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本帖最后由 VibInfo 于 2016-4-18 16:21 编辑
山东沂水三中 张宝峰
动力学问题指涉及力和运动关系的问题,是中学物理的重点、难点,也是高考的热点。牛顿运动定律,特别是第一、第二定律是解决动力学问题的工具。在应用牛顿运动定律解题的过程中,常用到以下几种方法:
一、假设法分析动力学问题
假设法是解决物理问题的一种重要方法。用假设法解题,一般依题意从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案。这样解题科学严谨,合乎逻辑,而且可以拓宽思路。
方法Ⅰ 假定此力不存在,根据物体的受力情况分析物体将发生怎样的运动,然后再确定此力应在什么方向,物体才会产生题目给定的运动状态。
方法Ⅱ 假定此力存在,并假定沿某一方向,用运动规律进行分析运算,若算得结果是正值,说明此力的确存在并与假定方向相同;若算得结果是负值,说明此力存在,但与假定方向相反。若算得结果是零,说明此力不存在。
[例1]如图1所示,车厢中有一倾角为30°的斜面,当火车以10m/s2的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m与车厢相对静止,分析物体m所受摩擦力的方向。
分析
方法一:m受三个力作用,重力mg、弹力N、静摩擦力f。f的方向难以确定。我们先假设f不存在,那么如图2所示,mg与N只能在水平方向产生 mgtgθ的合力,此合力只能产生
的加速度,小于题目给定的加速度,故斜面对m的静摩擦力沿斜面向下。
方法二:如图3所示,假定m所受静摩擦力沿斜面向上,将加速度a正交分解,沿斜面方向根据牛顿定律有:
为负值,说明f与假定方向相反,应沿斜面向下。
二、极限法分析动力学问题
在物体的运动状态变化过程中,往往达到某个特定状态时,有关的物理量将发生突变。此状态叫临界状态,相应的待求物理量的值叫临界值。利用临界值作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径,也可以说解决此类问题的关键在于抓住满足临界值的条件,准确地分析关键在于抓住满足临界值的条件,准确地分析物理过程,进行求解。
[例2]如图4所示,质量为M的木板上放着一质量为m的木块,木块与木板间的动摩擦因数为u1,木板与水平地面间动摩擦因数为u2,加在木板上的力F为多大时,才能将木板从木块下抽出?
解析 M和m以摩擦力相联系,只有当二者发生相对滑动时,才有可能将M从m下抽出,此时对应的临界状态是:M和m间的摩擦力必定是最大静摩擦力fm,且m的加速度必定是二者共同运动时的最大加速度am,隔离m,则有
。
am就是系统在此临界状态下的加速度,设此时作用于M的力为fn,取M、m整体为研究对象,则有:
当f>fn时,两者相对运动,可将M抽出。
所以
[此贴子已经被aspen于2005-9-14 21:22:12编辑过]
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