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在如圖所示的各圖中,閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是


  1. A.
    ①②
  2. B.
    ①③
  3. C.
    ②④
  4. D.
    ③④
A
試題分析:閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量變化。1中磁通量從零增加,所以有;2中電流的磁場不均勻,因此由此通量變化,所以也有。3中磁通量為零且不變(平行),4中是勻強(qiáng)磁場,所以沒有磁通量改變,沒有感應(yīng)電流,所以答案為A
考點(diǎn):感應(yīng)電流條件
點(diǎn)評:本題考查了感應(yīng)電流的條件的判斷問題:磁通量要改變,因此也必須要知道磁場的分布才能知道磁通量到底變化沒有。
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

在如圖所示的各圖中,閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  )

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在如圖所示的各圖中,表示磁場方向、電流方向及導(dǎo)線受力方向的圖示正確的是( �。�

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在如圖所示的各圖中,閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  )
A、精英家教網(wǎng)B、精英家教網(wǎng)C、精英家教網(wǎng)D、精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源:北京模擬題 題型:實(shí)驗(yàn)題

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通電源再松開小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。小車所受到的拉力F為0.20N,小車的質(zhì)量為200g。
(1)實(shí)驗(yàn)前,木板左端被墊起一些,使小車在不受拉力作用時(shí)做勻速直線運(yùn)動。這樣做的目的是______________。
A.為了平穩(wěn)摩擦力
B.增大小車下滑的加速度
C.可使得細(xì)繩對小車做的功等于合外力對小車做的功
D.可以用質(zhì)量較小的砝碼就可以拉動小車,以滿足砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的要求
