勻變速直線運動的基本公式和結論應用
三個公式的理解
位移時間、速度時間、位移速率,是勻變速直線運動的三個基本公式,是解決勻變速直線運動問題的基石。三個公式中的數學量x、a、v0、v均為矢量,在應用時,通常是以初速率方向為正,但凡與v0方向相同的x、a、v均為正值,反之為負值,當v0=0時,通常以a方向為正。這樣就將矢量運算轉化為了代數運算,使問題簡單化。
巧用結論式簡化解題過程
推測①中間時刻瞬時速率等于這段時間內的平均速率,即;
推測②初速率為零的勻變速直線運動,第一秒、第2秒、第3秒……內的位移之比為1∶3∶5∶……;
推測③連續相等時間間隔T內的位移之差相等Δx=aT2,也可以推廣到xm-xn=(m-n)aT2(式中m、n表示所取的時間間隔的序號)。
正確處理追及、圖像、表格三類問題
追及類問題及其解答方法和通法
通常是指兩個物體同方向運動,因為各自的速率不同前者追上后者的問題。追及問題的實質是剖析討論兩物體在相同時間內能否抵達相同的空間位置問題。解決這種問題要注意"兩個關系"和"一個條件","兩個關系"即時間關系和位移關系;"一個條件"即二者速率相等,它常常是物體間能夠追上或兩物體距離最大、最小的臨界條件,也是剖析判定問題的切入點。畫出運動示意圖,在圖上標出已知量和未知量,再找尋位移關系和速率關系是解決這種問題的通用方法。
怎么剖析圖象類問題
圖象類問題是借助數形結合的思想剖析物體的運動,是中考必考的一類題型。找尋縱座標和橫座標所代表的兩個數學量間的函數關系,將化學過程"翻譯"成圖象,或將圖象還原成化學過程,是解這種問題的通法。弄清圖線的形狀是直線還是曲線,截距、斜率、面積所代表的數學意義是解答問題的突破口。
何為表格類問題
表格類問題就是將兩個或幾個數學量間的關系以表格的方式詮釋下來,讓考生從表格中獲取信息的一類考題。這也是近些年來中考時常出現的一類考題。既可以出現在實驗題中也可以出現在估算題中。解決這種試卷的通法是觀察表格中的數據,結合運動學公式探訪相關數學量間的聯系,之后求解。
追及問題中的多解問題
注意追及問題中的多解現象
在以下幾種情況中通常存在2次相遇的問題:①兩個勻加速運動之間的追及(加速度小的追趕加速度大的);②勻減速運動追勻速運動;③勻減速運動追趕勻加速運動;④兩個勻減速運動之間的追及(加速度大的追趕加速度小的)。
追及問題中是否多解的條件
除前面提及的兩個物體的運動性質外,兩物體間的初始距離s0是阻礙著能夠追上、能相遇幾次的條件。
養成嚴謹的思維習慣,謹防漏解
①認真審題,剖析兩物體的運動性質,畫出物體間的運動示意圖。②根據兩物體的運動性質,緊扣上面提及的"兩個關系"和"一個條件"分別列舉兩個物體的位移多項式,要注意將兩個物體運動時間的關系,反映在多項式中,之后由運動示意圖找出兩物體位移間的關聯多項式。思維程序如圖所示。
受力剖析的基本方法和技巧
對物體進行受力剖析,主要根據力的概念,剖析物體所遭到的其他物體的作用。具體方式如下:
1.明晰研究對象,即首先確定要剖析那個物體的受力情況。
2.隔離剖析:將研究對象從周圍環境中隔離下來,剖析周圍物體對它施加了什么作用。
3.按一定次序剖析:口訣是"一重、二彈、三磨擦、四其他",即先剖析重力,再剖析彈力和磨擦力。其中重力是非接觸力,容易遺漏;彈力和磨擦力的有無要根據其形成條件,切勿偏頗陡然添加力。
4.畫好受力剖析圖。要按次序檢測受力剖析是否全面,做到不"多力"也不"少力"。
求解平衡問題的三種矢量解法
1.合成法
所謂合成法,是依據力的平行四邊形定則,先把研究對象所受的某兩個力合成,之后按照平衡條件剖析求解。合成法是解決共點力平衡問題的常用技巧,此方式簡捷明了,十分直觀。
2.分解法
所謂分解法,是依據力的作用療效,把研究對象所受的某一個力分解成兩個分力,之后按照平衡條件剖析求解。分解法是解決共點力平衡問題的常用技巧。運用此方式要對力的作用療效有著清楚的認識,根據力的實際療效進行分解。
3.正交分解法
正交分解法,是把力沿兩個互相垂直的座標軸(x軸和y軸)進行分解,再在這兩個座標軸上求合力的方式。由物體的平衡條件可知,Fx=0,Fy=0。
