力学综合

专题01 力学综合（压轴题）一、单选题1．在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A 点由静止开始下滑，分别测出小车到达B 点和C 点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。

对上述实验的数据处理正确的是（ ）A ．图中AB 段的路程s AB =45.0cmB ．如果测得AC 段的时间t AC =2.5s ，则AC 段的平均速度v AC =32.0cm/sC ．在测量小车到达B 的时间时，如果小车过了B 点才停止计时，测得AB 段的平均速度v AB 会偏大D ．为了测量小车在BC 段的平均速度v BC ，可以将小车从B 点静止释放 【答案】B【解析】A ．由图知，图中AB 段的路程s AB =80.0cm ﹣40.0cm=40.0cm故A 错误；B ．已知测得AC 段的时间t AC =2.5s ，由图可知s AC =80.0cm ，则AC 段的平均速度80.032.0/s 2.5sAC AC AC s cmv cm t === 故B 正确；C ．如果让小车过了B 点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由sv t=知，测得AB 段的平均速度v AB 会偏小，故C 错误；D ．如果将小车从B 点静止释放，则所测时间不是运动过程中下半程的时间，小车通过AC 段的时间与AB 段的时间之差才是下半程BC 段的时间，因此测量小车在BC 段的平均速度v BC ，不可以将小车从B 点静止释放，故D 错误。

故选B 。

2．如图，小车从处于轻质杠杆OB 的A 点开始匀速向右运动，在B 端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。

下列表示AB 间的距离s 和细绳的拉力F 随时间t 变化的关系图线中，可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】D【解析】AB ．AB 间的距离s 为s=OB -OA= OB -vt由于OB 是一个定值，速度不变，则s 随t 的增大而减小，且是一条直线，故AB 错误；CD ．杠杆始终处于水平位置平衡，根据杠杆平衡的条件可知F ×OB =G ×(OA +vt )则有()G OA vt G OA GvF t OBOB OB⨯+⨯==+ F 和t 符合一次函数关系，故C 错误，D 正确。

