高中物理問題。望大家幫忙

時間 2022-03-06 08:50:02

1樓:匿名使用者

1。如題:如果a和b是木板的話,c是什麼?

2。理想的繩子沒有彈性係數,因此一旦繩子被拉直,力會從繩子一端立即被傳導到繩子的另一端。這就是繩子上的力會發生突變的原因。

而彈簧的一端加力後,彈簧首先要應力而變形,變形的大小與力值有關。由於彈簧變形的位移不能發生突變(肯定是一個過程),因此載入於彈簧上的力不會突變。

關於1,假設c是位於a之上,且b在a另一側。當b碰撞a時,b減小了自己的動量,並將這個動量以力f的形式傳給a。本來這個力f應該驅動a沿力f的方向運動,但c阻擋了a的運動,結果a又將一部分的動量以力f的形式傳導給了c,使c獲得加速度a=f/m。

由於f產生的瞬間c的初速為零,因此c在這一「瞬間」是不動的。

2樓:吱吱吱

、瞬間問題的分析

1、彈性繩和非彈性繩的區別:

如圖所示,a圖中m、m之間用一彈簧相連,b圖中m、m之間用一非彈性繩(細線)相連,將連線m的細線剪斷的瞬間,ab圖中m、m一物體的加速度各是多少?

分析:a圖中m、m之間用一彈簧相連,彈簧能發生明顯的彈性

形變,所以彈簧的形變發生改變,與彈簧相連線的物體要發生一定的位移,而發生位移需要一定的時間,所以彈簧形變的改變需要一定的時間,即在剪斷細線的瞬間,彈簧的形變不會發生改變,也就是彈簧的彈力不變。所以a圖中在剪斷連線m細線的瞬間,m的加速度為零。m的加速度為

b圖中m、m之間用一非彈性繩(細線)相連,細線不能發生明顯的彈性形變,所以細線的形變發生改變,與細線相連線的物體不需要發生一定的位移,所以細線形變的改變不需要時間,即在剪斷細線的瞬間,細線的形變就會發生改變,瞬間變為零。所以b圖中在剪斷連線m細線的瞬間,m的加速度為g,m的加速度也為g。

綜上所述,求解瞬間加速度問題的關鍵是彈性繩和非彈性繩的區別,對於彈性繩在瞬間彈力不變,而對於非彈性繩在瞬間彈力發生突變,根據彈力的變化,求出物體所受的合外力。再根據牛頓第二定律求解加速度。、

2、例題:如圖所示,一質量為m的小球,用兩根細繩懸掛處於靜止,其中ab繩水平,ob與豎直方向成θ角。(1)當剪斷水平繩ab的瞬間小球的加速度大小和方向如何?

(2)如果將細繩ob換成彈簧,當剪斷水平繩ab的瞬間小球的加速度大小和方向又如何?

解:(1)剪斷水平繩ab的瞬間,細繩ob的拉力瞬時發生變化,

受力分析如圖所示,將重力沿繩和垂直於繩的方向分解。則有:

g1=mgsinθ g2=mgcosθ

沿繩方向的兩個力的合力提供向心力,根據牛頓第二定律有:

由於v=0所以沿著繩的方向小球的加速度為零,即只在垂直於繩的方向小球有加速度,設加速度為a,根據牛頓第二定律有: g1=ma

解得a=gsinθ 方向與水平方向的夾角為θ

(2)剪斷水平繩的瞬間,彈簧ob的拉力不變,所以剪斷的瞬間繩的拉力和重力的合力產生加速度。對沒剪斷水平繩前對小球受力分析如圖,可知剪斷ob瞬間t和mg的合力與沒剪斷ob前,ob的拉力f大小相等方向相反,根據平衡的知識可求得沒剪斷ob前的拉力f=mgtgθ,根據牛頓第二定律有:f=mga 解得a=gtgθ 方向水平向右。

練習:如圖所示,質量分別為m1和m2的小球,用不計質量的輕彈簧連在一起,並用長為l1的細線拴在軸上,m1和m2均以角速度ω繞oo.軸在水平光滑桌面上做勻速圓周運動,此時兩球間的距離為l2,且線、彈簧、兩球均在同一直線上,若此時將線剪斷,在剪斷細線的瞬間m1和m2的a1和a2分別多大?

