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斜面上做功怎么計算 (物理)高中物理必考知識點,你掌握了嗎?

更新時間:2024-04-16 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

受訪者現為大四學生,當年高考物理成績為107/110。 進入大學后,我喜歡物理,所以當了幾年高中物理導師。 我見過形形色色的高中生,也逐漸總結出一套高中物理的教學方法,現在分享給大家。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

第一步:繪圖和建模7Ym物理好資源網(原物理ok網)

其實,當你邁出了做題第一步的時候,不要急于套用公式,因為這時候你還沒有分析出題中物體的運動,茫然地套用公式只會讓你你頭暈。 這時候你應該畫一幅畫,將題目中的文字信息轉換成你畫的物理模型。 例如,如果他說有一個斜坡,你就在草稿紙上畫一個斜坡。 如果他說斜坡上有一個物體,你就繼續畫它。 在此斜坡上添加一個塊。 簡而言之,你只需要將問題中提到的所有東西都畫到圖中即可。 然后在圖上標記所有已知量,并設置所有未知量。 不要害怕設置太多的未知數。 因為它最終是肯定能夠被消除或者解決的。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

步驟 2:受力分析和運動分析7Ym物理好資源網(原物理ok網)

物理學的核心是力,物理學的運動本質上是由力決定的。 因此,受力分析是問題的核心。 這里我們需要利用好整體法和孤立法。 我之前不是讓你把所有的圖都畫出來了嗎? 那么你就不再需要看試卷了,只需盯著草稿紙上的圖片,找到一個物體作為分析的對象即可。 這個物體周圍可能還有很多其他的東西,但你要記住,我們只是研究力,所以無論物體周圍有什么小球、塊、斜坡、傳送帶、圓形軌道或電磁場,都要對待它們皆為力量。 例如,如果您已經繪制了傳送帶施加在物體上的所有力,那么傳送帶可以被您忽略并消失,因為它唯一的功能是提供力。 如果繼續這樣分析,你會發現物體周圍的物體紛紛消失,最后紙上只剩下你的分析物體。 該對象現在應該位于一堆具有不同方向和長度的箭頭之中。 這就是它的兵力情況。 那么接下來自然就是求這些力的合力,因為真正發揮作用的是合外力,即產生加速度。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

第三步:逐步分析7Ym物理好資源網(原物理ok網)

物理學上沒有困難的問題。 簡單的問題太多了,自然就變成了難題。 事實上,物理學中的難題本質上是一堆簡單問題的組合。 這些簡單的問題與物理公式或邏輯包裹在一起。 出題者接著加上一些專有名詞和臨界條件,比如“順利,恰到好處”,只要,至少,節點,鏈接等等,就可以把學生迷倒。 但此時不要害怕。 之前不是讓你分析過力嗎? 您現在就可以使用它。 根據施加在物體上的力,可以總結出其運動軌跡。 這個軌跡可能包括多種運動情況,包括先勻加速,然后勻速,然后圓周運動,最后一段平拋運動。 但不要被他嚇倒,因為每個動作片段都是相互獨立的。 分析勻加速運動時,只用勻加速相關的公式,不考慮后續的運動。 在這個一步一步的分析中,物體的所有運動都被分析了。 問題可能會要求你找出總的鍛煉時間或者其他什么。 您只需將 t1 與 t4 相加即可。 當然,問題中可能有多個物體在運動,但在兩個物體所受的力保持不變的前提下,兩個物體的運動是相互獨立的。 你可以單獨分析一下。 這時,問題往往會問““板子至少有多長?”“劃痕有多長?”“產生多少熱量?”這些問題本質上是問你有多少相對位移。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

步驟 4:將數據代入計算7Ym物理好資源網(原物理ok網)

也許很多初中生剛進入高中時都有一個初中遺留下來的習慣。 當他們看到字母時,他們就害怕字母。 他們喜歡盡早引入問題中的數據并將其轉換為數字。 但其實字母更適合高中題,因為字母代表一般情況,每個字母都體現了它的物理意義。 這樣可以減少你的計算量,理清你的思路。 對于真正的數值評估,我們一般都會把它們全部放到最后。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

第五步:檢查是否有遺漏并填寫7Ym物理好資源網(原物理ok網)

當你解決完一個問題后,你必須看看你的答案是否有任何不完美的地方。 注意,我不是要求你重新檢查問題或者重新計算問題,而是看你是否完整地回答了問題。 不可以,比如題目要求你求A點的速度,你就得檢查你是否寫了方向。 如果不這樣做,你只能回答一半的問題。 力分析中分析的是圓形軌道對物體的支撐力,但問題問的是物體對圓形軌道的壓力。 你得看看能不能用牛頓第三定律來換算? 這些都是嚴格的物理邏輯斜面上做功怎么計算,不注意就會扣分。 最后,記得給老師寫一個答案斜面上做功怎么計算,總結你所有問題的答案。 老師一眼就能看到你的答案,真的很舒服。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

說了這么多,我們根據一個話題來分析一下。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

斜面上做功怎么計算7Ym物理好資源網(原物理ok網)