力学综合计算知识点总结一、基本概念1、质点、质量、体积、密度质点是物理学中用来简化分析的概念，质点只有质量，没有大小，是一个理想化的物体。

质量是物体所固有的属性，是一个物体的物质量和能量特有的属性。

体积是物体所占据的空间的大小。

密度是物体单位体积的质量。

2、力、力矩、力的平衡力是物体运动和形变的原因。

力矩是力对转动物体产生的效果。

力的平衡是指物体受到的合力和合力矩为零的状态。

3、速度、加速度、运动速度是物体在单位时间内所走过的距离。

加速度是单位时间内速度的变化率。

运动是物体位置随时间的变化。

4、动量、动能、功率动量是物体运动的特定量。

动能是物体由于运动具有的能量。

功率是单位时间内做功的能力。

5、牛顿三定律牛顿第一定律：物体静止或匀速直线运动时，如果合外力为零，则物体保持静止或匀速直线运动。

牛顿第二定律：物体的加速度与作用在其上的合外力成正比，与物体的质量成反比。

牛顿第三定律：任何两个物体之间存在相互作用力，且这两个物体之间的作用力大小相等，方向相反。

二、力学问题的分析方法1、力的合成当一个物体受到多个力的作用时，可以将这些力合成为一个合力。

2、平衡问题对于处于平衡状态的物体，可以通过力的平衡来分析其受力情况。

3、动力学问题对于具有运动的物体，可以通过动力学的方法来分析其运动情况。

4、碰撞问题对于物体之间的碰撞情况，可以通过动量守恒定律和动量变化率来分析碰撞的结果。

5、弹簧振子问题对于弹簧振子的问题，可以通过弹簧的力学性质和振动的运动方程来进行分析。

6、摩擦问题对于摩擦力的存在，可以通过静摩擦力和动摩擦力的关系来分析物体在斜面上的运动情况。

7、滑块问题对于滑块在斜面上的运动情况，可以通过受力分析和加速度的计算来解决问题。

三、力学计算的具体方法1、通过分析合力和合力矩，求解物体的受力情况。

2、通过牛顿第二定律和动力学方法，求解物体的运动和加速度情况。

3、通过动能和动量的计算，求解物体的运动能量和动量变化情况。

课题：力学综合复习力部分：、力的概念：。

、力的性质：物体间力的作用是；、力的作用效果：；。

说明：物体的运动状态改变一般指：和、力的单位：国际单位制中力的单位是简称，用表示。

、力的测量：工具。

、力的三要素：力的、、。

,如果没有大小,可不表示,在同一个图中,力越大,线段应越长物体由于发生而受到的力叫弹力,弹力的大小与有关⑴重力的概念：叫重力。

⑵重力大小其中g=9.8N/kg 它表示。

⑶重力的方向：⑷重力的作用点：⑶、摩擦力的方向：摩擦力的方向与方向相反，⑷、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得⑸、滑动摩擦力定义：影响因素：；⑹、增大和减小摩擦的方法增大摩擦力的方法有：减小摩擦的方法有：力和运动部分：1、伽利略斜面实验：⑴三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是：⑵实验得出得论：。

⑶伽利略的推论是：2、牛顿第一定律：⑴内容是：⑵说明A、定律是大量的基础上，经过进一步出的，B、牛顿第一定律的内涵：C、定律告诉我们:力不是的原因。

3、惯性：⑴定义：叫惯性。

⑵说明：惯性是物体的一种性。

惯性大小只与有关，1、定义：。

、二力平衡条件：、、、1．（第一届初赛）木块放在水平桌面上，桌面对木块的压力跟木块的重力是( )A、一对大小相等、方向相反的力；(B)一对平衡力；(C)一对作用力和反作用力；(D)作用在同一物体上的力。

2．（第一届初赛）即使在冰上滑动的石块，最后也会停下来，这是由于( )A、没有力对它作用的原因；(B)冰还不够光滑的原因；(C)石头遇到了阻力的原因；(D)石头的惯性逐渐减小的原因。

3．（第一届初赛）正在运动的物体，所受的一切外力如果同时消失，那么将发生的现象是( )A、立即停下来；(B)速度逐渐减小，最后停止；(C)开始做匀速直线运动；(D)速度大小不变，方向可能改变。

4．（第二届初赛）首先推翻“力是维持物体运动的原因”这一错误观点的科学家是( )A、亚里士多德；(B)牛顿；(C)伽利略；(D)帕斯卡5．（第二届初赛）在平静的水面上匀速行驶的船，受到重力和浮力的作用。

