(word完整版)高中物理受力分析中常见模型.doc

高中物理知识归纳

----------------------------力学模型及方法1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程

隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

F 1 2 F1 F2 B A F

m m A B

2 斜面模型（搞清物体对斜面压力为零的临界条件）

斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

=tg 物体沿斜面匀速下滑或静止> tg物体静止于斜面

< tg物体沿斜面加速下滑a=g(sin一cos )

3．轻绳、杆模型

绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。杆对球的作用力由运动情况决定

a

只有=arctg(

g )时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度 ?，杆的拉力 ? 若小球带电呢？╰α

m

L

·

E 1

mv B2 假设单 B 下摆 ,最低点的速度 V B= 2gR mgR=

整体下摆 2mgR=mg R

+ 1 1

2 mv A'2 mv B'2

2 2 2

V B' 2V A' V A' = 3 gR ； V B' 2V A' = 6 2gR >V B= 2gR

5 5

1

所以 AB 杆对 B 做正功， AB 杆对 A 做负功

若 V0

即是有能量损失，绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。

求水平初速及最低点时绳的拉力？

换为绳时 :先自由落体 ,在绳瞬间拉紧 (沿绳方向的速度消失)有能量损失 (即 v1突然消失 ),再 v2下摆机械能守恒例：摆球的质量为m，从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求：小球运动到最低点 A 时绳子受到的拉力是多少？

4．超重失重模型

系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y)

向上超重 (加速向上或减速向下)F=m(g+a) ；向下失重 (加速向下或减速上升)F=m(g-a)

难点：一个物体的运动导致系统重心的运动

1 到

2 到

3 过程中(1、 3 除外 )超重状态

绳剪断后台称示数

系统重心向下加速

斜面对地面的压力?

地面对斜面摩擦力?

导致系统重心如何运动？铁木球的运动

用同体积的水去补充

F a

m 图9

1．（ 15 分）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球 A 和 B（中央有孔），A 、

B 间由细绳连接着，

它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下， B 球与环中心O 处于同一水平面上， A B 间的细绳呈伸直状态，与水平线成300夹角。已知 B 球的质量为m，求：

（1）细绳对 B 球的拉力和 A 球的质量；

（2）若剪断细绳瞬间 A 球的加速度；

（3）剪断细绳后， B 球第一次过圆环最低点时对圆环的作用力

（15 分）（ 1）对 B 球，受力分析如图所示。

T sin 300 mg T 2mg ①( 1 分 )

对 A 球，受力分析如图所示。在水平方向

T cos300 N A sin 300 ②( 1 分 )

在竖直方向： N A cos30 0 m A g T sin 300 ③( 2 分 )

由以上方程解得：m A 2m ④( 1 分 )

（ 2）剪断细绳瞬间，对 A 球：F合m A g sin 300 m A a ( 2 分 )

a g / 2 ⑤( 2 分 )

2

(3) 设 B 球第一次过圆环最低点时的速度为v，压力为N ，圆环半径为r.

则：mgr 1 mv2 ⑥ ( 2 分 ) N mg m v 2 ⑦( 2 分 )

2 r

⑥⑦联解得： N ＝ 3mg ( 1 分 )

由牛顿第三定律得 B 球对圆环的压力N /＝ N ＝ 3mg 方向竖直向下⑨( 1 分 )

2．（ 20 分）如图所示，光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为2m ，长为L，车右端（A点）有一块静止的质量为m 的小金属块．金属块与车间有摩擦，与中点 C 为界， AC 段与 CB 段动摩擦因数不同．现

给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点 C 时，即撤去这个力．已知撤去力的瞬间，金属块的速度为v0，车的速度为2v0，最后金属块恰停在车的左端（ B

点）。如果金属块与车的AC 段间的动摩擦因数为 1 ，与

B C CB 段

A

间的动摩擦因数为 2 ，求1与2的比值． F

（ 20 分）由于金属块和车的初速度均为零，且经过相等时

L 间加

速后车速是金属块速度的 2 倍，则在此过程中车的加速度是金属块加速度的两倍。

金属块加速度 a1 1 g

①则车的加速度 a2 2 1 g ②

2

B

C

A

在此过程中金属块位移s1 v0 ③

2 1 g F

车的位移 s2 (2v0 ) 2

④L

4 1 g

由位移关系 s2

L

⑤得

v02

⑥s1 1

gL

2

从小金属块滑至车中点 C 开始到小金属块停在车的左端的过程中，系统外力为零，动量守恒，设向右为正

v 2m 2v0 mv0 (m 2m)v 得 v 5

方向，且最后共同速度为⑦v0

2 mg L

1 1 1 5

3

由能量守恒有2m (2v0 ) 2 mv0 2 3m ( v0 ) 2 ⑧

2 2 2 2 3

得 2 2v02

⑨由⑥⑨得 1

3gL 2

3

2

⑩

3