(2)同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析。小車剛開始運(yùn)動時(shí)對應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O,在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s。測量起始點(diǎn)O至各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)小車的瞬時(shí)速度、計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差、起始點(diǎn)O到計(jì)算點(diǎn)過程中細(xì)繩對小車做的功。其中計(jì)數(shù)點(diǎn)D的三項(xiàng)數(shù)據(jù)沒有計(jì)算,請完成計(jì)算并把結(jié)果填入表格中。
(3)以W為縱坐標(biāo)、以△v2為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W-△v2圖象。B 、C、E、F四點(diǎn)已經(jīng)在圖中描出,請?jiān)趫D中描出D點(diǎn),并根據(jù)描點(diǎn)合理畫出圖象。
(4)根據(jù)圖象分析得到的結(jié)論______________。
(5)同學(xué)乙提出利用上述實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動能定理。如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動的紙帶,測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中。小車質(zhì)量為m,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。利用這些數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證動能定理。請你判斷這種想法是否可行?如果不行,說明理由。如果可行,寫出必要的分析與推理。
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁绘劦鍓欓崝銈囩磽瀹ュ拑韬€殿喖顭烽弫鎰緞婵犲嫷鍚呴梻浣瑰缁诲倿骞夊☉銏犵缂備焦岣块崢閬嶆⒑闂堟稓澧曢柟鍐查叄椤㈡棃顢橀姀锛勫幐闁诲繒鍋涙晶钘壝虹€涙﹩娈介柣鎰彧閼板潡鏌熷畷鍥р枅妞ゃ垺顨嗗鍕偓锝嗘尰缁挸顫忕紒妯诲閻熸瑥瀚禒鈺呮⒑閸涘﹥鐓ョ紒澶婄埣楠炴垿濮€閵堝懐顦ㄥ銈嗘煥濡插牓鏁冮崒娑氬幈闂佸搫娲㈤崝宀勬倶閻樼粯鐓曢柟鑸妼娴滄儳鈹戦敍鍕杭闁稿﹥鐗犲畷婵嬫晝閳ь剟鈥﹂崸妤€鐒垫い鎺戝€荤壕鍏笺亜閺冨倸甯舵い锝呯-缁辨帗娼忛妸锕€闉嶉梺鐟板槻閹虫﹢鐛幘璇茬鐎广儱鎷嬪Λ婊冣攽閻樺灚鏆╁┑顔诲嵆瀹曞綊鎮℃惔妯荤亙濠电偞鍨崺鍕极閸曨垱鐓曢柡鍥ュ妼楠炴鈧娲橀悡锟犲蓟濞戙垹鐒洪柛鎰典簴婵洭姊虹紒妯诲碍缂佺粯锕㈠璇测槈閵忊晜鏅濋梺鎸庣箓濞层劑鎮惧ú顏呪拺闂傚牃鏅濈粙缁樹繆閻愭壆鐭欑€殿喛顕ч埥澶愬閳╁啯鐝抽梻浣告啞娓氭宕板☉姘厹闁逞屽墰缁辨捇宕掑▎鎰偘婵$偞娼欓幗婊堝极椤曗偓閺佹捇鎮╅懠顒傛毇闂備礁鍟块幖顐﹀箠韫囨蛋澶愬醇閻旇櫣顔曢梺鐟邦嚟閸嬫稓绮鑸电厽閹煎瓨绻傚畵鍡樻叏婵犲嫮甯涢柟宄版嚇瀹曘劍绻濋崘銊ュ闂傚倷鐒﹀鍧楀礈濞嗘挸围缂佸娉曢弳锕€霉