教学目标通过力学总复习，加深同学们对力学知识的纵向和横向联系的理解；使同学们熟悉和掌握力学部分的典型物理情景；并通过对典型物理情景的剖析，掌握力学问题的思维方法和掌握解决物理问题的基本方法.教学重点、难点分析力学知识的横向联系和纵向联系; 中，能量变化和动量变化的分析.教学过程设计、力学知识概况巴学⑴使物体产生加速虛i力的积男动力学................ '< ............ 力的积累时间简谐运动过程中,物体的恆暮受力、速度、加速度、动能、动量的变化规律I以廉能量的传递、知识概述（一）牛顿运动定律动力学部分的研究对象，就物体而言分为单体、连接体；就力而言，分为瞬时力与恒力，要通过典型题掌握各自的要领•其中对物体的受力分析，特别是受力分析中的隔离法与整体法的运用是至关重要的，要结合相关题型加以深化•特别是斜面体上放一个物块，物块静止或运动，再对斜面体做受力分析•近年来的试题更趋向于考查连接体与力的瞬时作用相结合的问题.复习中不妨把两个叠加的物体在斜面上运动，分析某个叠加体的受力这类问题当做一个难点予以突破，其中特别注意运用整体法与隔离法在加速度上效果一致的特点力学综合力与运动的关系；在物体运动过程中，以及物体间相互作用的过程功动能平衝原理运动规a动能定雀机械能守恒定建功能原理冲星动量动量守恒定律动量定理•可谓举一反三，触类旁通.质点做圆周运动时，其向心力与向心加速度满足牛顿第二定律.万有引力提供向心力，天体的匀速圆周运动问题，是牛顿第二定律的重要应用.从历年高考试题看，其命题趋势是逐渐把力的瞬时效应与连接体的合分处理结合起来，使考生具有灵活运用这方面知识的能力，其要求有逐年提高倾向•因此对本章的知识的复习必须注意到这一点.从能力上讲，受力分析的能力、运动分析的能力依然是考查的重点. 对研究对象进行正确的受力分析、运动分析，是解决动力学问题的关键.1 •力和运动的关系物体受合外力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态；物体所受合外力不为零时，产生加速度，物体做变速运动.若合外力恒定，则加速度大小、方向都保持不变，物体做匀变速运动，匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线•物体所受恒力与速度方向处于同一直线时，物体做匀变速直线运动•根据力与速度同向或反向，可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动；若物体所受恒力与速度方向成角度，物体做匀变速曲线运动.物体受到一个大小不变，方向始终与速度方向垂直的外力作用时，物体做匀速圆周运动.此时，外力仅改变速度的方向，不改变速度的大小.物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时，物体做机械振动.表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.综上所述：判断一个物体做什么运动，一看受什么样的力，二看初速度与合外力方向的关系.在高中阶段所解决的力与运动的关系问题，无外乎已知物体运动情况，求物体的受力情况；已知物体受力情况，求物体的运动情况.力与运动的关系是基础，在此基础上，我们还要陆续从功和能、冲量和动量的角度，进一步讨论运动规律.2 •力的独立作用原理物体同时受几个外力时，每个力各自独立地产生一个加速度，就像别的力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理.物体的实际加速度就是这几个分加速度的矢量和•根据力的独立作用原理解题时，有时采用牛顿第二定律的分量形式Fx=maxFy=may分力、合力及加速度的关系是AE+F；a2 =a^+aj在实际应用中，适当选择坐标系，让加速度的某一个分量为零，可以使计算较为简捷，通常沿实际加速度方向来选取坐标，这种解题方法称为正交分解法.如图1-9-1 ,质量为m的物体，置于倾角为0的固定斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为卩，若要求物体的加速度，可先作出物体的受力图•沿加速度方向建立坐标并写出牛顿第二定律的分量形式mgsin 0 -f=ma , f=卩Nmgcos 0 -N=0物体的加速度对于物体受三个力或三个以上力的问题，采用正交分解法可以减少错误，做受力分析时要避免“丢三落四”.