(答案:a1=m2ω2(l1+l2)/m1 a2=ω2(l1+l2))

二、超重和失重

1、彈簧秤(檯秤)測量物體重力的原理

彈簧秤測量物體的重力時將物體懸掛在彈簧秤的下端,豎直方向平衡時,物體受到的重力和彈簧的彈力平衡,即大小相等方向相反。而彈簧對物體的彈力和物體對彈簧的拉力是一對作用力和反作用力(大小相等方向相反)。所以物體受到的重力的大小與物體對彈簧的拉力的大小相等。

而彈簧秤的示數顯示的正是物體對彈簧的拉力的大小。

綜上所述,要明確一點,即彈簧秤(檯秤)測量物體受到的重力,其示數並不是物體的重力而是物體對彈簧的拉力(或對臺秤的壓力),只不過平衡時,物體的重力與物體對彈簧的拉力(或對臺秤的壓力)大小相等,所以可以通過彈簧秤(檯秤)的示數知道物體所受重力的大小。

2、物體懸掛在彈簧秤下端時,如果物體不處於平衡時,比如有豎直向上的加速度a,則此加速度a是由物體所受的彈簧的彈力t和重力g的合力產生的,根據牛頓第二定律有:

t-g=ma,所以t=g+ma,由於彈簧對物體的彈力和物體對彈簧的拉力是一對作用力和反作用力,所以物體對彈簧的拉力大小也為g+ma,即彈簧秤的示數也為g+ma,也就是此時彈簧秤的示數不再等於物體重力的大小,而是比物體的重力大了ma。這種情況稱為物體的超重。綜上所述超重並不是物體的重力的增加而是物體對其懸掛物的拉力或對其支援物的壓力的增加,當物體的加速度為a時,拉力(壓力)增加了ma。

同理,當物體有豎直向下的加速度a時,物體對其懸掛物(支援物)的拉力(壓力)要減少,根據牛頓第二定律也可知減少量為ma,這種現象稱為失重。

即當物體豎直向上加速運動或豎直向下減速運動時,物體有豎直向上的加速度,物體處於超重;當物體豎直向下加速運動或豎直向上減速運動時,物體有豎直向下的加速度,物體處於失重,如果豎直向下的加速度為重力加速度g,此時物體對其懸掛物(支援物)的拉力(壓力)為零,稱為完全失重。

3、超重和失重並不是物體重力的增加或減少,而是物體對其懸掛物(支援物)的拉力(壓力)的增加或減少,當物體豎直方向的加速度為a時,拉力(壓力)的增加或減少量均為ma。對超重和失重的理解這一點是非常重要的,真正的理解了在解決問題過程中是非常有幫助的。

例:如圖所示,質量為m的滑塊在質量為m,傾角為300的斜面上以加速度a勻加速下滑,求滑塊在下滑的過程中,斜面對水平地面的壓力為多大?

解:如果滑塊靜止在斜面上,則斜面對水平地面的壓力與斜面和滑塊的重力之和大小相等。滑塊在下滑的過程中,有豎直向下的加速度分量a1=asin300,所以滑塊在下滑的過程中失重,即斜面和滑塊對水平地面的壓力減少,減少量為ma1,所以此時斜面對水平的壓力n根據失重有:

n=(m+m)g-ma1=(m+m)g-masin300

練習1:如圖所示,三角架質量m,靜止在水平面上,中間用兩根質量不計的輕質彈簧拴一質量m的小球,小球在豎直方向上上下振動,求當三角架對水平地面的壓力為零時,小球的加速度為多少?

(答案:a=(m+m)g/m)

練習2:如圖所示,滑輪質量不計,m1=m2+m3,此時彈簧秤讀數為t,若把m2從定滑輪的右邊移到左邊,則彈簧秤的示數如何變化?