閸忓吋缍戦柛鎰ㄥ亾婵$偑鍊栭幐鐐叏鐎靛摜鐭堥柨鏇炲€归埛鎴犵棯椤撶偞鍣虹憸鎶婂懐纾奸柣妯哄暱閻忊晝绱掗娆惧殭闁宠棄顦垫慨鈧柍閿亾闁瑰嘲顭峰娲礈閹绘帊绨介梺鍝ュУ閹瑰洭宕烘繝鍥у嵆闁绘梻绻濈花濠氭⒑閸濆嫬鈧悂鎮樺┑瀣垫晜妞ゆ挾鍠愰崣蹇撯攽閻樻彃顏悽顖涚洴閺岀喎鐣¢悧鍫濇畻閻庤娲忛崝宥囨崲濠靛纾兼繛鎴炵懅閺嗩厼鈹戦悩鍨毄闁稿孩鍨瑰濠囨寠婢规繃妞介弫鍐焵椤掑嫧鈧棃宕橀埡鍐炬祫闁诲函缍嗛崑鍛枍濠婂牊鈷戠紓浣姑慨鍫熺箾閸忚偐鎳呮繛鍡愬灲閹瑩鎮滃Ο鐓庡箥闂傚倷绶¢崣蹇曠不閹达箑绀夐柨鏇炲€归悡銉╂煛閸モ晛浠滈柍褜鍓欑紞濠囧箖閿熺姴鍗抽柕蹇ョ磿閸樻悂姊洪幖鐐插姌闁稿氦椴告穱濠冪附閸涘﹦鍘介棅顐㈡处濞叉牗鐗庡┑鐑囩到濞层倝鏁冮鍫涒偓渚€寮撮姀鈩冩珳闂婎偄娲﹂崺鍐磻閹捐閿ゆ俊銈勮兌閸樻悂鏌h箛鏇炰粶濠⒀嗘鐓ら柟缁㈠枟閻撳啴鏌曟径妯虹仯闁伙絽鐏氶〃銉╂倷瀹割喖鍓伴梺瀹狀潐閸ㄥ灝鐣烽崼鏇炵厸闁逞屽墯缁旂喖寮撮悩鐢碉紳闂佺ǹ鏈懝楣冨焵椤掑嫷妫戠紒顔肩墛缁楃喖鍩€椤掑嫨鈧線寮介鐐茬獩濡炪倖鐗楃粙鎴炴償婵犲洦鈷戦柛锔诲幖椤e吋绻濋姀鈽呰€块柟顔光偓鎰佹建闁逞屽墴瀵鎮㈤崨濠勭Ф婵°倧绲介崯顖烆敁瀹ュ鈷戠紒瀣皡閸旂喖鏌涜箛鏃撹€跨€殿喖顭锋俊鍫曞炊瑜庨悗鎶芥⒑閸涘⿴娈橀柛瀣洴閿濈偤顢曢敂瑙f嫼闂佸憡绋戦敃銉╂偂閵夆晜鐓欓悹鍥囧懐锛熼梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩ユ径濠庢僵闁挎繂鎳嶆竟鏇炩攽閻愭潙鐏﹂柣鐕傜磿缁辨挸顫濋懜鐢靛幗濡炪倖鎸荤划宀勫焵椤掍焦绀嬫繝鈧担绯曟斀闁绘ǹ顕滃銉х磼閵娿劌浜归柤楦夸含缁辨帒螣闂€鎰泿闂備礁鎼ù鍌涚閻愮數鐭欓柤濮愬€楃壕鑲╃磽娴h疮缂氱紒鐘虫尰閵囧嫰顢曢敐鍥╃杽濡炪們鍨洪敃銏ゅ箖閵忋倕绀堥棅顐幗閸╂盯姊婚崒姘偓鎼佸磹閻戣姤鍤勯柛鎾茬閸ㄦ繃銇勯弽銊с€掑ù鐘冲哺濮婅櫣鎷犻懠顒傤唶缂備胶绮崹鍧楀箖閻戣棄鐓涘ù锝囧劋濞堥箖姊虹憴鍕棆濠⒀勵殜瀹曟劙鎮滈懞銉у幗闂佺懓顕崐鎴濐潩鐠鸿櫣顔嗗┑鐐叉▕娴滄繈鎮¢悢鐓庣缂侇喚鎳撴晶鏌ユ偣閹般劉鍋撻弬銉︽杸濡炪倖姊婚崑鎾诲汲椤掆偓閳规垿鍩勯崘鈺佸攭閻庤娲橀敃銏ゅ春閿熺姴鐒垫い鎺戝€瑰畷鏌ユ煕閳╁啰鈯曢柣鎾跺枛閺岀喖鏌囬敃鈧獮妤冪磽瀹ュ棗鐏︾紒缁樼洴楠炴牠顢橀悙瀵镐憾婵$偑鍊戦崝濠囧磿閻㈢ǹ绠栨繛鍡楁禋閸熷懏銇勯弮鍌氬付濠㈢懓顦版穱濠囨倷椤忓嫧鍋撹娣囧﹪宕堕妸锔界彿濠德板€曢幊搴g不濮樿埖鐓涢柛鎰╁妿婢ф盯鏌¢崨顔惧弨闁哄本鐩俊鐑藉煛婵犲喚妫栭梺鐟板悑濞兼瑩鏁冮鍕垫綎濠电姵鑹剧壕鍏肩箾閸℃ê绗掗柛姗堢磿缁辨挻绗熼崶褎鐝梺鎼炲姀濞夋盯鎮惧畡鎵虫斀閻庯綆鍋呭▍鍥⒑缁嬫寧婀版慨妯稿姂钘濇い鎾跺亹閺€浠嬫煟閹邦剙绾фい銉у仱閺岀喓绮欓幐搴㈠枑缂備緡鍠栭悧濠傤嚗閸曨垰绠涙い鎾跺Т鐢箖姊绘担绋款棌闁稿鎳愰幑銏ゅ礃椤斻垹顦甸獮妯兼惥娴g儤鍤€妤楊亙鍗冲畷鐔碱敇閻橀潧甯掗梻鍌欑窔濞佳兠洪妶鍥e亾濮橆偄宓嗛柣娑卞枛铻i柛蹇曞帶绾绢垶姊洪悜鈺傛珕閻㈩垰娲畷瑙勭鐎n亣鎽曞┑鐐村灦椤倿鎮㈤崗鍏煎劒闁荤喐鐟ョ€氼參宕伴弽銊ょ箚闁绘劦浜滈埀顒佸灴瀹曟繃绻濋崶褏锛熼梺姹囧灮鏋紒鐘崇墬缁绘盯宕卞Ο璇茬缂備胶濮烽弫濠氬蓟閻斿吋鍊绘俊顖濐嚙闂夊秴顪冮妶鍡樼叆閻庢碍婢橀~蹇撁洪鍕槶閻熸粌绻掗弫顔尖槈閵忥紕鍘藉┑掳鍊曢崯顐﹀煝閸懇鍋撳▓鍨灕妞ゆ泦鍥х叀濠㈣泛谩閻斿吋鐓ラ悗锝呯仛缂嶅