高三物理力 学 综 合教案
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高三物理力 学 综 合教案

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时间:2020-12-18

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资料简介
力 学 综 合 力学主要研究物体的受力和运动之间的关系.牛顿运动定律、动能定理和机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律是在处理力学问题中常用的基本规律,要理解这些规律的确切含意、适用条件,并能灵活运用.解题时对所涉及到的系统或物体,能正确进行受力分析、运动分析、能量分析和动量分析,这是解决力学问题的关键.在分析的过程中要弄清问题的物理状态、物理过程和物理情境,找出问题中的主要因素和有关条件(包括找出隐含因素和条件),并会将一个较复杂的问题分解为若干个较简单的子问题,找出它们之间的联系,确定解题思路,找出最佳解题方法. 子一、  解答力学综合问题的三种基本观点 解答力学问题的三个基本观点为:力的观点,用牛顿定律结合运动学规律解题;动量观点,用动量定理和动量守恒定律解题;能量观点,用动能定理和能量守恒定律或机械能守恒定律解题.一般来说,用动量观点和能量观点,比用力的观点解题简便. (1)、研究某一物体所受力的瞬时作用或持续作用与物体运动状态(加速度)的关系时,一般用力的观点解题.研究某一个物体受到力的持续作用或复杂的瞬时作用,发生速度(动量)改变时,一般用动量定理和动能定理去解决问题,在研究的对象为多个物体且它们之间有相互作用时,只要不是求解过程量,一般都可用动量守恒定律和能量守恒定律去解决. (2)、三种墓本解题思路的比较. ①、用动量和能量观点解题,只涉及物体的状态,不需要关注过程的细节,解题简便. 从物理学角度看,在牛顿第二定律、运动学中出现的加速度a、力F均是  瞬时量,位移s、时间t等是过程量;而守恒定律中出现的动量P、动能EK、势能Ep是状态量。这就是说,应用守恒定律解题可回避瞬时量,即无须分析过程细节,所谓细节,就是这些瞬时量的具体变化情况.但要注意,无须分析过程细节,不等于不作过程分析.应用守恒定律也要作过程分析,但不是分析细节,而是为了确定是否符合守恒条件. ②、应用守恒定律的另一优点是可绕过复杂的变力作用过程。 在力学问题中一旦出现变力,就会出现变加速度过程,若应用思路一解题,这在高中阶段是很难处理的.而运用能量观点解题,恰能避免出现这些问题. 一般说来,解力学题的思路是:首先考虑是否可用守恒定律处理;其次考虑是否可用定理处理;最后再考虑用动力学方程和运动学方程处理.不要拿到习题,就用牛顿第二定律,这是很不好的习惯,但却是一般同学的通病。在许多问题中,常需要把几种思路结合起来处理,总之要灵活运用,不要生搬硬套.  二、三种基本解题思路的综合应用  1、运用牛顿第二定律和运动学规律解题 在求解过程量如加速度a、位移s、时间t时,通常需要运用这种思路来解决,解题中要注意受力图景和运动图景的分析。  例1:风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图所示.www.ks5u.com (1)、当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数μ (2)、保持小球所受的风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)                2.运用动量的观点解题 物体受到外力的冲量作用,动量会发生变化.在涉及打击、碰撞等问题,不管是瞬时力还是持续力的作用,只要是导致物体动量发生变化的问题,均可用动量定理或动量守恒定律解决.守恒条件的判断和动量的变化分析是解题的关键所在.  例2:下面是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到初始位置高得多的地方。 A是某种材料做成实心球,质量m1=0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B,B点是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙,将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处,由静止释放,实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,而球且恰好停留在地板上,求木棍B上升的高度,重力加速度g=10m/s2。                      3.运用能量的观点解题 若物体在力的作用下通过一段位移,不管是恒力还是变力,只要力对物体做功,物体的机械能或其它形式的能就会发生变化,此类问题可采用能量的观点来研究,如利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律.  例3:如图所示,半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直,圆心处有一个垂直于盘面的光滑水 平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点 处固定一个质量为m的小球B.放开盘让其自由转动,问: (1)、当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少? (2)、A球转到最低点时的线速度是多少? (3)、在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?                      4.三种解题思路的综合应用 对过程复杂、涉及到的物理量较多,既有过程量,又有状态量,且相互交织在一起时,只单独使用某一种解题思路往往不能奏效,需要把上述的解题思路综合应用.在解题时,要特别注意分析受力图景、运动图景和能量图景.  例4:过山翻滚车是游乐场常见的一种游乐项目,由于运动小车与轨  道间摩擦总是存在的,空气阻力的作用也不能不考虑,因此翻滚小车多为有动力的车型,在运动过程中可将电能或化学能转化为机械能.对小车经过圆弧最高点时的速度也有一定的要求,若以临界速度通过,出现意外的可能就较大,为此过山翻滚车使用前必须试验.如图所示是螺旋形过山翻滚车轨道.一质量为100Kg的小车从高14m处由静止滑下,当它通过半径R为4m的竖直面圆轨道最高点A时,对轨道的压力恰等于车重,小车至少要在离地面多高处滑下,才能安全地通过且点?(g=10m/s2)                                例5:在原子物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”,这类反应的前半程和下述力学模型类似.两个小球A和B用轻弹簧相连,在光滑的水平轨道上处于静止状态,在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球沿轨道以速度v0射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D,在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变为最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后A球与挡板发生碰撞,碰后A,D都静止不动,A与P接触而不粘连,过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失),已知A、B、C三球质量均为m,求: (1)、弹簧长度刚被锁定后A球的速度; (2)、在A球离开挡板P之后的运动中,弹簧的最大弹性势能.                                    

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