(1)正交分解法是解決共點力平衡問題的常用技巧力的正交分解原則,尤其是當物體受力較多且不在同仍然線上時,應用該法可以起到事半功倍的療效。
(2)正交分解法是一種純粹的物理方式,構建座標軸時可以不考慮力的實際作用療效。這也是此法與分解法的不同。分解的最終目的是為了合成(求某一方向的合力或總的合力)。
(3)座標系的構建方法。應該本著須要分解的力盡量少的原則來構建座標系,例如斜面上的平衡問題,通常沿平行斜面和垂直斜面構建直角座標系,這樣斜面的支持力和磨擦力就落在座標軸上,只需分解重力即可。其實,具體問題要具體剖析,座標系的選定不是一成不變的,要根據題目的具體情境和通感靈活選定。
關于磨擦力的剖析與判定
1.磨擦力形成的條件
兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對運動或相對運動的趨勢。這四個條件缺一不可。兩物體間有彈力是這兩物體間有磨擦力的必要條件(沒有彈力不可能有磨擦力)。
2.磨擦力的方向
(1)磨擦力方向總是順著接觸面,和物體間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反。(2)磨擦力的方向和物體的運動方向可能相同(作為動力),可能相反(作為阻力),可能垂直(作為勻速圓周運動的向心力)力的正交分解原則,可能成任意角度。
學習牛頓第一定理必需要注意的三個問題
1.牛頓第一定理包含了兩層涵義:
①保持勻速直線運動狀態或靜止狀態是物體的固有屬性;物體的運動不須要力來維持;②要使物體的運動狀態改變,必須施加力的作用,力是改變物體運動狀態的緣由。
2.牛頓第一定理導入了兩個概念:
①力的概念。力是改變物體運動狀態(即改變速率)的緣由。又按照加速度定義,速率變化就一定有加速度,所以可以說力是使物體形成加速度的緣由(不能說"力是形成速率的緣由"、"力是維持速率的緣由",也不能說"力是改變加速度的緣由")。②慣性的概念。一切物體都有保持原有運動狀態的性質,這就是慣性。慣性反映了物體運動狀態改變的難易程度(慣性大的物體運動狀態不容易改變)。質量是物體慣性大小的量度。
3.牛頓第一定理描述的是理想情況下物體的運動規律。
它描述了物體在不受任何外力時如何運動。而不受外力的物體是不存在的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區別的,所以不能把牛頓第一定理當作牛頓第二定理在F=0時的特例,因而不能說牛頓第一定理是實驗定理。
應用牛頓第二定理的常用技巧
1.合成法
首先確定研究對象,畫出受力剖析圖,順著加速度方向將各個力根據力的平行四邊形定則在加速度方向上合成,直接求出合力,再依照牛頓第二定理列式求解。此方式被稱為合成法,具有直觀簡便的特性。
2.分解法
確定研究對象,畫出受力剖析圖,按照力的實際作用療效,將某一個力分解成兩個分力,之后按照牛頓第二定理列式求解。此方式被稱為分解法。分解法是應用牛頓第二定理解題的常用技巧。但此法要求對力的作用療效有著清楚的認識,要根據力的實際療效進行分解。
3.正交分解法
確定研究對象,畫出受力剖析圖,構建直角座標系,將相關斥力投影到互相垂直的兩個座標軸上,之后在兩個座標軸上分別求合力,再依照牛頓第二定理列式求解的方式被稱為正交分解法。直角座標系的選定,原則上是任意的。但構建的不合適,會給解題帶來很大的麻煩。怎樣快速確切的構建座標系,要根據題目的具體情境而定。正交分解的最終目的是為了合成。
4.用正交分解法求解牛頓定理問題的通常步驟
①受力剖析,畫出受力圖,構建直角座標系,確定正方向;②把各個力向x軸、y軸上投影;③分別在x軸和y軸上求各分力的代數和Fx、Fy;④沿兩個座標軸列多項式Fx=max,Fy=may。假如加速度正好沿某一個座標軸,則在另一個座標軸上列舉的是平衡多項式。
牛頓第二定理在兩類動力學基本問題中的應用
不論是已知運動求受力,還是已知受力求運動,做好"兩剖析"是關鍵,即受力剖析和運動剖析。受力剖析時畫出受力圖,運動剖析時畫出運動草圖能起到"事半功倍"的療效。
滑塊與輪滑類問題的解法與方法
1.處理滑塊與輪滑類問題的基本思路與技巧是哪些?