矂姊婚崒娆戭槮闁硅绻濋妴鍐醇閵夈儳锛涢梺缁樺姉閸庛倝宕愰崼鏇熺厱妞ゆ劑鍊曢弸鏃傜磼閻樿崵鐣洪柟顔筋殜閹粙鎯傜拠鑼Ш妞ゃ垺鎸搁悾婵嬪礋椤掑倸骞堟繝鐢靛仜濡鎹㈤幇鏉挎辈婵炲棙鍔戞禍婊勩亜閹扳晛鐏紒鐘差煼閺岀喖鎮℃惔锝囆ㄩ悗瑙勬礈閸忔﹢銆佸鈧幃顏堝川椤栨氨鍝庡┑鐘垫暩婵敻顢欓弽顓炵獥婵°倕鎳岄埀顒€鍟村畷銊╊敇閸ャ劎鈽夐柍璇查叄楠炴﹢寮堕幋婊勫亝闂傚倷绀佹竟濠囧磻閸涱劶鍝勵潨閳ь剟宕哄☉銏犵闁绘ḿ鏁搁敍婵囩箾鏉堝墽鎮兼繛鍛灪缁楃喎鈽夊▎鎴狀啎闂佸壊鍋嗛崰鎰八夐崼銉︾厸閻忕偠顕ф慨鍌溾偓娈垮枟閹歌櫕淇婇幖浣肝у璺猴梗缁綁姊婚崒娆掑厡缂侇噮鍨辩粭鐔肺旈崨顓犵崶濠电偞鍨跺銊︾▔瀹ュ棛绠鹃柟瀵稿€戝顑╋綁宕奸悢铏诡啎闂佺硶鍓濋敋闁诲繈鍎遍埞鎴︻敊閼恒儱鈧劙鏌″畝瀣ɑ闁诡垱妫冮弫宥夊礋椤撶喐顔嗛梻鍌欒兌鏋Δ鐘登归悾鐑筋敆閸愵亙缃曢梺璇查閸樻粓宕戦幘缁樼厱闁哄洢鍔屾禍鐐淬亜閺傛寧顥滈柍瑙勫灴閹瑩宕f径鍡樼亞濠电偛鐡ㄧ划宥囨崲閸儱鏄ユ繛鎴欏灩缁狅綁鏌ㄩ弮鍌涙珪闁告ê宕埞鎴︽倷閺夋垹浠搁梺鎸庢处閸嬪﹤鐣峰┑瀣亜闁惧繐婀遍敍婊堟⒑缂佹〒鐟扳枍閺囩偟鏆︾€光偓閸曨剛鍘靛銈嗘⒒閻℃柨鈻撻弮鈧妵鍕敃閿濆洨鐤勯梺璇″枓閸撴繈骞嗛弮鍫熸櫖闁告洦鍘界紞渚€姊婚崒姘偓宄懊归崶褜娴栭柕濞у懐鐒兼繛杈剧秬濞咃綁鎯岄幘缁樼厽闁绘梻鍘ф禍浼存煕閵堝棙绀冮柕鍥у瀵潙螖閳ь剚绂嶆ィ鍐╁€甸悷娆忓缁€鍐偨椤栨稑娴柕鍫簼鐎靛ジ寮堕幋鐐虎闂備礁鎲¢崝锔界濠婂懓濮抽柕澶嗘櫆閳锋帡鏌涚仦鎹愬闁逞屽墴椤ユ挾鍒掗崼鐔虹懝闁逞屽墴閻涱噣寮介褎鏅濋梺闈涚墕濡绂掕箛鎿冩富闁靛牆妫楁慨褏绱掗悩鍐茬仼濠㈣娲熷畷绋课旀担鍝勫箥闂備浇顕栭崹鍗烆熆濡鏆遍梻鍌欒兌鏋い鎴濆€垮鎻掆堪閸涱喖搴婂┑鐐村灦閿曗晠宕崨顔轰簻闁哄啫娲ら崥褰掓煕閹存繄绉烘慨濠呮缁辨帒螣鐠囨煡鐎虹紓鍌欑椤戝棝宕归崹顕嗚€垮〒姘e亾婵﹥妞介獮鎰償閿濆洨鏆ら梻浣烘嚀閸熻法鎹㈠鈧悰顔藉緞閹邦剛顔愭繛杈剧到閹诧繝鎮楅鍕拺闁告挻褰冩禍婵嬫煙椤栨熬韬€殿噮鍣e畷濂告偄閾氬倹鐫忛梻鍌氬€搁崐鎼佹偋婵犲嫮鐭欓柟閭﹀枛閸ㄦ繈鎮规ウ瑁も偓鈧柡鈧禒瀣厽闁归偊鍓欑痪褔鏌嶇紒妯荤闁哄本绋戦埢搴ょ疀閹惧瓨顔掑┑鐘殿暯閳ь剙纾幗鐘电磼濡ゅ啫鏋涢柛鈹惧亾濡炪倖宸婚崑鎾淬亜閺囶亞绋荤紒鍌涘笧閳ь剨绲介悘姘跺疾閿濆鈷戠紓浣姑慨宥嗙箾娴e啿娲ㄥ畵渚€鏌熼幍顔碱暭闁抽攱甯掗湁闁挎繂鎳忛崯鐐烘煕閻斿搫浠遍柡灞剧洴瀵噣鍩€椤掑嫬鍨傞柛顭戝枤閺嗭附绻濋棃娑欙紞闁告艾顑呴…璺ㄦ崉娓氼垰鍓伴梺閫炲苯澧柣鏍с偢瀵鈽夐姀鈺傛櫇闂佺粯蓱瑜板啯鎱ㄩ弴銏♀拺缂佸灏呴崝鐔兼煛娴e壊鐓兼鐐插暙閻o繝骞嶉搹顐も偓濠氭椤愩垺澶勯柟灏栨櫆缁傛帡宕滆绾捐棄霉閿濆棗绲诲ù婊堢畺濮婃椽宕ㄦ繝鍌氼潊闂佸搫鍊搁崐鍦矉瀹ュ應鍫柛顐ゅ枔閸橆亝绻濋悽闈涗粶闁诲繑绻堝畷婵嬫偨閸涘⿴妫呭銈嗗笒椤︻垱鏅堕娑栦簻闁靛⿵绲介崝锕傛煙椤旂晫鎳呴柟椋庡Ь椤﹀爼鏌涘鐓庝喊闁诡喗顨呴埢鎾诲垂椤旂晫浜炵紓鍌欑贰閸犳鎮烽埡鍛ュù锝呭濞笺劑鏌嶈閸撶喖鐛崘銊㈡瀻闁圭偓鎯屽Λ鍐ㄢ攽閻愭潙鐏﹀畝锝呮健椤㈡瑩宕堕浣叉嫽闂佺ǹ鏈懝楣冨焵椤掑嫷妫戠紒顔肩墛缁楃喖鍩€椤掑嫮宓佸鑸靛姈閺呮悂鏌eΟ鍨毢妞わ富鍣e铏规兜閸涱喖娑х紓浣哄У閸ㄥ湱鍒掗崼鐔风窞闁归偊鍓涢鎰攽閻戝洨绉甸柛鎾寸懄娣囧﹪鎳栭埡鍐╋紡闂佽鍨庨崨顖呫劑姊洪崫鍕潶闁告梹鍨块獮鍐Χ婢跺﹦锛滃┑鐐村灦閿曗晜瀵奸敓锟�

