受力分析与运动学相结合
有关“受力分析”在高中物理教学中的探究
这一问题的启发下ꎬ又会好奇小球的运动轨迹.有的学生还会好奇如果将塑料小球换成其他材质的小球ꎬ下落的速度会发生何种变化.教师这时候又可以启发学生ꎬ如果将小球坠落的地点换一种材质ꎬ又会有什么变化.教师在这种种问题的提出中ꎬ学生也会不断提出自己的疑问.学生质疑实验的过程中就是学生创新意识激发的过程.这样一来ꎬ学生既掌握了物理中的重点㊁难点知识ꎬ还加深了对物理现象㊁规律的理解.２.创设实验环境ꎬ培养学生动手操作能力在学生亲自动手操作实验ꎬ也能够培养他们的创新意识.在高中物理教材中ꎬ有许多需要学生进行试验的章节.可以说ꎬ实验是物理教学中不可或缺的环节ꎬ是教师必须重视的部分.然而ꎬ在实际的物理课堂中ꎬ由于课时紧㊁作业量大ꎬ教师很少将学生带到物理实验室中去ꎬ往往都是在课堂上自己进行试验操作ꎬ学生进行观看.这种方法ꎬ束缚了学生动手实践能力的发展ꎬ何谈学生创新意识的培养.为此ꎬ教师不能将物理实验流于形式ꎬ要真正贯彻落实实验教学法ꎬ引导学生走进实验室ꎬ指导他们动手实验ꎬ使学生体会到学习物理的快乐ꎬ提高他们的动手能力ꎬ从而培养他们的创新意识.比如ꎬ在高中物理必修二«验证机械能守恒定律»的教学大纲中ꎬ就明确要求教师要组织学生进入实验室做实验.因此ꎬ教师首先就是要将学生分好组ꎬ学生分组合作进行试验.在实验过程中ꎬ教师要多走动ꎬ随时解决学生在实验中不能解决的问题.同时ꎬ教师要指导学生正确的实验操作步骤ꎬ保证学生顺利地完成实验.贯彻落实创新教育是需要一个漫长的过程的ꎬ广大物理教师要积极开展有效的教学手段ꎬ提高学生的空间想象力ꎬ使学生的逻辑思维更加严谨ꎬ从而唤醒㊁提高学生的创新意识.在这一过程中ꎬ教师也应该注意要发挥学生的主体作用ꎬ及时转变自己的教学角色ꎬ将课堂交给学生ꎬ自己则作为辅佐者.同时ꎬ教师还要重视创设质疑的情境ꎬ使学生进入课堂气氛ꎬ勇于提出自己的看法ꎬ并且创设实验情境ꎬ多开展实验教学环节ꎬ提高学生动手能力.㊀㊀参考文献:[１]谢中平.提高高中物理实验教学有效性刍议[Ｊ].新课程导学ꎬ２０１６(５).[２]许中元.高中物理教学中创新教育的探讨[Ｊ].科学大众.科学教育ꎬ２０１１(９).[３]冯峰.高中物理 机械能守衡定律 的实验教学法探究[Ｊ].中学生数理化(学研版)ꎬ２０１４(１１).[责任编辑:闫久毅]有关 受力分析 在高中物理教学中的探究杨㊀琦(云南师大附中㊀６５０１０６)摘㊀要:力学是高中物理教学的主要内容ꎬ也是学生进行物理知识学习和深入探究的基础ꎬ力学知识几乎贯穿于高中物理的整个学习过程ꎬ热学㊁电磁学㊁运动学等都需要进行受力分析.因此ꎬ帮助学生打好力学基础ꎬ让学生掌握受力分析的方法和步骤ꎬ提升学生的学习积极性和主动性ꎬ可以有效的提升学生的学习效率ꎬ提升教学质量.本文结合高中物理教学实践经验ꎬ对受力分析进行探究.关键词:高中物理ꎻ受力分析ꎻ教学应用中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０１８)１８－００５９－０２收稿日期:２０１８－０２－１０作者简介:杨琦(１９８２.５－)ꎬ重庆人ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀高中物理是学生比较难以掌握和理解的学科ꎬ主要是物理知识具有一定的抽象性㊁知识点联系紧密㊁过程复杂等ꎬ给学生的学习带来了困难.力学知识是高中物理学习的基础ꎬ因此引导学生掌握好受力分析ꎬ可以有效的提升学生的学习效率ꎬ为学习以后的学习奠定基础.下面就如何提高学生对物体受力分析谈一些教学经验.㊀㊀一㊁受力分析有关内容高中物理教师在进行教学的时候ꎬ要让学生掌握有关力学的基本知识ꎬ对有关力学知识有深刻的理解和认识ꎬ这样才能帮助学生更好的进行物理知识学习和探究.高中物理力学主要涉及以性质命名的力ꎬ诸如:重力㊁弹力和摩擦力等ꎬ另一种是以效果命名的力ꎬ诸如:拉力㊁支持力㊁合力㊁压力等.