從受力確定運(yùn)動(dòng)情況:
1、知道物體受到的全部作用力,應(yīng)用牛頓第二定律求加速度,再應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的運(yùn)動(dòng)情況。
2、分析這兩點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)鍵是抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的橋梁??加速度。
3、由物體的受力情況求解物體的運(yùn)動(dòng)情況的一般方法和步驟:
①確定研究對(duì)象,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫出物體的受力圖;
②根據(jù)力的合成與分解的方法,求出物體所受的合外力(包括大小和方向);
③根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出物體的加速度;
④結(jié)合給定的物體運(yùn)動(dòng)的初始條件,選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求出所需的運(yùn)動(dòng)參量,并分析討論結(jié)果是否正確合理。
動(dòng)力學(xué)中臨界、極值問(wèn)題的解決方法:
(1)在運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)有關(guān)問(wèn)題時(shí),常常會(huì)討論相互作用的物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),相互接觸的物體是否會(huì)發(fā)生分離等,這類問(wèn)題就是臨界問(wèn)題。臨界問(wèn)題是指物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)發(fā)生突變,要發(fā)生而尚未發(fā)生改變時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)運(yùn)動(dòng)物體的特殊條件往往是解題的突破口。本部分中常出現(xiàn)的臨界條件為:
①繩子或桿的彈力為零;
②相對(duì)靜止的物體間靜摩擦力達(dá)到最大,通常在計(jì)算中取最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力;
③接觸面間彈力為零,但接觸物體的速度、加速度仍相等。臨界狀態(tài)往往是極值出現(xiàn)的時(shí)刻,題目中常出現(xiàn)隱含臨界狀態(tài)的詞語(yǔ),如“最大”“最小”“最短”“恰好”等.
(2)解決臨界問(wèn)題的關(guān)鍵是要分析出臨界狀態(tài),例如兩物體剛好要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),接觸面上必出現(xiàn)最大靜摩擦力,兩個(gè)物體要發(fā)生分離時(shí),相互之間的作用力??彈力必定為零。
(3)解決臨界問(wèn)題的一般方法
①極限法:題設(shè)中若出現(xiàn)“最大”“最小…‘剛好”等這類詞語(yǔ)時(shí),一般就隱含著臨界問(wèn)題,解決這類問(wèn)題時(shí),常常是把物理問(wèn)題(或物理過(guò)程)引向極端,進(jìn)而使臨界條件或臨界點(diǎn)暴露出來(lái),達(dá)到快速解決有關(guān)問(wèn)題的目的。
②假設(shè)法:有些物理問(wèn)題在變化過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)臨界問(wèn)題,也可能不出現(xiàn)臨界問(wèn)題,解答這類問(wèn)題,一般要用假設(shè)法。
③數(shù)學(xué)推理法:根據(jù)分析的物理過(guò)程列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后由數(shù)學(xué)表達(dá)式討論出臨界條件。
變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析方法:
力可以改變速度的大小,也可以改變速度的方向。在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用中,常常會(huì)出現(xiàn)物體在變力作用下,對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)情況作出定性判斷。處理此類問(wèn)題的關(guān)鍵是抓住力或加速度與速度之間的方向關(guān)系,即同向加速,反向減速,而至于加速度變大或變小,只是影響速度改變的快慢,如在分析自由下落的小球,下落一段時(shí)間與彈簧接觸后的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),從它開(kāi)始接觸彈簧到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中,加速度和速度的變化情況討論如下(過(guò)程圖示如圖).

①小球接觸彈簧上端后受兩個(gè)力作用:向下的重力和向上的彈力,在接觸后的前一階段,重力大于彈力,合力向下,因?yàn)閺椓=kx不斷增大,所以合力不斷變小,故加速度也不斷減小,由于加速度與速度同向,因此速度不斷變大。
②當(dāng)彈力逐漸增大到與重力大小相等時(shí),合外力為零,加速度為零,速度達(dá)到最大。(注意:此位置是兩個(gè)階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn))
③后一階段,即小球到達(dá)上述平衡位置之后,由于慣性仍繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),但彈力大于重力,合力向上,且逐漸變大,因而加速度逐漸變大,方向向上,小球做減速運(yùn)動(dòng),因此速度逐漸減小到零,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),彈簧的壓縮量最大。
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