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

第二部分  牛頓運(yùn)動定律

第一講 牛頓三定律

一、牛頓第一定律

1、定律。慣性的量度

2、觀念意義,突破“初態(tài)困惑”

二、牛頓第二定律

1、定律

2、理解要點(diǎn)

a、矢量性

b、獨(dú)立作用性:ΣF → a ,ΣFx → ax 

c、瞬時(shí)性。合力可突變,故加速度可突變(與之對比:速度和位移不可突變);牛頓第二定律展示了加速度的決定式(加速度的定義式僅僅展示了加速度的“測量手段”)。

3、適用條件

a、宏觀、低速

b、慣性系

對于非慣性系的定律修正——引入慣性力、參與受力分析

三、牛頓第三定律

1、定律

2、理解要點(diǎn)

a、同性質(zhì)(但不同物體)

b、等時(shí)效(同增同減)

c、無條件(與運(yùn)動狀態(tài)、空間選擇無關(guān))

第二講 牛頓定律的應(yīng)用

一、牛頓第一、第二定律的應(yīng)用

單獨(dú)應(yīng)用牛頓第一定律的物理問題比較少,一般是需要用其解決物理問題中的某一個環(huán)節(jié)。

應(yīng)用要點(diǎn):合力為零時(shí),物體靠慣性維持原有運(yùn)動狀態(tài);只有物體有加速度時(shí)才需要合力。有質(zhì)量的物體才有慣性。a可以突變而v、s不可突變。

1、如圖1所示,在馬達(dá)的驅(qū)動下,皮帶運(yùn)輸機(jī)上方的皮帶以恒定的速度向右運(yùn)動�,F(xiàn)將一工件(大小不計(jì))在皮帶左端A點(diǎn)輕輕放下,則在此后的過程中(      

A、一段時(shí)間內(nèi),工件將在滑動摩擦力作用下,對地做加速運(yùn)動

B、當(dāng)工件的速度等于v時(shí),它與皮帶之間的摩擦力變?yōu)殪o摩擦力

C、當(dāng)工件相對皮帶靜止時(shí),它位于皮帶上A點(diǎn)右側(cè)的某一點(diǎn)

D、工件在皮帶上有可能不存在與皮帶相對靜止的狀態(tài)

解說:B選項(xiàng)需要用到牛頓第一定律,A、C、D選項(xiàng)用到牛頓第二定律。

較難突破的是A選項(xiàng),在為什么不會“立即跟上皮帶”的問題上,建議使用反證法(t → 0 ,a →  ,則ΣFx   ,必然會出現(xiàn)“供不應(yīng)求”的局面)和比較法(為什么人跳上速度不大的物體可以不發(fā)生相對滑動?因?yàn)槿耸强梢孕巫�、重心可以調(diào)節(jié)的特殊“物體”)

此外,本題的D選項(xiàng)還要用到勻變速運(yùn)動規(guī)律。用勻變速運(yùn)動規(guī)律和牛頓第二定律不難得出

只有當(dāng)L > 時(shí)(其中μ為工件與皮帶之間的動摩擦因素),才有相對靜止的過程,否則沒有。

答案:A、D

思考:令L = 10m ,v = 2 m/s ,μ= 0.2 ,g取10 m/s2 ,試求工件到達(dá)皮帶右端的時(shí)間t(過程略,答案為5.5s)

進(jìn)階練習(xí):在上面“思考”題中,將工件給予一水平向右的初速v0 ,其它條件不變,再求t(學(xué)生分以下三組進(jìn)行)——

① v0 = 1m/s  (答:0.5 + 37/8 = 5.13s)

② v0 = 4m/s  (答:1.0 + 3.5 = 4.5s)

③ v0 = 1m/s  (答:1.55s)

2、質(zhì)量均為m的兩只鉤碼A和B,用輕彈簧和輕繩連接,然后掛在天花板上,如圖2所示。試問:

① 如果在P處剪斷細(xì)繩,在剪斷瞬時(shí),B的加速度是多少?

② 如果在Q處剪斷彈簧,在剪斷瞬時(shí),B的加速度又是多少?

解說:第①問是常規(guī)處理。由于“彈簧不會立即發(fā)生形變”,故剪斷瞬間彈簧彈力維持原值,所以此時(shí)B鉤碼的加速度為零(A的加速度則為2g)。

第②問需要我們反省這樣一個問題:“彈簧不會立即發(fā)生形變”的原因是什么?是A、B兩物的慣性,且速度v和位移s不能突變。但在Q點(diǎn)剪斷彈簧時(shí),彈簧卻是沒有慣性的(沒有質(zhì)量),遵從理想模型的條件,彈簧應(yīng)在一瞬間恢復(fù)原長!即彈簧彈力突變?yōu)榱恪?/p>

答案:0 ;g 。

二、牛頓第二定律的應(yīng)用

應(yīng)用要點(diǎn):受力較少時(shí),直接應(yīng)用牛頓第二定律的“矢量性”解題。受力比較多時(shí),結(jié)合正交分解與“獨(dú)立作用性”解題。

在難度方面,“瞬時(shí)性”問題相對較大。

1、滑塊在固定、光滑、傾角為θ的斜面上下滑,試求其加速度。

解說:受力分析 → 根據(jù)“矢量性”定合力方向  牛頓第二定律應(yīng)用

答案:gsinθ。

思考:如果斜面解除固定,上表仍光滑,傾角仍為θ,要求滑塊與斜面相對靜止,斜面應(yīng)具備一個多大的水平加速度?(解題思路完全相同,研究對象仍為滑塊。但在第二環(huán)節(jié)上應(yīng)注意區(qū)別。答:gtgθ。)