（二）力的积累从力在空间上的积累效果与力在时间上的积累效果两个角度，来研究物质运动状态变化的规律，是高中物理重点内容•深入理解“功是能量转化的量度”，以及理解在动量守恒过程中能量的变化，是这部分的核心，应着重做好以下几项工作：1 •深入理解几个重要概念本讲研究的概念较多，有功、功率、动能、重力势能、弹性势能、机械能、冲量、动量等重要概念，这是本讲知识的基础，对于它们的物理意义必须进一步深入理解.mg an 9 - l^^gcos 0m(1)打破思维惯性，正确认识功的计算公式.功的计算公式W=Fscos B应用比较广泛，不仅机械功计算经常要应用它，电场力做功和磁场力做功有时也要应用它进行计算.(2)运用对比方法，区分几个不同的功率概念.①正确区别P=W/t和P=Fvcos 0的应用范围.前者为功率的普适定义式，后者是前者导出的机械功的计算公式；前者求出的是t时间内的平均功率，当然t趋近零时，其结果也为瞬时功率，后者公式中的v为瞬时速度大小，求出的功率为瞬时功率；若v为平均速度大小，F且为恒力，求出的即为平均功率.在运用P=Fvcos 0进行计算时，要注意0的大小，也可能求出负值，那是表示阻力的功率，要注意P 和F及v是对应的，通常讲汽车的功率是指汽车牵引力的功率.②正确区别额定功率和实际功率的不同.额定功率是指机器正常工作时输出的最大功率. 实际功率是指机器实际工作时的功率，一般不能超过额定功率.③正确区分汽车两种启动方法的物理过程的不同.(3)正确理解势能概念.中学教材研究了重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等概念，还要求能够直接运用公式计算重力势能和电势能的大小.不管哪种形式的势能，其对应的作用力均为保守力，它们做功与路径无关，只与物体的始末位置有关，并且W=-A Ep•势能是个相对量，它的大小与所取的零势能位置有关，但势能的变化与零势能位置的选取无关.因此，为了处理问题方便，要巧妙选取零势能的参考位置.势能是个标量，它的正负是相对于零势能而言的.比较势能的大小，要注意它们的正负号.势能属于系统所共有，平时讲物体的重力势能，实际上是物体与地球组成的系统所共有.又如，氢原子核外电子所具有的电势能，实际上应为氢原子所具有.(4)深入理解动量和冲量的物理意义.①弄清动量和动能的区别和联系.动量和动能都是描述物体机械运动状态量的物理量，它们的大小存在下述关系：匸1 2 X= — mv =-—它们都是相对量，均与参照物的选取有关，通常都取地球为参照物. 动量是矢量，动能是标量.物体质量一定，若动能发生变化，动量一定发生变化；若动量发生变化，动能不一定发生变化.例如 物体做匀速圆周运动，动能不变，而动量时刻在变.② 正确理解冲量l=Ft .l=Ft 适用于恒力冲量的计算，是个矢量式，I 和F 是对应的，方向相同.某一恒力有冲量，该力不一定做功；某一恒力做功，该力一定有冲量.③ 弄清冲量和动量的关系.合外力冲量是物体动量变化的原因，而非动量的原因.2 •熟练掌握动能定理和机械能守恒定律的应用 (1 )运用动能定理要善于分析物理过程.例如，总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进， 其末节车厢质量为 m 中途脱节.司机发觉时, 机车已行驶L 的距离，于是立即关闭发动机滑行.设运动的阻力与质量成正比，比例系数为 k ,机车的牵 引力恒定.当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？解本题时应注意，前面的列车从脱钩以后到停止，整个运动过程有两个阶段： 第一阶段牵引力没撤去时，列车做匀加速直线运动；第二阶段为关闭发动机滑行阶段.运用动能定理时不必分阶段分别列式去研 究，应该从整个过程考虑列以下方程式：FL-k （M-m ） gSj = 0--（M-m ） vjI —■再对末节列车应用动能定理，有:-krngs 2 = 0 - ；y ；再从整体考虑，有 F=kMg本问题求解时也可假设中途脱节时，司机立即发觉并关闭发动机，则整个列车两部分将停在同一地 点.