如何解决力与运动问题



如何解决力与运动问题

◇河北刘春

高中生在初学高中物理时，往往不能将物体受力与运动关系有机结合起来,问题的关键是不能把握“2个分析”“1个桥梁”．

1解决2类基本问题的方法

以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图1所示.

图1

22类动力学问题的解题步骤

图2

(1) 滑块和斜面之间的动摩擦因数μ;

(2) 恒力F的大小．

mgsin 30°-μmgcos 30°=ma,

(2) 使滑块沿斜面做匀加速直线运动,有加速度向上和向下2种可能．当加速度沿斜面向上时,有

Fcos 30°-mgsin 30°-

μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1,

当加速度沿斜面向下时，有

mgsin 30°-Fcos 30°-

μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1，

图3

F-μmg=ma1, -μmg=ma2,

L1-L2

由以上各式联立可解得0.4 m

答案0.4m

图4

(1) 舰载机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里?

(2) 为了舰载机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让舰载机减速,同时考虑到舰载机挂索失败需要复飞的情况,舰载机着舰时不关闭发动机．图4所示为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F=1.2×105N,减速的加速度a1=20 m·s-2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变．求此时阻拦索承受的张力大小?(已知sin 53°=0.8, cos 53°=0.6)

图5

(2) 舰载机受力分析如图5所示,其中FT为阻拦索的张力,Ff为空气和甲板对舰载机的阻力,由牛顿第二定律得

2FTcos 53°+Ff-F=ma1.

舰载机仅受空气阻力和甲板阻力时Ff=ma0, 联立可得

FT=5×105N．

答案(1) 1 102.5m. (2) 5×105N.

3解决2类动力学问题的2个关键点

1) 把握“2个分析”“1个桥梁”.

2) 寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系．如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,画图找出各过程的位移之间的联系等．

力与运动问题是高中物理的基础，也是解决大多数物理问题所必须面对的基本情境和规律，同时，解决力与运动问题的思想方法也是解决物理问题的基本思想方法，值得广大师生认真研究和掌握.

(作者单位：河北承德宽城县一中 )

2个分析:物体的受力情况分析和运动过程分析．

1个桥梁:加速度是联系物体运动和受力的桥梁．