勻速直線運動基本公式及推論的應用
1.對三個公式的理解
速度-時間公式、位移-時間公式和位移-速度公式是勻速直線運動的三個基本公式,是求解勻速直線運動的基石。三個公式中的四個物理量X,A,v0,V都是矢量(三個公式稱為矢量公式)。在應用中,初速度方向壹般為正,與v0同方向的X,A,V都為正,反之亦然。當v0=0時,A的方向壹般為正。這樣就把向量運算轉化為代數運算,簡化了問題。
2.巧妙運用推論來簡化解決問題的過程
推論①中間時刻的瞬時速度等於這段時間的平均速度;
推論②當初速度為零時,1秒、2秒和3秒的位移比為1∶3∶5∶1...
推論③連續等時間間隔T內的位移差是否相等?X=aT2,也可以擴展為xm-xn=(m-n)aT 2(其中m和n代表所選時間間隔的序號)。
正確處理三類問題:描摹、圖像和表格
1.追趕問題及其解決技巧和壹般方法
壹般來說是指兩個物體同向運動,由於速度不同,後者追上前者的問題。尋跡問題的實質是分析和討論兩個物體能否在同壹時間到達同壹空間位置。解決這類問題要註意“兩個關系”和“壹個條件”。“兩個關系”是時間關系和位移關系。“壹個條件”,即兩個物體的速度相等,往往是物體能否追上或兩個物體之間的距離最大最小的臨界條件,也是分析判斷問題的出發點。畫出運動示意圖,在圖上標出已知量和未知量,然後探究位移和速度的關系,這是常用的技巧。
2.如何分析形象問題?
圖像題是利用數形結合的思想來分析物體的運動,是高考必考的壹類題型。探索縱坐標和橫坐標所代表的兩個物理量之間的函數關系,將物理過程“翻譯”成圖像或將圖像還原成物理過程,是解決這類問題的壹般途徑。找出圖形線的形狀是直線還是曲線是突破口,截距、斜率、面積所代表的物理意義是解決問題的方法。
3.什麽是表格問題?
表格題是以表格的形式表現兩個或兩個以上物理量之間關系的壹種題型,讓考生從表格中獲取信息。這也是近幾年高考中經常出現的壹種試題。實驗題和計算題中都可以出現。解決這類試題的壹般方法是觀察表格中的數據,用運動學公式探究相關物理量之間的關系,然後求解。
追蹤問題的多解性
1.註意溯源問題的多解現象。
以下情況,壹般有兩種遭遇:①兩個勻加速運動之間的追趕(加速度小的那個和加速度大的那個);(2)勻速減速運動追逐勻速運動;(3)勻減速運動趕上勻加速運動;(4)兩個勻速減速運動(加速度大的那個和加速度小的那個)之間的追趕。
2.問題是否有多解的條件。
除了上面提到的兩個物體的運動性質外,兩個物體的初始距離s0是制約兩者能否幾次追上相遇的條件。
3.養成嚴謹的思維習慣,謹防漏解。
①仔細審題,分析兩個物體的運動性質,畫出物體之間的運動示意圖。(2)根據兩個物體的運動性質,按照前述的“兩個關系”和“壹個條件”分別列出兩個物體的位移方程。要註意在方程中反映兩個物體運動時間的關系,然後通過運動圖可以找到兩個物體位移的相關方程。思維程序如圖。
受力分析的基本技能和方法
壹個物體的受力分析主要是基於力的概念,分析其他物體對該物體的作用。具體方法如下:
1.明確研究對象,也就是先確定哪個對象受力。
2.隔離分析:將研究對象與周圍環境隔離開來,分析周圍對象對其產生了什麽影響。
3.按壹定順序分析:公式是“壹個重量,兩個子彈,三個摩擦力,四個其他”,即先分析重力,再分析彈性和摩擦力。其中,重力為非接觸力,容易被遺漏;彈力和摩擦力的存在要以它們的條件為依據,切忌憑空想當然地加上力。
4.畫應力分析圖。要按順序檢查應力分析是否全面,不要“用力多”或“用力少”。
求解平衡問題的三個向量解
1.合成法
所謂合成法,就是根據力的平行四邊形法則,先合成研究對象上的某兩個力,然後根據平衡條件進行分析求解。綜合法是解決* * *點力平衡問題的常用方法。這種方法簡單直觀。
2.分解法
所謂分解法,就是把研究對象上的某個力,根據力的作用效果分解成兩個分量,然後根據平衡條件進行分析求解。分解法是解決點力平衡問題的常用方法。運用這種方法,要對力的作用有清晰的認識,並根據力的實際作用進行分解。