然而实际上是行驶了距离 L 后才关闭发动机，此过程中牵引力做的功可看作用来补偿前面列车多行驶s 克服阻力所做的功，即kMgL=k （ M-m ） g ^ s不难解出MLM-mM -m（2 ）运用动能定理解连接体问题时，要注意各物体的位移及速度的关系.如图1-9-2所示，在光滑的水平面上有一平板小车 M 正以速度v 向右运动.现将一质量为 m 的木块无初速地放上小车，由于木块和小车间的摩擦力的作用，小车的速度将发生变化•为使小车保持原来的运动 速度不变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力 F .当F 作用一段时间后把它撤去时，木块恰能随小车一起以速度v 共同向右运动•设木块和小车间的动摩擦因数为 □•求在上述过程中，水平恒力 F 对小车做多少功？本题中的m 和M 是通过摩擦相互联系的.题中已经给出最后两者速度均为 车和s 木的关系.由于s 车=vt , s 木=vt/2，所以s 车 /s 木=2/1根据动能定理，对于木块有WF-mgs 车=0 将①式、②式和③式联系起来，可得W=mv23 •强化动量守恒定律及其与功能关系的综合应用的训练（1 ）重视动量守恒定律应用的思维训练. 例如下面这道试题.严严 Ph h /y芦 /2 * "才21 D 12图l-S-3如图1-9-3所示，一排人站在沿x 轴的水平轨道旁，原点0两侧的人的序号都记为 n （n=1,2,3,…）.每 人手拿一个沙袋，x > 0 一侧的每个沙袋质量 m=14kg; x v 0 一侧的每个沙袋质量为m =10kg . —质量为M=48kg 的小车以某初速度从原点出发向 x 正方向滑行，不计轨道阻力.当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平速度u 朝与车相反的方向沿车面扔到车上， u 的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n 倍（n是此人的序号数）.（1）空车出发后，当车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行？（2）车上最终有大小沙袋共多少个？先确定车上已有（n-1 ）个沙袋时，车与沙袋的动量大小 p1，和第n 个人扔出的沙袋动量大小p2.如果p2> p1,则车反向滑行；若 p 仁p2就停止.要能运用不等式讨论，得出结果.题目中第（ 2）问，车沿x 负方向运动时，也应能用上述思维方法进行分析讨论.v ,解题的关键是要找出 s对于车有图1-0-2（2 ）强化动量守恒定律与能量转化的综合计算.动量守恒定律与机械能守恒定律是两个重要的守恒定律，一些物理过程常常需要运用这两个守恒定律进行处理，这就构造了一类动量和能量的综合题•详见后面例题.（三）典型物理情景[例1] 一光滑球夹在竖直墙与放在水平面上的楔形木块间，处于静止.若对光滑球施一个方向竖直向下的力F,如图1-9-4所示，整个装置仍处于静止，则与施力F前相比较[ ]A. 水平面对楔形木块的弹力增大B. 水平面对楔形木块的摩擦力不变C. 墙对球的弹力不变D. 楔形木块对球的弹力增大分析与解答：施加力F,相当于球“重”增加，这样按球“重”G增加来分析各个力的变化，就使问题简化了一层，从整体分析受力，不难得出水平面对楔形木块的弹力增加.确定选项A正确.但是，若简单地认为竖直方向的力增加，不会影响水平方向的力的变化，就认定选项 B （甚至于选项C）也正确，就犯了片面分析的错误.如果从另一角度稍加分析，不难看出球与墙之间是有相互作用力的，若没有墙，球就不可能静止.1-9-5所示，墙对球的弹力T和斜面对球的弹力N1分别为T=Gtan 0 , N仁G/cos 0以球为研究对象，其受力如图图1-9-4N,图17-5G 增加，当然T 、N1都增加.T 增加，从整体看水平面对楔形木块的摩擦力f=T .因此四个选项中所涉及到的力都应是增大的.本题选项A D 正确.