如圖所示,質量為m=1Kg的小滑塊(視為質點)在半徑為R的四分之一平滑圓弧的最高點A處從靜止狀態釋放,運動到B點時速度為2m/ s。 。 當滑塊經過B時,圓弧軌跡立即消除。 滑塊在光滑水平面上移動一定距離后,從C點經換向軌道過渡到傾角=37°、長度L=1m的斜面CD。 CD之間鋪有一層特殊材料。 動摩擦因數范圍為0≤μ≤1.5,坡底D點與光滑地面平滑連接。 地面上的輕彈簧一端固定在O點,另一端在自然狀態下正好在D點。 認為滑塊在C、D點反轉方向。當速度不變時,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。 (不含空氣阻力,g為10m/s^2)7Ym物理好資源網(原物理ok網)

問題:(1)求光滑圓弧的半徑R以及滑塊經過B點時圓弧上的壓力。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

(2) 若μ=0,求滑塊第一次從C移動到D的時間和彈簧的最大彈性勢能。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

(3) 如果滑塊最終停在D點,求μ的取值范圍。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

乍一看,這個問題似乎很長,而且開頭那句“去掉圓弧軌道”顯得莫名其妙。 但此時不要著急。 慢慢分析就會明白它的用處了。 我們開始分析吧。 (注:下面的分析中,VB2是指B點速度的平方,其他字母同理)7Ym物理好資源網(原物理ok網)

解:(1)第一題我們分析塊。 由于圓形軌道是光滑的,塊體從A點到B點沒有能量損失。因此,減少的重力勢能完全轉化為B點的動能。有mgR=mVB2/2。 R=0.2m7Ym物理好資源網(原物理ok網)

然后對B點的木塊進行受力分析。它在B點只受到兩個力,一個是垂直向上的彈力N,另一個是垂直向下的重力mg。 這兩個力的合力提供了向心力。 ,故N-mg=Fa=mVB2/R,解為N=30N。 但請注意,答案到這里還沒有結束。 這道題問的是圓形軌道上的一個物塊的壓力,這里你的力分析分析的是圓形軌道對一個物塊的彈力。 因此,你還需要多說一件事。 根據牛頓第一第三定理,N和F壓力大小相等,所以F壓力=30N。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

(2)第二題給出了條件μ=0,所以我們會發現木塊在整個運動過程中并沒有產生任何內能。 C點木塊的速度為Vc=2m/s。 對斜坡上的方塊進行同樣的操作。 受力分析,沿傾斜方向分解重力,表明物體僅受到沿傾斜方向的 6N 滑動力和來自傾斜方向的 8N 支撐力。 但由于μ=0,本題不使用8N支撐力。 我們只考慮6N的滑動力。 顯然,這是物體所受的總外力。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

由F=ma可知,物體在a=6m/s2的斜坡上作勻加速直線運動,VD2-VC2=2aL,VD=4m/s,故△V等于VD-VC = 2m/s,然后由a=△V/△t的定義,求出△t=1/3秒7Ym物理好資源網(原物理ok網)

當物體處于OD段時,只有動能和彈簧的彈性勢能相互轉換。 因此,當物體的動能完全轉化為彈簧的彈性勢能時,EP達到最大值,EP(max)=EDK=mVD2/2=8J7Ym物理好資源網(原物理ok網)

(3)從標題中我們可以看出,彈簧的作用實際上就是將物體推回斜面。 也就是說,你可以這樣理解,彈簧的作用就是使物體在D點的速度反向,而不會丟失物體本身。 能量(因為肯定會被返回),而整個裝置只有粗糙的表面CD,所以方塊的所有能量損失只能由斜面來承擔。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

我們假設μ從0開始逐漸增大。當μ很小時,由于物體本身在C點有動能,如果斜率消耗的能量太少,物體可能會沖回C點。這里你會發現問題的答案“去除圓形軌道”中“去除圓形軌道”的作用是什么? 這是告訴你,物體返回到C點時,會從B點掉落。因此,所有允許物體返回到C點的μ都是不可取的。 我們只需要計算出讓木塊精確返回到C點的臨界μ即可。由于木塊的正面和背面都在C點,重力不起作用,mVC2/2=Wf=2Lf=16μ。 解為μ等于1/8。 可見0≤μ<1/8是一個不理想的區間。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

然后μ繼續增加。 此時物體肯定無法返回到C點,只能滑到斜坡上。 那么下一個關鍵點是什么? 事實上,它就是物體可以自由地靜止在斜面上的μ。 如果物體不能停留在斜坡上,那么它只能落到彈簧上,彈簧必須將其推回到斜坡上。 這時,你發現物體無法停在泉水或斜坡上,那么它就只有一個地方了。 你可以停下來,這就是我們要求的D點。 此時,木塊將在OD段和CD段之間來回運動,由于CD段的摩擦消耗,其運動幅度不斷減小,最終能量耗盡,停在點處。 D. 對于臨界分析,有=μ,且μ=tan37=3/4。 因此我們發現1/8≤μ<3/4是理想的。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

然后μ繼續增加。 這時,物體可以停在斜坡上,但它的能量顯然不足以支持它兩次通過斜坡。 因此,如果它想停在D點,只能滑到D點一次并停止。 有Wf=16μ=mVC2/2+,解為μ=1。 因此,當3/4≤μ≤1.5時,僅μ=1即可。7Ym物理好資源網(原物理ok網)

綜上所述,μ的取值范圍為1/8≤μ<3/4或μ=17Ym物理好資源網(原物理ok網)

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