灵活运用三个基本观点解决动力学问题

来源 :读天下 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong591
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:有些问题,用到的观点不止一个,特别像高考中的一些综合题,常用动量观点和能量观点联合求解,或用动量观点与力的观点联合求解,有时甚至三种观点都采用才能求解,因此,三种观点不要绝对化。在解同一道物理问题时,从多个角度考虑问题,防止单一规律的训练所造成的思维定势,可有效地培养灵活地综合运用知识的能力。
  关键词:运动状态变化;牛顿运动定律;机械能守恒定律
  物体的运动状态变化决定于力的作用效果,在分析复杂的动力学问题时通常采用以下三个观点来解决,即(1)力的观点:牛顿运动定律结合运动学公式;(2)动量观点:动量定理和动量守恒定律:(3)能量观点:动能定理和能量守恒定律。这三个观点一般同学都比较熟悉,但碰到具体题目时,究竟该选用哪个规律解题,很多同学都感觉比较棘手。这除了对这几个规律的适用条件掌握不透之外,还与没认真分析比较这三个定律两个定理的特点有关。笔者通过总结,认为还是有规律可行的,一般方法是:
  (1)以单一物体为研究对象。特别是涉及时间问题,优先考虑动量定理;若求某一物体相对的位移,则优先考虑动能定理。
  (2)以两个相互作用的物体为研究对象。应优先考虑动量守恒定律;若出现相对位移,则优先考虑能量守恒定律;若系统只有重力或弹力做功,则应用机械能守恒定律。
  (3)对涉及加速度和时间的问题,应先从牛顿运动定律入手,确定研究对象,分析运动情况和受力情况,列方程,必要时再应用运动学规律。
  类型1动量定理和动量守恒的综合应用
  1. 如图所示,有两个物体A,B,紧靠着放在光滑水平桌面上,A的质量为2kg,B的质量为3kg。有一颗质量为100g的子弹以800m/s的水平速度射入A,经过0.01s又射入物体B,最后停在B中,A对子弹的阻力为3×103N,求A,B最终的速度。
  分析解答:设A,B质量分别为mA,mB,子弹质量为m。子弹离开A的速度为了v,物体A,B最终速度分别为vA,vB。
  在子弹穿过A的过程中,以A,B为整体,以子弹初速v0为正方向,应用动量定理。f·t=(mA mB)u(u为A,B的共同速度)。
  解得:u=6m/s。由于B离开A后A水平方向不受外力,所以A最终速度VA=u=6m/s。
  对子弹,A和B组成的系统,应用动量守恒定律:mv0=mA·vA (m mB)vB。
  解得:vB=21.94m/s。物体A,B的最终速度为vA=6m/s,vB=21.94m/s。
  类型2动量守恒、动能定理的综合应用
  2. 如下图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B相同的滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,當A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为μ,运动过程中弹簧最大形变量为l2,重力加速度为g,求A从P出发时的初速度v0。
  分析解答:1. 设A、B质量均为m,A刚接触B时速度为v1(碰前),A运动l1过程由动能定理得,
  12mv20-12mv21=μmgl1(1)
  2. 碰撞过程中动量守恒,令碰后A、B共同运动的速度为v2
  mv1=2mv2(2)
  3. 碰后设A、B在弹簧恢复到原长时,共同速度为v3,在这过程中,由动能定理,有
  12(2m)v22-12(2m)v23=μ(2m)g(2l2)(3)
  4. 后A、B开始分离,A单独向右滑到P点停下,
  由动能定理有
  12mv23=μmgl1(4)
  联立以上各式,解得
  v0=μg(10l1 16l2)
  类型3动量守恒与能量守恒的综合应用
  3. 如图所示,一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m  (1)若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度大小和方向。
  (2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
  分析解答:A刚好没有滑离B板,表示当A滑到B板的最左端时,
  A、B具有相同的速度,设此速度为v,A和B的初速度的大小为v0,
  则据动量守恒定律可得:Mv0-mv0=(M m)v,
  解得:v=M-mM m v0,方向向右,
  对系统的全过程,由能量守恒定律得:Q =fL=12(M m)v20-12(m M)v2,
  对于AfL1= 12mv20;由上述二式联立求得L1=(M m)L4M。
  四、 总结
  有些问题,用到的观点不只一个,特别像高考中的一些综合题,常用动量观点和能量观点联合求解,或用动量观点与力的观点联合求解,有时甚至三种观点都采用才能求解,因此,三种观点不要绝对化.在解同一道物理问题时,从多个角度考虑问题,防止单一规律的训练所造成的思维定势,可有效地培养灵活地综合运用知识的能力。
  作者简介:
  黄长军,安徽省滁州市,安徽省全椒中学。
其他文献
根据课标的要求让学生要有创新的意识,让课堂成为学生自主学习的天地,课堂要创新,从课堂角色创新,课堂的设备创新,课堂模式创新,这样学生才能在属于在属于自己的课堂中涨势自我,提高
本文依据医院医疗服务项目成本计算办法,结合麻风防治工作的实际情况,首先提出了麻风防治服务成本的计算方法,对山东省三地区的麻风防治服务成本进行了计算和分析,定量分析了随着
2015年全国象棋个人赛男子甲组决赛第二轮,32进16的比赛,象棋大师赵金成与特级大师许国义相遇。此局是双方16强决赛第一局,且看实战。
高职教育的改革和发展受地方经济社会的发展需求驱动 ,尤其受到工业产业结构发展需求的驱动.深圳新一轮工业产业结构调整确立了以信息化带动工业化,大力发展优势战略产业,积
近来,由价值中国网主办,北京古今出版策划有限公司、深圳新世纪文明研究会协办的“创建中国新文化”论坛在京成立。论坛旨在为各种思想流派搭建一个交流、对话的平台,目的在于重
1.炮二平五…………这是今年象甲联赛季后赛阶段京冀队对杭州队的比赛,由京冀特级大帅蒋川对阵杭州大师赵金成。两队前三局的比赛异常惨烈,
孟德尔豌豆杂交试验(一)是必修二的一个基础,而且又是一个难点,第一节学习的好坏决定了整册书遗传内容的学习,所以本节课上得比较慢,图文并茂,使得学生的基础方面打牢,再让学
摘 要:在“互联网 ”迅速发展的背景下,“互联网 ”改变了我们的生活、工作、学习和教育的方式。随着“互联网 ”时代的到来,人们的阅读习惯和阅读方式也在发生着变革,人们的阅读方式由以前的纸质阅读逐渐转变成现在的网络阅读,网络阅读也已经成为大部分人的生活习惯,而且越来越多的儿童也正在使用。儿童的阅读不仅仅要局限于纸质式的阅读,也要受益于网络媒体时代的发展。“互联网 ”与儿童文学阅读的结合将更有利于儿童
11月14日,“陈罗平杯”第十五届世界象棋锦标赛在菲律宾马尼拉酒店进行期间.世界象棋联合会第六届执委会第五次会议世界象棋联合会第七届代表大会会议召开。
期刊