［例2］在图1-9-6所示的装置中，AO BO 是两根等长的轻绳， 一端分别固定在竖直墙上的同一高度的 A B 两点，/ AOB=120，用轻杆 CC 使OA 0B 两绳位于同一水平面内， 0D 垂直于AB,轻杆0C 与0D 在同一竖直平面内，C 端固定在墙上，/ COD=60 •在结点O 用轻绳悬挂重为 G 的物体，则绳 OA 受到的拉力大 小为 ;杆OC 受到的压力大小为 ______________________ .位于水平面内的 AO BO 两绳等长，且整个装置左右对称，可见两绳的拉力相等，设为 T ,又已知/AOB=120，因此，不但能确定两绳拉力的合力的方向是沿OD 的，而且合力的大小也等于 T .于是若OD 为一绳，就可以取代（等效） AO BO 两绳的作用，题目就转化为如图1-9-7所示装置的问题，且求出 OD 绳的拉力就等于求出 OA 绳的拉力.不难得出：OD （0A ）纟电拉九T = Gc 曲『 二二G乙OC 杆受压力：N=G/sin60 ° =2G［例3］物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力F2,又经t 秒后物体回到出发点时，速率为 v2，则v1、v2间的关分析与解答:本题的“难”在于涉及三维空间，但是题目也明确给出了两个平面：△ 在的竖直平面.本题应从我们熟悉的平面问题入手来解. AOB 所在的水平面及厶 COD 所A . v 仁v2B . 2v 仁v2C . 3v 仁v2D . 5v 仁v2F1,经t 秒后物体的速率为 v1时撤去F1，立即再对它施一水平向左的恒力團 1-9-7分析与解答:设物体在F1作用下，在时间t内发生的位移为s；则物体在F2作用下，在时间t内发生的位移为-s ; 根据平均速度的定义，以及在匀加速直线运动中平均速度与即时速度的关系，可得物体在F1作用下的平均速度于是v a = 得= 2v P选A.说明:对于平均速度I学，其适用范围为所有加速度恒定的运动,包括匀加速直线运动和匀加速曲线运动. 立；对于匀加速直线运动，注意上式的矢量性.［例4］从倾角为30°的斜面上的A点以水平速度v0平抛出的小球，最后落在斜面上B点，如图1-9-8 所示•求（1）物体从A到B所需时间；（2）若物体抛出时的动能为6J，那么物体落在B点时的动能为多少？分析与解答：物体水平抛出后，做平抛运动，假设经过时间t落在斜面上的B点，则:物体在水平方向上的位移为x=vOt物体在竖直方向上的位移为y=gt2/2于是有-=—tan30°x 2v0即：2程％t=^r因为 1 23叫=力物体在爲作用下的平均速度石对于匀加速直线运动，无论物体是否做往返运动，上式都成如果物体落在B 点的速度大小为 v ,则=tan30s 2%2^3 gt =〒坯2 = 6X1 = 1413 3［例5］如图1-9-9所示，置于光滑水平面上的斜劈上， 用固定在斜面上的竖直挡板， 挡住一个光滑球.这 时斜面和挡板对球的弹力分别是 N 和T .若用力F 水平向左推斜劈，使整个装置一起向左加速运动，则 N 与T 的变化情况是N ______ , T ___ .分析与解答:首先弄清静止时的情况，这是变化的基础.设球重 G 斜面倾角9，这是两个不变化的物理量.受力图已在原图上画出，静止时有Ncos 9 =G, Nsin 9 =TN=G/cos 9 , T=Gtan 9当整个装置一起向左加速运动时,N' cos 9 =G N' sin 9 -T ' =ma于是可得N ‘ =G/cos 9 , T ' =Gtan 9 -ma因此，N' =N, T 'v T其实，这一问题，也可以这样思考：整个装置一起向左加速运动时，在竖直方向上，系统依然处于平 衡状态，所以球在竖直方向受合力仍然为零•即仍要满足 N=G/cos 9，正是这一约束条件，使得斜面对球 的弹力N 不可能发生变化，于是使得重球向左加速运动，获得向左的合外力的唯一可能就是T 减小了.本题答案是N 不变，T 减小.本题给我们的直接启示，是要树立“正交思维的意识”，即在两个互相垂直的方向上分析问题. 对比和联想，特别是解题之后的再“想一想”，是提高解题能力的“事半功倍”之法•譬如:所以于是可得图 1-9-9其一，本题若改为整个装置竖直向上加速运动，讨论各个力的变化情况时，绝不能简单地套用本题的结论，得出“N增大，T不变”的错误结论•同样应由竖直与水平两个方向的约束条件分析，由竖直方向向上加速，可得N增大；由水平方向平衡，注意到N增大，其水平方向的分量也增大，T=Nsin 0，也会随之增大，“正交思维的意识”是一种思维方法，而不是某一简单的结论.