進(jìn)階練習(xí)1:在一向右運(yùn)動的車廂中,用細(xì)繩懸掛的小球呈現(xiàn)如圖3所示的穩(wěn)定狀態(tài),試求車廂的加速度。(和“思考”題同理,答:gtgθ。)

進(jìn)階練習(xí)2、如圖4所示,小車在傾角為α的斜面上勻加速運(yùn)動,車廂頂用細(xì)繩懸掛一小球,發(fā)現(xiàn)懸繩與豎直方向形成一個穩(wěn)定的夾角β。試求小車的加速度。

解:繼續(xù)貫徹“矢量性”的應(yīng)用,但數(shù)學(xué)處理復(fù)雜了一些(正弦定理解三角形)。

分析小球受力后,根據(jù)“矢量性”我們可以做如圖5所示的平行四邊形,并找到相應(yīng)的夾角。設(shè)張力T與斜面方向的夾角為θ,則

θ=(90°+ α)- β= 90°-(β-α)                 (1)

對灰色三角形用正弦定理,有

 =                                        (2)

解(1)(2)兩式得:ΣF = 

最后運(yùn)用牛頓第二定律即可求小球加速度(即小車加速度)

答: 。

2、如圖6所示,光滑斜面傾角為θ,在水平地面上加速運(yùn)動。斜面上用一條與斜面平行的細(xì)繩系一質(zhì)量為m的小球,當(dāng)斜面加速度為a時(shí)(a<ctgθ),小球能夠保持相對斜面靜止。試求此時(shí)繩子的張力T 。

解說:當(dāng)力的個數(shù)較多,不能直接用平行四邊形尋求合力時(shí),宜用正交分解處理受力,在對應(yīng)牛頓第二定律的“獨(dú)立作用性”列方程。

正交坐標(biāo)的選擇,視解題方便程度而定。

解法一:先介紹一般的思路。沿加速度a方向建x軸,與a垂直的方向上建y軸,如圖7所示(N為斜面支持力)。于是可得兩方程

ΣFx = ma ,即Tx - Nx = ma

ΣFy = 0 , 即Ty + Ny = mg

代入方位角θ,以上兩式成為

T cosθ-N sinθ = ma                       (1)

T sinθ + Ncosθ = mg                       (2)

這是一個關(guān)于T和N的方程組,解(1)(2)兩式得:T = mgsinθ + ma cosθ

解法二:下面嘗試一下能否獨(dú)立地解張力T 。將正交分解的坐標(biāo)選擇為:x——斜面方向,y——和斜面垂直的方向。這時(shí),在分解受力時(shí),只分解重力G就行了,但值得注意,加速度a不在任何一個坐標(biāo)軸上,是需要分解的。矢量分解后,如圖8所示。

根據(jù)獨(dú)立作用性原理,ΣFx = max

即:T - Gx = max

即:T - mg sinθ = m acosθ

顯然,獨(dú)立解T值是成功的。結(jié)果與解法一相同。

答案:mgsinθ + ma cosθ

思考:當(dāng)a>ctgθ時(shí),張力T的結(jié)果會變化嗎?(從支持力的結(jié)果N = mgcosθ-ma sinθ看小球脫離斜面的條件,求脫離斜面后,θ條件已沒有意義。答:T = m 。)

學(xué)生活動:用正交分解法解本節(jié)第2題“進(jìn)階練習(xí)2”

進(jìn)階練習(xí):如圖9所示,自動扶梯與地面的夾角為30°,但扶梯的臺階是水平的。當(dāng)扶梯以a = 4m/s2的加速度向上運(yùn)動時(shí),站在扶梯上質(zhì)量為60kg的人相對扶梯靜止。重力加速度g = 10 m/s2,試求扶梯對人的靜摩擦力f 。

解:這是一個展示獨(dú)立作用性原理的經(jīng)典例題,建議學(xué)生選擇兩種坐標(biāo)(一種是沿a方向和垂直a方向,另一種是水平和豎直方向),對比解題過程,進(jìn)而充分領(lǐng)會用牛頓第二定律解題的靈活性。

答:208N 。

3、如圖10所示,甲圖系著小球的是兩根輕繩,乙圖系著小球的是一根輕彈簧和輕繩,方位角θ已知。現(xiàn)將它們的水平繩剪斷,試求:在剪斷瞬間,兩種情形下小球的瞬時(shí)加速度。

解說:第一步,闡明繩子彈力和彈簧彈力的區(qū)別。

(學(xué)生活動)思考:用豎直的繩和彈簧懸吊小球,并用豎直向下的力拉住小球靜止,然后同時(shí)釋放,會有什么現(xiàn)象?原因是什么?

