力学问题解题方法指导

高一期末复习资料-14-几种常见力学问题及解题思路指导一．解题思路：①明确研究对象。（对一个物体还是整体？）②对研究对象进行受力分析和运动情况分析（画出受力分析图和运动过程草图），同时还应该把速度、加速度的方向在受力分析图旁边画出来。③常见问题及方法选择：（1）纯运动学问题（只涉及运动不涉及力的问题）用运动学公式即可（2）静力学问题（平衡问题）：三力平衡问题（直接做力的平行四边形，结合三角函数得出结果），三力以上的平衡问题（正交分解法，列Fx=0,Fy=0两个方程）；（3）动力学问题（既涉及运动又涉及力的问题）：若研究对象在不共线的两个力作用下做加速直线运动，一般用平行四边形定则解题；若研究对象在不共线的三个及以上的力作用下做加速直线运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，一般情况沿加速度方向取一坐标，如沿x轴方向，则列方程Fx=ma,Fy=0）。④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。⑤对结果进行检验，是否符合物理事实！解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。二.例题解析例题1．如图所示，1、2两细绳与水平车顶的夹角分别为300和600，物体质量为m。（1）现让小车以向右做匀速直线运动，物体与车保持相对静止，求：绳1、2中弹力的大小？（2）现让小车以g向右做匀加速直线运动，物体与车仍保持相对静止，求：绳1、2中弹力的大小？（3）现让小车以2g向右做匀加速直线运动，60°30°21m高一期末复习资料-15-物体与车仍保持相对静止，求：绳1中弹力的大小？下面是一位同学的解法解：以物体m为研究对象，受力分析如图，由牛顿第二定律得：x：T1cos300－T2cos600=may：T1sin300+T2sin600=mg解得：你认为该同学的解法正确吗?如有错误请写出正确的解法.例题2.如图所示，斜面倾角为37°，重100N的物块A放在斜面上，若给重物一个沿斜面向下的速度，重物沿斜面匀速下滑。求物体与斜面之间的动摩擦因数多大？变式1：接上题，如果给物体施加一个沿斜面向上的拉力使物体沿斜面向上匀速运动，那么这个力要多大？变式2：接上题，如果沿斜面向上的拉力为150牛，那么物体从斜面底部由静止开始沿斜面向上运动5S后速度多大？如果5S后撤去拉力，物体沿斜面向上最远能运动多远？变式3：接上题，如果用250牛的水平推力推物体那么物体从斜面底部由静止开始沿斜面向上运动5S后A370mgT1T2xy600300A370F1132T()mgF高一期末复习资料-16-速度多大？例3.如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°角的恒力F作用下，（1）如果物体向右做匀速直线运动，求：F的大小？（2）如果物体从静止起向右前进x=4.0m后，速度v达到4m/s，求：F的大小？若撤此时撤去F力，问物体在地面还能滑行多远？例题4酒后驾车严重威胁交通安全．其主要原因是饮酒后会使人的反应时间(从发现情况到实施操作制动的时间)变长，造成反制距离(从发现情况到汽车停止的距离)变长，假定汽车以108km/h的速度匀速行驶，刹车时汽车的加速度大小为8m/s2，正常人的反应时间为0.5s，饮酒人的反应时间为1.5s，试问：(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多几米？(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需多少时间？例题5.今年入冬以来我国北方连降大雪，出现了罕见的雪灾．为了安全行车，某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能．他从车上速度表看到汽车速度v＝36km/h时紧急刹车，由于车轮与冰雪公路面的摩擦，车轮在公路面上划出一道长L＝50m的刹车痕后停止，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)车轮与冰雪公路面间的动摩擦因数μ；(2)该司机驾车以43.2km/h的速度在相同的冰雪水平路面上匀速行驶，突然发现前方停着一辆故障车．若刹车过程司机的反应时间为Δt＝0.5s，为了避免两车相撞，该司机至少应在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施？例题6.2010年初，中国北方地区遭受几十年未遇的雪灾，致使道路交通严重受阻．有一辆载重卡车，正在Fθ高一期末复习资料-17-结冰的路面上匀速行驶，行驶速度是在正常路面上行驶速度的一半，紧急刹车后行驶的距离却达到了正常路面紧急刹车行驶距离的2倍．设轮胎与正常路面间的动摩擦因数为μ＝0.8，取g＝10m/s2，问：(1)轮胎与结冰路面间的动摩擦因数为多少？(2)为保证安全，卡车在结冰路面上刹车后行驶的距离不得超过8m,则卡车在结冰路面上的行驶速度最大不得超过多少？例题7.如图7所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触，且P处于静止状态，则斜面体P此刻受力的个数有可能为()A.2个B.3个C.4个D.5个例题8.如图1所示，水平地面上的物体质量为1kg，在水平拉力F＝2N的作用下从静止开始做匀加速直线运动，前2s内物体的位移为3m；则物体运动的加速度大小()A．3m/s2B．2m/s2C．1.5m/s2D．0.75m/s2例题9.如图10所示为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,总质量为60kg.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°.则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A.360N480NB.480N360NC.450N800ND.800N450N例题10．一个做匀减速直线运动的物体，经3.0s速度减为零，若测出它在最后1.0s内的位移是1.0m。那么该物体在这3.0s内的平均速度是（）A．1.0m/sB．3.0m/sC．5.0m/sD．9.0m/s例题11.跳伞运动员做低空跳伞表演,当直升飞机悬停在离地面224m高时,运动员离开飞机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后运动员以12.5m/s2的加速度匀减速下降.为了保证运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s,取g=10m/s2.试求：(1)运动员展伞时,离地面的高度至少为多少？(2)上述过程运动员在空中运动的时间为多少？图7图1