(答案:彈簧秤的示數將減少,從超重和失重的角度考慮)

練習3:如圖所示,用繩豎直懸掛質量為m的木杆,杆的上下兩端各有一質量為m1、m2的小貓,小貓m1以加速度a1下滑,小貓m2以加速度a2上爬,若杆保持不動,試求懸繩張力的大小。

(答案:(m+m1+m2)g-m1a1+m2a2)

三、動力學中的臨界問題

運動物體的加速度發生變化時,物體的受力情況要發生變化,而物體的受力情況發生變化時,運動物體的加速度也要發生變化。即力和加速度的變化具有瞬時性。而變化過程中運動物體從一種狀態變化到另一種狀態,中間有一個過渡即臨界狀態,而在動力學問題中分析運動物體的臨界是解決問題的常用方法之一。

(即根據物體的受力情況分析運動物體的加速度或根據運動物體的加速度分析物體的受力情況的問題)

例1:如圖所示,質量m=1kg的物塊放在傾角為θ的斜面上,斜面的質量m=2kg,斜面與木塊間的動摩擦因數為μ=0.2,地面光滑,θ=370,現對斜面施加一水平推力f,要使物體相對斜面靜止,力f應為多大?

(設物體與斜面間的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力)

(答案:14.3n≤f≤33.6n)

例2:如圖所示,質量為m的光滑小球用輕繩連線後掛在斜面的頂端,繩與斜面平行,斜面置於水平面上,求:(1)斜面以加速度a1=m/s2水平向左的加速度運動時,繩的拉力多大?

(2)斜面的加速度至少為多大時,小球對斜面無壓力?此時加速度的方向如何?(3)當斜面以加速度a2=2g向左加速運動時,繩的拉力多大?

四、結合圖象分析解決問題

應用圖象是分析問題和解決問題的重要方法之一,在解決動力學問題時,如果物體的受力情況比較複雜,要分析物體的運動情況可以藉助於圖象,根據物體的受力情況做出運動物體的速度-時間圖象,則物體的運動情況就一目瞭然,再根據圖象的知識求解可以大大地簡化解題過程。

例:質量為1kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數0.2,作用在物體上的水平拉力f與時間的關係如圖所示,求運動物體在12秒內的位移?

(答案:s=100m)

練:放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力f作用,力f的大小與時間t的關係、物塊速度υ與時間t的關係如圖所示.取g = 10m/s2.試利用兩圖線求出物塊的質量及物塊與地面間的動摩擦因數�

(答案:μ=0.4)

練:如圖所示,a、b是真空中平行放置的金屬板,加上電壓後,它們之間的電場可視為勻強電場,a、b兩板間距離d=15cm。今在ab兩極板上加如圖所示的交變電壓,交變電壓週期為t=1.

0×10-6s;t=0時,a板電勢比b板電勢高,電勢差u0=1080v。一個帶負電的粒子荷質比q/m=1.0×108c/kg。

在t=0時刻從b板附近由靜止開始運動,不計重力。問:(1)當粒子的位移為多大時,粒子速度第一次達到最大值?

最大速度為多大?(2)粒子運動過程中將與某一極板碰撞,求粒子撞擊板時的速度大小?

(答案:(1)s=0.04m vm=2.4×105m/s (2)v=2.1×105m/s)

五、連結體問題

在連結體問題中,如果不要求知道各個運動物體間的相互作用力,並且各個物體具有大小和方向相同的加速度,就可以將它們看成一個整體,分析其受到的外力和運動情況,應用牛頓第二定律求出加速度(或其它未知量);如果需要知道物體間的相互作用力,就需要用隔離法將物體從周圍隔離出來,將內力轉化為外力,分析物體的受力情況和運動情況,並應用牛頓第二定律列方程求解。

例:如圖所示,質量分別為15kg和5kg的長方形物體a和b靜止疊放在水平桌面上.a與桌面以及a、b間動摩擦因數分別為μ1=0.

1和μ2=0.6,設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力。問:

(1)水平作用力f作用在b上至少多大時,a、b之間能發生相對滑動?

(2)當f=30n或40n時,a、b加速度分別各為多少?

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