結(jié)論——繩子的彈力可以突變而彈簧的彈力不能突變(胡克定律)。

第二步,在本例中,突破“繩子的拉力如何瞬時(shí)調(diào)節(jié)”這一難點(diǎn)(從即將開始的運(yùn)動來反推)。

知識點(diǎn),牛頓第二定律的瞬時(shí)性。

答案:a = gsinθ ;a = gtgθ 。

應(yīng)用:如圖11所示,吊籃P掛在天花板上,與吊籃質(zhì)量相等的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧托住,當(dāng)懸掛吊籃的細(xì)繩被燒斷瞬間,P、Q的加速度分別是多少?

解:略。

答:2g ;0 。

三、牛頓第二、第三定律的應(yīng)用

要點(diǎn):在動力學(xué)問題中,如果遇到幾個研究對象時(shí),就會面臨如何處理對象之間的力和對象與外界之間的力問題,這時(shí)有必要引進(jìn)“系統(tǒng)”、“內(nèi)力”和“外力”等概念,并適時(shí)地運(yùn)用牛頓第三定律。

在方法的選擇方面,則有“隔離法”和“整體法”。前者是根本,后者有局限,也有難度,但常常使解題過程簡化,使過程的物理意義更加明晰。

對N個對象,有N個隔離方程和一個(可能的)整體方程,這(N + 1)個方程中必有一個是通解方程,如何取舍,視解題方便程度而定。

補(bǔ)充:當(dāng)多個對象不具有共同的加速度時(shí),一般來講,整體法不可用,但也有一種特殊的“整體方程”,可以不受這個局限(可以介紹推導(dǎo)過程)——

Σ= m1 + m2 + m3 + … + mn

其中Σ只能是系統(tǒng)外力的矢量和,等式右邊也是矢量相加。

1、如圖12所示,光滑水平面上放著一個長為L的均質(zhì)直棒,現(xiàn)給棒一個沿棒方向的、大小為F的水平恒力作用,則棒中各部位的張力T隨圖中x的關(guān)系怎樣?

解說:截取隔離對象,列整體方程和隔離方程(隔離右段較好)。

答案:N = x 。

思考:如果水平面粗糙,結(jié)論又如何?

解:分兩種情況,(1)能拉動;(2)不能拉動。

第(1)情況的計(jì)算和原題基本相同,只是多了一個摩擦力的處理,結(jié)論的化簡也麻煩一些。

第(2)情況可設(shè)棒的總質(zhì)量為M ,和水平面的摩擦因素為μ,而F = μMg ,其中l(wèi)<L ,則x<(L-l)的右段沒有張力,x>(L-l)的左端才有張力。

答:若棒仍能被拉動,結(jié)論不變。

若棒不能被拉動,且F = μMg時(shí)(μ為棒與平面的摩擦因素,l為小于L的某一值,M為棒的總質(zhì)量),當(dāng)x<(L-l),N≡0 ;當(dāng)x>(L-l),N = 〔x -〈L-l〉〕。

應(yīng)用:如圖13所示,在傾角為θ的固定斜面上,疊放著兩個長方體滑塊,它們的質(zhì)量分別為m1和m2 ,它們之間的摩擦因素、和斜面的摩擦因素分別為μ1和μ2 ,系統(tǒng)釋放后能夠一起加速下滑,則它們之間的摩擦力大小為:

A、μ1 m1gcosθ ;    B、μ2 m1gcosθ ;

C、μ1 m2gcosθ ;    D、μ1 m2gcosθ ;

解:略。

答:B 。(方向沿斜面向上。)

思考:(1)如果兩滑塊不是下滑,而是以初速度v0一起上沖,以上結(jié)論會變嗎?(2)如果斜面光滑,兩滑塊之間有沒有摩擦力?(3)如果將下面的滑塊換成如圖14所示的盒子,上面的滑塊換成小球,它們以初速度v0一起上沖,球應(yīng)對盒子的哪一側(cè)內(nèi)壁有壓力?

解:略。

答:(1)不會;(2)沒有;(3)若斜面光滑,對兩內(nèi)壁均無壓力,若斜面粗糙,對斜面上方的內(nèi)壁有壓力。

2、如圖15所示,三個物體質(zhì)量分別為m1 、m2和m3 ,帶滑輪的物體放在光滑水平面上,滑輪和所有接觸面的摩擦均不計(jì),繩子的質(zhì)量也不計(jì),為使三個物體無相對滑動,水平推力F應(yīng)為多少?

解說:

此題對象雖然有三個,但難度不大。隔離m2 ,豎直方向有一個平衡方程;隔離m1 ,水平方向有一個動力學(xué)方程;整體有一個動力學(xué)方程。就足以解題了。

答案:F =  。

思考:若將質(zhì)量為m3物體右邊挖成凹形,讓m2可以自由擺動(而不與m3相碰),如圖16所示,其它條件不變。是否可以選擇一個恰當(dāng)?shù)腇′,使三者無相對運(yùn)動?如果沒有,說明理由;如果有,求出這個F′的值。

解:此時(shí),m2的隔離方程將較為復(fù)雜。設(shè)繩子張力為T ,m2的受力情況如圖,隔離方程為:

 = m2a

隔離m,仍有:T = m1a

解以上兩式,可得:a = g

最后用整體法解F即可。

答:當(dāng)m1 ≤ m2時(shí),沒有適應(yīng)題意的F′;當(dāng)m1 > m2時(shí),適應(yīng)題意的F′=  。

3、一根質(zhì)量為M的木棒,上端用細(xì)繩系在天花板上,棒上有一質(zhì)量為m的貓,如圖17所示�,F(xiàn)將系木棒的繩子剪斷,同時(shí)貓相對棒往上爬,但要求貓對地的高度不變,則棒的加速度將是多少?

