【高中物理】力学中五个重要问题

【高中物理】力学中五个重要问题
1.追及和相遇问题?
被追赶和被追赶的两个物体之间的相同速度（以相同方向移动）是追赶、未能追赶以
及两个物体之间的极限距离的关键条件。

？
（1）速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速直线运动)?
① 当两个速度相等时，如果追赶者追不上被追赶者，他永远也追不上。

此时，两者
之间存在最小距离；？
②两者速度相等时，若追者位移恰等于被追者位移与初始两者间距之和，则刚好追上，也是两者避免相撞的临界条件；?
③ 如果追赶者的速度仍然大于被追赶者的速度，被追赶者可以再次遇到追赶者。

？
（2）速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速直线运动)?
① 它必须能够迎头赶上。

当两个速度相等时，它们之间存在最大距离；？
②当追者位移恰等于被追者位移与初始两者间距之和时，后者追上前者。

2.绳索和杆的弹力分析？
（1）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向；轻质弹簧的弹力总是沿着弹簧的轴线
方向。

（2）“活动杆（非固定杆可绕一端旋转）”的弹力必须沿杆的方向；“死杆（固定杆，既不能旋转也不能弯曲的理想杆）”的弹性方向不一定沿杆的方向，但应根据物体的
具体状态确定。

？
3.共点力平衡问题的求解方法?
（1）力综合分解法：当物体处于简单力平衡状态时，通常采用综合法和分解法求解。

力的合成和分解符合平行四边形规则（或三角形规则）。

当两个分力恒定时，合力随着两
个分力之间夹角的增大而减小。

如果已知一个分力的大小和方向以及合力的方向，当另一
个分力与合力垂直时，另一个分力具有最小值；如果合力的大小和方向以及一个分量的方
向已知，当两个分量相互垂直时，另一个分量的值最小。

？
（2）相似三角形法：在物体受三个共点力（非平行力）作用而处于平衡态时，若已
知某力的大小及绳、杆等模型的长度、高度时，常用力的三角形与几何三角形相似，对应
边成比例求解。

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（3）图解法：当物体处于动态平衡（如问题中的“缓慢运动”一词）时，通常用图解法（通常在三种力的作用下）求解。

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①根据力的分解或合成作出力的闭合矢量三角形；?
② 确定大小和方向不变的力（通常是重力或其他力）；？
③确定方向不变的力；?
④ 确定变化因素（角度增加和减少），并使用三角形法则进行动态分析。

？
（4）拉密定理法：如果在共点的三个力（非平行力）作用下物体处于平衡状态，那么各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦成正比。

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（5）正交分解法：将每个力分别分解为x轴和y轴，并使用两个坐标轴上的合力等于零的条件进行处理。

正交分解法主要用于求解物体在三种以上公力作用下的平衡问题。

选择坐标轴时，应注意：减少分解力或分解容易分解的力，尽量不要分解未知力。

4.连接体与传送带问题?
（1）连接器问题：通常，连接器的速度和加速度相同。

求解时，通常首先将其作为一个整体进行分析，然后分析其中一个对象。

根据应力情况，采用正交分解法和牛顿第二定律求解。

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（2）传送带问题：要正确判断物体相对地面、相对传送带各做什么运动，正确判断物体和传送带间的摩擦力情况，要明确在传送带问题中，摩擦力的大小和方向往往会发生突变，且突变常常发生在物体速度与传送带速度相同时。

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5.重要的职能关系？
功是能量转化的量度，中学物理中常见的几个功能关系如下：?
（1）保守力所做的功对应于它们各自势能变化的负值。

？
保守力是指做功与路径无关的力，如重力、弹簧弹力、电场力等。

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（2）外力所做的功与动能的变化相对应。

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合外力是指包括重力在内的所有外力的合力，动能定理表达式中各量应相对同一参考系，它适用于直线运动与曲线运动、恒力功与变力功、连续力与间断力；也适用于电场力做的功与安培力做的功。

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（3）系统中除重力g和弹性力F以外的力所做的功对应于机械能的变化。

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当只有重力做功或只有系统内弹力做功或只存在动能和势能的相互转化时，机械能守恒，否则机械能就要发生变化。

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（4）在相互摩擦系统中，一对滑动摩擦力所做的总功等于滑动摩擦力和相对距离的乘积，后者等于系统中能量的变化，WF=FS，相对距离=Q。