10力学基本问题、方法

《10力学基本问题、方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、力学的一些基本问题和基本方法一、关于力的作用效应1.力的瞬时作用效应。力的瞬时作用效应是改变物体的速度，也就是使物体产生加速度。牛顿第二定律F=ma就表示了力和加速度之间的关系。而加速度是运动学和动力学之间的桥梁。因此若已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式就可以知道物体的运动情况；若已知物体的运动情况，知道了加速度，由牛顿第二定律可以求出未知的力。做匀速圆周运动物体所受的合外力是向心力，向心力跟向心加速度的关系也同样遵从牛顿第二定律。所以综合运用牛顿运动定律和运动学公式是解决力学问题的基本方法之一。2.力的时间积累效应。力的

2、时间积累效应是改变物体的动量。动量定理I=Δp就表示了外力的冲量和物体动量变化之间的关系。在确定了研究对象（系统）后，系统内各物体间的相互作用力叫内力，内力总是成对出现的，而且一对互为作用力反作用力的内力在任意一段时间内的总冲量一定为零，所以系统的内力只能改变系统内某一物体的动量，但不会改变系统的总动量。因此动量定理不仅适用于某个物体，也适用于由若干物体组成的系统。在系统所受合外力为零的条件下，该系统的总动量守恒。这就是动量守恒定律。运用动量定理和动量守恒定律也是解决力学问题的基本方法之一。3力的空间积累效应。力的空间积累效应是改变物体的动能。动能

3、定理W=ΔEK就表示了外力做的功和物体动能变化之间的关系。和冲量不同的是：系统内互为作用力反作用力的一对内力在同一时间内的位移很可能是不相等的，因此一对内力做的总功很可能不是零，从而改变系统的总动能。也就是说，即使合外力对系统不做功，系统的总动能也有可能改变。所以一般情况下，动能定理只能用于单个的物体而不能用于由若干物体组成的系统。如果对某个系统而言只有重力做功，那么系统中就只有动能和重力势能相互转化，而动能和势能的总和保持不变，这就是机械能守恒定律。运用动能定理和机械能守恒定律也是解决力学问题的基本方法之一。速度v、动量mv、动能1mv2都是描述

4、物体运动状态的物理量。以上三条都体现了“力是改变物体运动状态的原因。”Hh例1.质量为m的小球从沙坑上方高H处自由下落，停止运动时陷入沙坑深度为h。则在陷入沙坑过程中，沙对小球的平均阻力大小为_________。[这是一个非常有代表性的题，这个题型在95、96、97年高考中连续出现3次，每次设问的角度都不同。以下从3个角度分别分析一下该物理过程：（把自由下落过程叫做Ⅰ过程，陷入沙坑过程叫做Ⅱ过程）95年定性分析：A.过程Ⅰ中小球动量的改变量等于重力的冲量；B.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小；C.过程Ⅱ中小球克服阻力做的功等于过程Ⅰ

5、与过程Ⅱ中小球所减少的重力势能之和；D.过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中小球所增加的动能（AC）96年求过程Ⅱ小球受到合力的冲量大小97年求沙对小球的冲量⑴从牛顿第二定律和运动学角度分析。Ⅰ过程仅受重力，做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动；Ⅱ过程受平均阻力和重力作用，做末速度为零的匀减速直线运动。一般思路是先求Ⅰ过程的末速度v，再求Ⅱ过程的加速度a，最后用牛顿第二定律求平均阻力F。如果注意到该过程的特点：Ⅰ过程的初速度和Ⅱ-7-过程的末速度都为零；Ⅰ过程的末速度等于Ⅱ过程的初速度，由v2=2as，a∝1/s，于是合外力跟s成反比，可求得F。⑵

6、从动能定理的角度分析。Ⅰ过程重力做的功等于动能增加，即末动能EK；Ⅱ过程合外力做功使动能减小EK，即mgH=(F-mg)h。如果注意到全过程的始、末状态动能为零，取全过程用动能定理，则直接可得到：mh(H+h)=Fh。可以看出以上各种解法的结论都是一样的。⑶从动量定理的角度分析。如果把已知中的距离H、h分别改为对应的时间T、t，取全过程用动量定理，则直接可得到：mh(T+t)=Ft，也可以很方便地解得平均阻力F。2v0v0ot02t03t04t05t0vt总之，这类题取全过程较为方便。如果Ⅰ、Ⅱ两过程一个给出时间，一个给出高度，由于Ⅰ过程时间和高度

7、很容易互求，所以要根据Ⅱ过程给的物理量确定用什么定理。]例2.质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速运动。经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速运动直至停止。两物体速度随时间变化的图线如右图所示。若在该过程中F1和F2所做的功分别为W1和W2，F1和F2的冲量分别为I1和I2，试分别比较W1和W2的大小、I1和I2的大小。[比较功的大小，一般想到W=Fs，s可以从图线所围面积求得，但求F要利用F-f=ma，还需要跟撤去F后的滑动过程相比较，计算量

8、太大。如果考虑到每个物体运动的全过程始、末状态速度都是零，由动能定理，WF=Wf，而f大小又相等，因此只要比较全过程物体的