3.正交分解法
正交分解法是將力沿兩個相互垂直的坐標軸(X軸和Y軸)分解,然後求出這兩個坐標軸上的合力的方法。根據物體的平衡條件,Fx = 0,Fy= 0。
(1)正交分解法是解決* * *點受力平衡問題的常用方法,特別是當物體受力較多且不在同壹直線上時,應用該方法可以事半功倍。
(2)正交分解法是壹種純數學方法,建立坐標軸時可以忽略力的實際作用。這也是這種方法和分解法的區別。分解的最終目的是合成(求某個方向的合力或總合力)。
(3)建立坐標系的技巧。坐標系要建立在需要分解的力盡可能少的原則上,比如斜面上的平衡問題。壹般沿平行斜面和垂直斜面建立直角坐標系,使斜面的支撐力和摩擦力落在坐標軸上,只需分解重力。當然具體問題要具體分析,坐標系的選擇不是壹成不變的,要根據題目的具體情況和題型靈活選擇。
摩擦力的分析與判斷
1.摩擦條件
兩個物體直接接觸,互相擠壓,接觸面粗糙,有相對運動或相對運動的趨勢。這四個條件缺壹不可。兩個物體之間的彈力是它們之間產生摩擦力的必要條件(沒有彈力就不可能有摩擦力)。
2.摩擦的方向
(1)摩擦的方向總是沿著接觸面,與物體之間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反。(2)摩擦力的方向和物體的運動方向可以是相同的(作為力),可以是相反的(作為阻力),可以是垂直的(作為勻速圓周運動的向心力),可以是任意角度。
學習牛頓第壹定律必須註意的三個問題
1.牛頓第壹定律包含兩層含義:①保持勻速直線運動或靜止狀態是物體的固有屬性;物體的運動不需要力來維持;②要改變物體的運動狀態,必須施加力,力是改變物體運動狀態的原因。
2.牛頓第壹定律推導出兩個概念:①力的概念。力是改變物體運動狀態(即改變速度)的原因。根據加速度的定義,速度變化時必然有加速度,所以可以說力是加速度的原因(不能說“力是速度的原因”、“力是保持速度的原因”、“力是改變加速度的原因”)。②慣性的概念。所有物體都有保持其原始運動狀態的性質,這就是慣性。慣性反映的是改變物體運動狀態的難易程度(慣性大的物體運動狀態不易改變)。質量是物體慣性的量度。
牛頓第壹定律描述了理想情況下物體的運動規律。它描述了壹個物體在沒有任何外力的情況下如何運動。不受外力作用的物體是不存在的。物體不受外力和物體受到零組合外力是有區別的,所以牛頓第壹定律在F=0時不能視為牛頓第二定律的特例,所以不能說牛頓第壹定律是實驗定律。
應用牛頓第二定律的常用方法
1.合成法
首先確定研究對象,畫出受力分析圖,根據力的平行四邊形法則在加速度方向合成力,直接得到合力,然後根據牛頓第二定律求解。這種方法叫綜合法,直觀簡單。
2.分解法
確定研究對象,畫出受力分析圖,根據力的實際作用將壹個力分解成兩個分量,然後根據牛頓第二定律求解。這種方法叫做分解。分解法是應用牛頓第二定律解題的常用方法。但這種方法要求對力的作用效果有清晰的認識,要根據力的實際作用進行分解。
3.正交分解法
確定研究對象,畫出受力分析圖,建立直角坐標系,將相關力投影到兩個相互垂直的坐標軸上,然後分別求出兩個坐標軸上的合力,再根據牛頓第二定律求解的方法稱為正交分解法。直角坐標系的選擇原則上是任意的。但是設置不當會給解決問題帶來很大的麻煩。如何快速準確的建立坐標系,取決於題目的具體情況。正交分解的最終目的是合成。
4.用正交分解法求解牛頓定律問題的壹般步驟。
(1)應力分析,畫應力圖,建立直角坐標系,確定正方向;(2)將每個力投影到X軸和Y軸上;③分別求X軸和Y軸上各分量的代數和Fx和Fy;④方程式Fx=max和Fy=may沿兩個坐標軸列出。如果加速度恰好沿著壹個軸,平衡方程就列在另壹個軸上。
牛頓第二定律在動力學兩個基本問題中的應用
無論是已知運動求力還是已知運動求力,做好“兩個分析”即受力分析和運動分析是關鍵。在受力分析中畫出應力圖,在運動分析中畫出運動草圖,可以事半功倍。
滑塊和滑板問題的解決方法和技巧
1.處理滑塊和滑板問題的基本思路和方法是什麽?
