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浅析匀变速直线运动

2020-08-14袁荣发

青年生活 2020年28期
关键词:初速度物块受力

袁荣发

匀变速直线运动是高中物理比较重要的知识,是每年高考必考的的一个知识点,但是很同学的得分率不高,做题时找不到很好的解题方法。笔者认真分析近几年的高考题。从中发现有一些规律可循,下面给大家娓娓道来。

我们知道物体的运动是由受到的力和初速度决定。匀变速直线运动主要考两种情形:第一种物体受力是可以确定的,对物体按重力(场力),弹力,摩擦力,外力的顺序来受力分析。假如各个力都不变,则合力不变,那么题上给你的这个直线运动一定是匀变速直线运动。第二种,物体的受力不清楚,主要物体跟弹簧连接,或者受变化的安培力作用。这时要考匀变速直线运动只能是题上告诉你了。在确定是匀变速直线运动后,我们在题上找这个匀变速直线运动的初速度,末速度,加速度,位移,时间等5个量中的4个。为什么只找4个呢?因为下面的运动学公式中每一个都只有4个量,这个是匀变速直线运动公式的一个特点。然后选下面3个中的一个求解。这3个公式就是:vt=v0+at(减速运动时a取负值)大家看这3个公式中都含有加速度,这又是变速直线运动公式的另一个特点。大家知道联系力和运动的桥梁就是加速度,因此,这三个任意一个都可以求加速度。再利用牛顿第二定律F=ma(用正交分解求合力),就可以解决一些简单的题。那么如何选上面的三个公式中的哪一个呢?应该根据题上的已知量和未知量来确定。下面通过例题来给大家分析一下。

例1 宇航员在某星球表面以v的初速度把一个小球竖直向上抛出,经过时间间隔落回到抛出点。星球的半径为R, 不考虑星球自转的影响。1.求星球表面的重力加速度。2.求星球的密度。

解析:题上只告诉小球向上运动,再向下运动落抛出点。那么这个小球做什么运动呢?只有通过受力分析来确定。小球抛出后只受重力作用,并且方向与初速度方向相反,因此,小球做匀减速直线运动(属于上面讲得第一种类型).已知量有初速度v,时间t,由动能定理得到整个过程没有力做功,落回抛出的末速度也为v,因此,这里就选vt=v0+at求重力加速度(另外两个就不用了),再由万有引力的公式求得质量,最后由密度公式得到答案。

例2 如下图,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一力F沿斜面方向拉物块A使之向上做加速度为a的勻加速运动,经过多长时间物块B将要离开C?

解析:这道题就属于上面讲得第二种类型,对A来说,它在运动过程中受力不确定,F和弹簧的弹力都是变化的,但是题告诉了它做匀加速直线运动。我们就去找初速度(为0),加速度为a,位移根据弹簧的性变量的变化来求,要求时间。应该选用来求解

由以上各式得

以上内容仅是我的一家之言,希望能与大家共勉。

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