小物块置于车的平板上,它到车尾端的距 离b=1.00米,与车板间的滑动摩擦系数 m=0.20,如图所 示.今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结 果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻,车向前 行驶的距离 S0=2.0米.求物块落地时,落地点到车尾的 水平距离S,不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦. 取g=10米/秒2.
研究方法
1、隔离分析法 2、整体分析法 •研究对象的整体分析法
不考虑系统内部的相互作用力
•研究过程的整体分析法
不考虑中间过程的细节
2002年河南2：图中a、b、c为三个物块，M、N为两 个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接 如图并处于平衡状态。（ A、D）
A） 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态（B ） 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态（C） 有 可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态（D） 有 可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态
（1）传送带顺时针方向转动
（2）传送带逆时针方向转动
解： （1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：
mg sinθ－μmg cosθ= m a a = gsinθ－μgcosθ= 2m/s2 S=1/2a t2
N fA
vm
B
g
t 2S 216 4s
a
2
（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：
开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动
描述中正确的是： （
C）
A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时，竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时，不需要喷气
b F 安 2v F
∴ a2 = 3a1
例5：由平行金属导轨组成的倾角30°的斜面，匀强磁场垂直 于导轨平面，磁感应强度B＝0.8T.导轨顶端接有电池和变阻器， 电池电动势 ＝12V，内阻不计，如图.今在导轨上横放一质量为 0. .2kg问、：长电0阻.25Rm调的节金在属什杆么a范b，围已内知，杆金与属导杆轨可间静的止摩在擦导系轨为上；63
T 1 =5mg+QE
(2)剪断OA, AB球一起下落
(C自由下落)
对AB整体
T1 Am
O Am
3mg+QE=3ma
B 2m B
a=g+QE/3m 对B 2mg+QE -T 2=2maQE
T 2= QE/3
B 2m
2mg
QE
C
3mg
C 3m
C 3m
E
例3：如图示，传送带与水平面夹角为370 ，并以 v=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体， 物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5， AB长16米 ，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间.
解：隔离b，在mg和F作用下，须向右偏，最后三力平衡
对整体ab，绳中张力为内力，两个外力F平衡，
只受重力2mg
所以上段线 应竖直。
a
a
a
a
a
b
b
b
b
b
A
B
CD
2002年河南6： 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板， 另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质 量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量 、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g =10m/s2， 当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对 吊板的压力F分别为（ B ） (A) a =1.0m/s2 , F =260N (B) a =1.0m/s2 , F =330N (C) a =3.0m/s2 , F =110N (D) a =3.0m/s2 , F =50N
×f
2.4/R2= mgsin30 °- f = 0.5N
∴R2=4.8 Ω
mg
∴电阻R调节在1.6 Ω 到4.8 Ω 范围内，金属杆可静止在导轨上
02年上海7、
一航天探测器完成对月的探测任务后
，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面
成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，
探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的
静止 匀速运动 匀加速直线运动 匀加速直线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动
匀速圆周运动
简谐运动
力的作用效应
1.力的静力学效应---使物体发生形变 2.力的动力学效应
•力的瞬时作用效应----使物体产生加速度 • 力的时间累积效应---使物体的动量发生变化
• 力的空间累积效应---使物体的动能发生变化
力和运动的关系
（上）
力和运动的关系
□力
□运动
□运动定律
□力和运动
□力和运动的关系
□力的作用效应
□研究方法
基本题
2002年河南2
00年高考
整体法和隔离法 例1 2002年河南6 例2
综合应用题 例3 93年高考 例4 例5
重力 G=m g
弹力 F=kx 摩擦力 f=μ N 力 电场力 F = q E 安培力 F = BIL sinα
解：画出金属杆的截面图,并分析受力并将重力分解:
mgsin30 °=1牛 f=N=0.5牛 F=ILB=BLE/R=2.4/R
若I 很大,F 很大,f 向下, F=f+mgsin30 °=1.5N
2.4/R1=f+ mgsin30 ° = 1.5N ∴R1=1.6 Ω F
N
若I 很小,F 很小,f 向上, F+f=mgsin30 °=1N
动，要使探测器改为向正x 偏负y 60°的方向以原来的 速率v平动，则可（ A ）
（A）先开动P1 适当时间，再开动 P4 适当时间 ( B）先开动 P3 适当时间，再开动P2 适当时间 ( C）开动P4 适当时间 ( D）先开动P3 适当时间， 再开动P4 适当时间
例1：用细线把两个质量未知的小球悬挂 起来，今对a球持续施加一个向左偏下30 角的恒力，对b球持续施加一个向右偏上 30角的恒力，最后达到平衡，表示平衡 状态的图可能是： （ A ）
a=g sin370 +μ g cos370 = 10m/s2
t1=v/a=1s S1=1/2 ×at2 =5m S2=11m
1秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上
物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动
a2=g sin370 -μg cos370 = 2 m/s2
S2= vt2+1/2×a2 t22 11=10 t2+1/2×2×t22
R
a
M
N
b
c
2000年高考：图为空间探测器的示意图，P1 、 P2 、 P3 、 P4是四个喷气发动机， P1 、 P3的连线与空间一固 定坐标系的x 轴平行， P2 、 P4的连线与y 轴平行。每 台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探
测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v向正x方向平
洛仑兹力 f=qvB sinα
静止
匀速直线运动
Vt V0 at
匀变速直线运动
S
V0t
1 2
at 2
运动
平抛运动
Vt2 V02 2aS
匀速圆周运动
V=ωr
/ ω=2π T
简谐振动 F= - kx
运动定律
牛顿第一定律
牛顿第二定律 F ma
牛顿第三定律
力
力和运 动
运动
运动 定律
重力 弹力
解：m离车前 am =f/m=g=2m/s2 Sm=1/2 am t2 =S0 -b=1m S0=1/2 aM t2 =2m ∴ aM= 2 am =4m/s
vm 2amSm 2m / s vM 2aM SM 4m / s
aM=(F- mg) / M = F/M - 0.25010 / 100 = F/M – 1 =4 m/s2
a1= (F- B2 L2 v/R) / m=F/m - B2 L2 v / mR= Ba2 L2 v / mR
拉力的功率恒定： F′= F安= P/2v = B2 L2 ×2v/R
××××××××××
R
B
∴P/v= 4B2 L2 v/R
a2=( F2′- F安′) / m
F 安1 t F v
= [P/v - B2 L2 v/R]/m= 3B2 L2 v / mR a1
摩擦力 电场力 磁场力
静止 匀速直线运动 匀变速直线运动 平抛运动 匀速圆周运动 简谐振动
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
物体的运动决定于受到的合力和初始运动情况.
V=0
1.
F=0
V≠0
Байду номын сангаас
V=0 力 和 2.F=恒量
F、V同向
运
V≠0
F、V反向
动 的
F、V夹角α
关
系 3.F大小不变且始终垂直V
4.F= - kx
m离车后 aM′ = F/M =5 m/s2
m平抛
t1
2h 0.5s g
Sm ′ =vm t1 =2×0.5=1m
SM ′ = vMt1 +1/2 aM′ t1 2=4×0.5+1/2×5×0.25=2.625m
S= SM ′ － Sm ′ =1.625m
例4：水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强 磁场中，今从静止起用力拉金属棒ab，若拉力为恒力 ，经t1 秒ab的速度为v，加速度为a1 ，最终速度为2v, 若拉力的功率恒定，经t2秒ab的速度为v，加速度为a2 ，最终速度为2v, 求 a1和a2的关系 解：拉力为恒力时， 最终有 F=F安=B2 L2 ×2v/R