内容正文:
8.3.3 动能定理中的多过程问题
斜面与圆周结合的多过程问题
01
多过程问题的特点和解题思路
02
斜面与平面结合的多过程问题
03
本课要点
01.
多过程问题的特点和解题思路
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
很多动力学问题中涉及物体的两个或多个连续的运动过程,在物体不同的运动阶段,物体的运动情况和受力情况都发生了变化,我们把这类动力学问题称为多过程问题。
1.“合”——初步了解全过程,构建大致运动图景。
解决思路
3.“合”——找到子过程的联系,寻找解题方法。
2.“分”——将全过程进行分解,分析每个过程的规律。
02.
斜面与平面结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
例题1.如图所示,物体从高为h的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,最后停在水平面上与斜面顶端水平距离为L的地方,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ,试证明:μ=h/L。
h
L
物理过程
A-O的过程和O-B的过程
运动性质
A-O过程中,物体做匀加速运动
O-B的过程,物体做匀减速运动
物理规律
匀变速直线运动规律、动能定理、牛顿第二定律
关键位置
O点,该点速度是A-O过程的末速度,是O-B过程的初速度
02.
斜面与平面结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
法一:分段分析
A-O段
O-B段
L
02.
斜面与平面结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
法二:全程列式
L
02.
斜面与平面结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
4.运动过程中的一些关键位置(时刻)是哪些?
分析要点
2.每个过程物体做什么运动?
3.每种运动满足什么物理规律?
1.题目中有多少个物理过程?
03.
斜面与圆周结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
例题2.如图所示,AB和CD为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,一个质量m=1㎏的小球在离弧高度为h=3m处,以初速度v0=4m/s沿斜面运动,若小球与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,求:小球释放后,在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值。
03.
斜面与圆周结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
CD段和AB段,物体做匀变速直线运动;BC段,物体做圆周运动。
E
物理过程
斜面(CD段和AB段)上的过程和圆周运动(BC段)的过程。
运动性质
物理规律
在CD段和AB段上,有摩擦生热;BC段没有能量损失。
关键位置
B点(或C点)是物体最后能通过的最高点。
03.
斜面与圆周结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
E
解法:全程列式
解:小球经过多次往复运动之后,最终只在BEC圆弧上来回运动永不停息,B或C为最高点
重力做功为WG=mgh
摩擦力做功为Wf =-μmgscos60°
由动能定理得:mgh-μmgscos60°=0- mv02
s=38m
小球在两斜面上(不包括圆弧部分)滑行的总路程为38m
03.
斜面与圆周结合的多过程问题
1.力的图示:力可以用有向线段表示,有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.
2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.
第1阶段,从左到右
第2阶段返回,停在AB间
停在AB中点
A
B
h
例题3.如图所示,小球从h高的光滑斜面上自静止滚下,经过有摩擦的水平面AB后再滚上另一光滑斜面,当它到达 高时的速度为零。试求小球最后静止的位置。
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三多物理
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