解說:法一,隔離法。需要設(shè)出貓爪抓棒的力f ,然后列貓的平衡方程和棒的動力學(xué)方程,解方程組即可。

法二,“新整體法”。

據(jù)Σ= m1 + m2 + m3 + … + mn ,貓和棒的系統(tǒng)外力只有兩者的重力,豎直向下,而貓的加速度a1 = 0 ,所以:

( M + m )g = m·0 + M a1 

解棒的加速度a1十分容易。

答案:g 。

四、特殊的連接體

當(dāng)系統(tǒng)中各個體的加速度不相等時(shí),經(jīng)典的整體法不可用。如果各個體的加速度不在一條直線上,“新整體法”也將有一定的困難(矢量求和不易)。此時(shí),我們回到隔離法,且要更加注意找各參量之間的聯(lián)系。

解題思想:抓某個方向上加速度關(guān)系。方法:“微元法”先看位移關(guān)系,再推加速度關(guān)系。、

1、如圖18所示,一質(zhì)量為M 、傾角為θ的光滑斜面,放置在光滑的水平面上,另一個質(zhì)量為m的滑塊從斜面頂端釋放,試求斜面的加速度。

解說:本題涉及兩個物體,它們的加速度關(guān)系復(fù)雜,但在垂直斜面方向上,大小是相等的。對兩者列隔離方程時(shí),務(wù)必在這個方向上進(jìn)行突破。

(學(xué)生活動)定型判斷斜面的運(yùn)動情況、滑塊的運(yùn)動情況。

位移矢量示意圖如圖19所示。根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律,加速度矢量a1和a2也具有這樣的關(guān)系。

(學(xué)生活動)這兩個加速度矢量有什么關(guān)系?

沿斜面方向、垂直斜面方向建x 、y坐標(biāo),可得:

a1y = a2y             ①

且:a1y = a2sinθ     ②

隔離滑塊和斜面,受力圖如圖20所示。

對滑塊,列y方向隔離方程,有:

mgcosθ- N = ma1y     ③

對斜面,仍沿合加速度a2方向列方程,有:

Nsinθ= Ma2          ④

解①②③④式即可得a2 。

答案:a2 =  。

(學(xué)生活動)思考:如何求a1的值?

解:a1y已可以通過解上面的方程組求出;a1x只要看滑塊的受力圖,列x方向的隔離方程即可,顯然有mgsinθ= ma1x ,得:a1x = gsinθ 。最后據(jù)a1 = 求a1 。

答:a1 =  。

2、如圖21所示,與水平面成θ角的AB棒上有一滑套C ,可以無摩擦地在棒上滑動,開始時(shí)與棒的A端相距b ,相對棒靜止。當(dāng)棒保持傾角θ不變地沿水平面勻加速運(yùn)動,加速度為a(且a>gtgθ)時(shí),求滑套C從棒的A端滑出所經(jīng)歷的時(shí)間。

解說:這是一個比較特殊的“連接體問題”,尋求運(yùn)動學(xué)參量的關(guān)系似乎比動力學(xué)分析更加重要。動力學(xué)方面,只需要隔離滑套C就行了。

(學(xué)生活動)思考:為什么題意要求a>gtgθ?(聯(lián)系本講第二節(jié)第1題之“思考題”)

定性繪出符合題意的運(yùn)動過程圖,如圖22所示:S表示棒的位移,S1表示滑套的位移。沿棒與垂直棒建直角坐標(biāo)后,S1x表示S1在x方向上的分量。不難看出:

S1x + b = S cosθ                   ①

設(shè)全程時(shí)間為t ,則有:

S = at2                          ②

S1x = a1xt2                        ③

而隔離滑套,受力圖如圖23所示,顯然:

mgsinθ= ma1x                       ④

解①②③④式即可。

答案:t = 

另解:如果引進(jìn)動力學(xué)在非慣性系中的修正式 Σ* = m (注:*為慣性力),此題極簡單。過程如下——

以棒為參照,隔離滑套,分析受力,如圖24所示。

注意,滑套相對棒的加速度a是沿棒向上的,故動力學(xué)方程為:

F*cosθ- mgsinθ= ma            (1)

其中F* = ma                      (2)

而且,以棒為參照,滑套的相對位移S就是b ,即:

b = S = a t2                 (3)

解(1)(2)(3)式就可以了。

第二講 配套例題選講

教材范本:龔霞玲主編《奧林匹克物理思維訓(xùn)練教材》,知識出版社,2002年8月第一版。

例題選講針對“教材”第三章的部分例題和習(xí)題。

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