如何解決力與運(yùn)動問題

?

如何解決力與運(yùn)動問題

◇河北劉春

高中生在初學(xué)高中物理時，往往不能將物體受力與運(yùn)動關(guān)系有機(jī)結(jié)合起來,問題的關(guān)鍵是不能把握“2個分析”“1個橋梁”．

1解決2類基本問題的方法

以加速度為“橋梁”,由運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解,具體邏輯關(guān)系如圖1所示.

圖1

22類動力學(xué)問題的解題步驟

圖2

(1) 滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ;

(2) 恒力F的大小．

mgsin 30°-μmgcos 30°=ma,

(2) 使滑塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動,有加速度向上和向下2種可能．當(dāng)加速度沿斜面向上時,有

Fcos 30°-mgsin 30°-

μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1,

當(dāng)加速度沿斜面向下時，有

mgsin 30°-Fcos 30°-

μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1，

圖3

F-μmg=ma1, -μmg=ma2,

L1-L2

由以上各式聯(lián)立可解得0.4 m

答案0.4m

圖4

(1) 艦載機(jī)著艦后,若僅受空氣阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多長才能保證艦載機(jī)不滑到海里?

(2) 為了艦載機(jī)在有限長度的跑道上停下來,甲板上設(shè)置了阻攔索讓艦載機(jī)減速,同時考慮到艦載機(jī)掛索失敗需要復(fù)飛的情況,艦載機(jī)著艦時不關(guān)閉發(fā)動機(jī)．圖4所示為艦載機(jī)勾住阻攔索后某一時刻的情景,此時發(fā)動機(jī)的推力大小為F=1.2×105N,減速的加速度a1=20 m·s-2,此時阻攔索夾角θ=106°,空氣阻力和甲板阻力保持不變．求此時阻攔索承受的張力大小?(已知sin 53°=0.8, cos 53°=0.6)

圖5

(2) 艦載機(jī)受力分析如圖5所示,其中FT為阻攔索的張力,Ff為空氣和甲板對艦載機(jī)的阻力,由牛頓第二定律得

2FTcos 53°+Ff-F=ma1.

艦載機(jī)僅受空氣阻力和甲板阻力時Ff=ma0, 聯(lián)立可得

FT=5×105N．

答案(1) 1 102.5m. (2) 5×105N.

3解決2類動力學(xué)問題的2個關(guān)鍵點

1) 把握“2個分析”“1個橋梁”.

2) 尋找多過程運(yùn)動問題中各過程間的相互聯(lián)系．如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度,畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系等．

力與運(yùn)動問題是高中物理的基礎(chǔ)，也是解決大多數(shù)物理問題所必須面對的基本情境和規(guī)律，同時，解決力與運(yùn)動問題的思想方法也是解決物理問題的基本思想方法，值得廣大師生認(rèn)真研究和掌握.

(作者單位：河北承德寬城縣一中 )

2個分析:物體的受力情況分析和運(yùn)動過程分析．

1個橋梁:加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動和受力的橋梁．