判斷滑塊和滑板之間是否存在相對滑動是思考的重點。方法包括整體隔離法、假設法等。也就是假設滑塊和滑板相對靜止,然後根據牛頓第二定律計算滑塊和滑板之間的摩擦力,然後討論滑塊和滑板之間的摩擦力是否大於最大靜摩擦力。
2.滑塊和滑板之間相對滑動的臨界條件是什麽?
(1)運動學條件:如果兩個物體的速度和加速度不相等,就會相對滑動。
(2)動力學條件:假設兩個物體之間沒有相對滑動,先用積分法計算壹起運動的加速度,再用隔離法計算壹個物體“需要”的摩擦力f;比較f和最大靜摩擦力fm的關系。
3.滑塊滑出滑板的臨界條件是什麽?當滑板長度固定時,滑塊可能從滑板上滑下,剛好滑到滑板邊緣達到相同的速度是滑塊滑離滑板的臨界條件。
解決平拋運動的基本思想和方法
1.解決平拋運動的基本思路和方法有哪些?
將平拋運動分解為水平勻速運動和垂直自由落體運動是處理平拋運動的基本思想和方法,適用於這兩種基本運動形式的規律和推論在這兩個方向上仍然適用,為求解電場中的平拋運動和準平拋運動提供了極大的方便。
2.平拋運動的基本規律。
水平分量運動:垂直分量運動;
t秒結束時平面射彈的合成速度v:大小和方向(v和v0之間的角度);
t秒內平面射彈的合成位移:大小,方向?= (?是s和v0之間的角度)。
巧妙理解垂直面內的圓周運動
1.垂直面內兩種圓周運動模型的動力學條件
在垂直面內做圓周運動的物體,根據運動到軌道最高點時的受力情況,可以分為兩類。壹種是無支撐的(如球繩連接,沿內軌過山車等。),稱之為“繩(環)約束模型”,另壹類是支撐(如球桿連接、肘內運動等。),稱為“桿(管)約束模型”。
(1)對於“繩約束模型”,在圓軌道的最高點,當彈力為零時,物體的向心力最小,僅由重力提供,由mg = mv2/r得到臨界速度..(2)對於“桿約束模型”,在圓軌道的最高點,由於有支撐,最小速度可以為零,不存在脫軌。物體除了受到向下的重力作用外,還受到相關彈力的作用,其方向可以是向下的,也可以是向上的。當物體的速度產生離心運動時,彈力應該是向下的;當彈力向上時。
2.求解垂直面內圓周運動的基本思想和解題方法。
“兩點壹過程”是解決垂直面內圓周運動問題的基本思想。“兩點”,即最高點和最低點。分析物體在最高點和最低點的受力,找出向心力的來源,列出牛頓第二定律的方程;“壹個過程”,即從最高點到最低點,用動能定理把這兩點的動能(速度)聯系起來。
“繩索連接”問題的解決方法和技巧
1.解決「繩索連接」問題的基礎是什麽?
“繩連接”問題,即繩端速度的分解,是學習運動合成與分解知識的難點。問題是不清楚哪個是組合速度,哪個是分割速度。解決“繩索連接”問題的基礎是,組合運動和分割運動效果相同,是等價的。物體相對於給定參考物體(通常是地面)的實際運動是組合運動,實際運動的方向就是組合運動的方向。物體的實際運動可以根據其實際效果分解為兩個部分運動。
2.解決“繩子連接”問題的具體方法是什麽?
解決“繩頭連接”問題的具體方法可以概括為:繩頭的速度是組合速度,繩頭的運動包含兩個子效應:沿繩的子運動(伸長或收縮)和垂直於繩的子運動(轉動),所以繩頭的速度可以分解為沿繩的子速度(伸長或收縮)和垂直於繩的子速度。另外,同壹根繩子的兩端沿繩子的速度是相等的。