其二，本题还应从T减小联想下去一一这也应形成习惯•挡板对球的弹力T的最小值是零•若T=0,可得出球以及整个装置的加速度a=gtan 0 ,这是整个装置一起向左加速运动所允许的最大加速度，加速度再大，球就相对斜面滑动了.若a=gtan 0，既然T=0,那么挡板如同虚设，可以去掉，这样对斜劈的水平推力F的大小，在知道斜劈和重球的质量(M和m)的前提下，也可得F= ( M+m gtan 0 •［例6］质量分别为ml和m2的1和2两长方体物块并排放在水平面上，在水平向右的力F作用下，沿水平面加速运动，如图1-9-10所示，试就下面两种情况，求出物体1对物体2的作用力T.图1-fi-LQ(1) 水平面光滑.(2) 两物块与水平面间的动摩擦因数□相同.分析与解答.(1 )以整个装置为研究对象，它们的加速度为a,则a nij再以物块2为研究对象，物块1对2的作用力T,有111)T 二口应二--- F叫+m3(2 )与上述过程相同•以整个装置为研究对象，它们的加速度为a',则;Fa' = 一-一 -卩g叫+叫再以物块2为研究对象，物块1对2的作用力「，有T' - 口m2g=m2a两种情况的结论相同， 这是因为与“光滑”情况相比较， 两物块在运动方向上都各增加了一个力， 而这个力是与两物块的质量成正比出现的，两物块的加速度为此改变了相同的值，并非它们之间相互作用力 改变造成的；反之，若两物块之间的相互作用力发生了变化，两物块在相反方向上改变了相同的值，为此 它们的加速度将一个增加，一个减小，不可能再一起运动了.这与事实不符.另外，1998年高考有一道类似的试题：题中给出物块1的质量为2m 与水平面间的摩擦不计，物块2的质量为m 与水平面间的动摩擦因数为□，同样在水平力F 作用下加速运动，求物块 1对物块2的作用力.解的步骤依然是：（3 ）以整个装置为研究对象，它们的加速度为 a ,则再以物块2为研究对象，物块 1对2的作用力T ,有F= ( M+m g (tan 0 + )[例7] 一平板车质量 M=100kg,停在水平路面上，车身的平板离地面的高 h=1.25m , —质量m=50kg 的 小物块置于车的平板上， 它到车尾（左端）的距离b=1.00m ,与车板间的动摩擦因数 卩=0.20 ,如图1-9-11所示•今对平板车施一水平方向向右的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落•物块刚离开车板的 时刻，车向前行驶的距离s0=2.0m .求物块落地时，落地点到车尾的水平距离s .（不计路面与平板车以及轮轴之间的摩擦，取g=10m/s2）分析与解答:车启动后，物块受向右的摩擦力 f=卩mg 同时车也受同样大小向左的摩擦力.物块与车都向右加速运动，物块能从左侧离开车， 表明车的加速度a2大于物块的加速度 a1 .图1-9-12所示为从启动到物块将离开车时，它们的位移关系.对物块:T y所以T ' - 口 m2g=m2a團1-9-12初速度为零，加速度al和位移si大小分别为a仁口g=2.0m/s2si=s0-b=1.0m所用时间ti和末速度vi分别为= (2烈角=2.0m/s此间车的加速度a2和末速度v2分别为2舟2a2= —= 4m/s ?巾二砌t]=4m/w由对车使用牛顿第二定律F-卩mg=Ma2作用于车向右的水平恒力F=500N物块离开车板后，做平抛运动，到落地所用的时间水平射程s'仁vit2=1.0m在物块做平抛运动这段时间内，车做匀速运动的加速度a3=F/M=5m/s2位移勿二巾S +却；/ 2二2.625m所以s=s2-s ' 1=1.625m说明:这道题要求同学能根据题给条件，对整个运动要有一个清晰的分析. 对涉及的车子、小物块在整个过程的各个阶段的运动特点都有明确的概念•这样就不难根据有关规律列出它们在各个阶段的有关方程•这道题列出的联立方程较多，因而要求同学具有一定的应用数学工具处理物理问题的能力，和把比较复杂的问题一步一步演算到底的心理素质.