判定滑塊與輪滑間是否存在相對滑動是思索問題的著眼點。方式有整體法隔離法、假設法等。即先假定滑塊與輪滑相對靜止,之后按照牛頓第二定理求出滑塊與輪滑之間的磨擦力,再討論滑塊與輪滑之間的磨擦力是不是小于最大靜磨擦力。
2.滑塊與輪滑存在相對滑動的臨界條件是哪些?
(1)運動學條件:若兩物體速率和加速度不等,則會相對滑動。
(2)動力學條件:假定兩物體間無相對滑動,先用整體法算出一起運動的加速度,再用隔離法算出其中一個物體"所須要"的磨擦力f;比較f與最大靜磨擦力fm的關系,若f
3.滑塊滑離輪滑的臨界條件是哪些?
當輪滑的寬度一定時,滑塊可能從輪滑滑下,正好滑到輪滑的邊沿達到共同速率是滑塊滑離輪滑的臨界條件。
豎直面內的圓周運動巧理解
1.豎直面內圓周運動的兩類模型的動力學條件
在豎直平面內做圓周運動的物體,按運動至軌道最低點時的受力情況可分為兩類。一是無支撐(如球與繩聯結,沿內軌道的"過山車"等),稱為"繩(環)約束模型",二是有支撐(如球與桿聯接,在彎頭內的運動等),稱為"桿(管線)約束模型"。
(1)對于"繩約束模型",在圓軌道最低點,當彈力為零時,物體的向心力最小,僅由重力提供,由mg=mv2/r,得臨界速率。(2)對于"桿約束模型",在圓軌道最低點,因有支撐,故最小速率可為零,不存在脫離軌道的情況。物體除受向上的重力外,還受相關彈力作用,其方向可向上,也可向下。當物體速率形成離心運動,彈力應向上;當彈力向下。
2.解答豎直面內圓周運動的基本思路和解題技巧
"兩點一過程"是解決豎直面內圓周運動問題的基本思路。"兩點",即最低點和最高點。在最低點和最高點對物體進行受力剖析,找出向心力的來源,列牛頓第二定理的等式;"一過程",即從最低點到最高點,用動能定律將這兩點的動能(速率)聯系上去。
"繩連"問題的解法與方法
1.求解"繩連"問題的根據是哪些?
"繩連"問題,即繩子末端速率的分解問題,是學習運動的合成與分解知識的一個難點,問題是搞不清哪一個是合速率,哪一個是分速率。求解"繩連"問題的根據,即合運動與分運動的療效相同,具有等效性。物體相對于給定參照物(通常為地面)的實際運動是合運動,實際運動的方向就是合運動的方向。物體的實際運動,可以根據其實際療效,分解為兩個分運動。
2.求解"繩連"問題的具體方式是哪些?
解決"繩連"問題的具體方式可以概括為:繩端的速率是合速率,繩端的運動包含了兩個分療效:沿繩分運動(伸長或減短),垂直繩的分運動(轉動),故可以將繩端的速率分解為,沿繩(伸長或收縮)方向的分速率和垂直于繩的分速率。另外,同一條繩子的兩端沿繩的分速率大小相等。
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