分析与解答: 由牛顿第二定律最低点：T z - mg = mAl由机械能守恒定律得+ mg2L所以由①、②、③式得 T1-T2=6mg［例9］质量m=4X 103kg 的汽车，发动机的额定功率为 P0=40X 103W 若汽车从静止开始, 的加速度做匀加速直线运动，运动中受到大小恒定的阻力f=2 X 103N,求：(1)汽车匀加速运动的时间. (2)汽车可达的最大速度 Vm(3 )汽车速度 v=2vm/3时的加速度a1.分析与解答:［例8］如图1-9-13所示，轻绳长L , 一端固定在0点，另一端拴一个质量为m 的小球, 平面内做圆周运动•欲使小球能通过最高点，试证明：使小球在竖直⑴水球通过最低点的逋軌应有％》应”(2)小球通过最低点和最高点所受的绳拉力T1 和 T2 之差有：T1-T2=6mg.以 a=0.5m/s2U 1-9-13若对汽车发动机的额定功率缺乏正确的理解，那么，对本题所设两问就不可能理解，更不用谈正确的解•汽车发动机的额定功率是允许的最大输出功率，发动机的输出功率P等于汽车的牵引力F与速度v的乘积，即P=Fv就本题而言，应分两个阶段分析：第一阶段，汽车从静止开始做匀加速直线运动，且阻力f恒定•因此，这一阶段汽车的牵引力恒定，由P=Fv可知，随汽车速度的增加，发动机的输出功率也将随之增加.但是汽车发动机的功率不可能无限增加•在达到额定功率后，汽车速度再增加，只能导致牵引力F减小，从而加速度减小.但速度仍在增加，又会使牵引力减小，加速度减小，…<AUTHOR A<AUTHOF这就是为什么会有匀加速运动的时间之说•直到汽车的加速度为零时，即牵引力减小到与阻力平衡，汽车的速度才达可能的最大值vm,以后在额定功率下，汽车做匀速运动.具体解法如下：(1 )汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得F-f=ma , F=4X 103N汽车做匀加速运动的过程，发动机的输出功率随之增加，当达额定功率时，汽车匀加速运动可达的最大速度v'，有v' =PO/F汽车匀加速运动所用的时间t=v ' /a=20s(2)这以后汽车保持恒定的额定功率，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大值vm此时有vm=P0/f=20m/s(3) v=2vm/3时，由于v> 10m/s，所以汽车正处于加速度减小过程中.汽车的加速度(即时加速度)图1-9-14是本题所述过程的v-t图线，t=20s前，汽车牵引力恒定，做匀加速直线运动，在t=20s 后，汽车的功率恒定，做加速度逐渐减小(图线的斜率逐渐减小)的加速运动•不难看出，这两种启动方法物理过程是有所不同的.为了把功率知识和牛顿第二定律与动能定理有机结合起来，还可讨论下面的问题:①在汽车保持P0不变的启动过程中，当速度达到最大速度vm的一半时，加速度为多大？②若汽车先以恒力F启动，达到v' m后再保持P0不变的运动.如果知道从v' m到刚达到v通过的位移s，那么汽车从静止开始到速度刚达到vm的时间为多少？［例10］质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上•平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图1-9-15所示•一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点.若物块质量为2m仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度•求物块向上运动到达的最高点与O点的距离.分析与解答:质量为m的物块运动过程应分为三个阶段：第一阶段为自由落体运动；第二阶段为和钢板碰撞；第三阶段是和钢板一道向下压缩弹簧运动，再一道回到O点•质量为2m的物块运动过程除包含上述三个阶段以外还有第四阶段，即2m物块在O点与钢板分离后做竖直上抛运动•弹簧的初始压縮量都是阳故有Ep二Ep,于是；对于m第—阶段，根据自由落体规律有％二J6肌©第二阶段，根据动量守恒有mv0=2mv1②笫三断段、很据机械能环恒有耳+1 v：= Lirig::,-,③对于2m物块:第二阶段，根据动量守恒有2mv0=3mv2对于这类综合题,程中相关量的关系.要善于分析物理过程中各个阶段的特点及其遵循的规律, 要注意两个物体在运动过图1-9-15。