这就要求高中物理教师在教学的过程中ꎬ要结合具体的事物ꎬ将力具体化ꎬ这样更有利于学生深刻的理解.力需要两个物体相互作用ꎬ每个力都有施力方和受力方ꎬ力具有相互性和矢量性ꎬ教师可以结合具体例子让学生进行理解ꎬ比如ꎬ竖直上抛的物体在向９５Copyright©博看网 . All Rights Reserved.上的运用过程中并不受向上的作用力ꎬ因为没有施力方力包括大小㊁方向㊁作用点三要素ꎬ在进行受力分析的时候ꎬ要通过作图的方式将力的三要素体现出来.每个力都有两个物体参与 施力物和受力物ꎬ每个力都能找到它的施力物ꎬ另外ꎬ力具有矢量性ꎬ受力分析时根据力的三要素把力的示意图画出来.㊀㊀二㊁受力分析的基本步骤１.明确对象进行受力分析ꎬ首先要明确分析的对象ꎬ可以是一个物体ꎬ也可以是多个物体ꎬ明确分析的对象后ꎬ要进行隔离ꎬ单独的对独立对象进行分析.２.分析顺序确定分析对象后ꎬ要根据产生力的原因先场力ꎬ诸如:重力㊁磁场力㊁电场力ꎬ再弹力ꎬ找到接触面ꎬ根据物体的实际情况进行分析ꎬ最后分析摩擦力ꎬ如果是光滑的水平面ꎬ就不考虑摩擦力的情况.３.注意事项受力分析完成后ꎬ要进行检验ꎬ一个是受力物体和施力物体ꎬ如果缺少一方ꎬ则分析的力不存在ꎬ另一个是力的分解与合成不能重复分析和叠加ꎬ只分解或合成一次.此外ꎬ对于运动中的受力分析要根据物体的运动状态进行.㊀㊀三㊁受力分析在教学中的应用１.主要方法力学中受力分析根据需要一般采用整体法和隔离法.整体法就是将要分析的几个物体看成一个整体ꎬ进行这个系统的受力分析ꎻ隔离法就是将整体中的某一个物体单独提取出来ꎬ进行单个物体的受力分析.教师要引导学生在具体的应用中ꎬ根据试题的要求ꎬ进行整体法和隔离法的灵活运用ꎬ往往能起到事半功倍的作用.在分析了物体的受力情况以后ꎬ为了研究和计算的方便ꎬ常常用正交分解法㊁平行四边形定则㊁矢量三角形法等对其中的一些力进行处理ꎬ从而更能有效的求出所需要的合力或是某个方向的力.２.受力分析的应用受力分析在高中物理中应用的范围比较广ꎬ一般的物理知识学习和探究中都要用到受力分析.因此ꎬ教师要注重学生的知识实际应用ꎬ多加强对学生的训练ꎬ以促进学生受力分析能力的提升ꎬ帮助学生积累更多的知识和经验.(１)在力学中的应用例题㊀在一个光滑的平底圆筒中放入两个刚性小球Ａ和Ｂꎬ小球Ａ的质量为ｍＡꎬ直径为ｄＡꎬ小球Ｂ的质量为ｍＢꎬ直径为ｄＢꎬ圆筒的直径为ｄꎬ且ｄＢ<ｄＡ<ｄ<ｄＡ＋ｄＢꎬ如图１所示ꎬ在静止的状态下ꎬ小球对圆筒侧面的压力分别为ＦＡ㊁ＦＢꎬ对圆筒底面压力为Ｆꎬ(重力加速度大小为ｇ)则(㊀㊀).图１Ａ.Ｆ＝(ｍＡ＋ｍＢ)ｇＢ.ＦＡ＝ＦＢＣ.ｍＡｇ<Ｆ<(ｍＡ＋ｍＢ)ｇＤ.ＦＡʂＦＢ解析㊀根据题设条件ꎬ本题用整体法进行分析比较简单ꎬ将Ａ㊁Ｂ看成一个整体进行研究ꎬ竖直方向上对圆筒的压力为小球整体的重力ꎬ由于静止ꎬ所以对圆筒左右两边的压力相等ꎬ因此可知答案Ａ㊁Ｂ正确.如果采用隔离法对Ａ㊁Ｂ进行单独分析的化ꎬ会将问题复杂化.(２)在运动学中的应用在运动学的学习和探究中ꎬ常常用到受力分析ꎬ这个是学生需要掌握的重点内容ꎬ因此ꎬ高中物理教师要结合具体实例ꎬ让学生深刻的理解和掌握有关受力分析的方法和技巧ꎬ提升学生的物理综合知识水平.例题㊀(２０１７高考全国２卷)如图２所示ꎬ一光滑大圆环固定在桌面上ꎬ环面位于竖直平面内ꎬ在大圆环上套着一个小环ꎬ小环由大圆环的最高点从静止开始下滑ꎬ在小环下滑的过程中ꎬ大圆环对它的作用力(㊀㊀).图２Ａ.一直不做功Ｂ.一直做正功Ｃ.始终指向大圆环圆心Ｄ.始终背离大圆环圆心分析㊀本题中ꎬ题设条件大圆弧光滑ꎬ所以不存在摩擦力ꎬ这样小环在下落的过程中ꎬ受到重力和支持力的作用ꎬ支持力始终与小环运动的方向垂直ꎬ所以不做功ꎬ因此Ａ项正确ꎬＢ项错误.大圆环对小环的作用力先背离大圆环圆心ꎬ后指向大圆环圆心ꎬＣ㊁Ｄ项错误.此外ꎬ受力分析在电磁场中的情况一般需要学生结合静止状态和运动状态进行实际的分析ꎬ只要学生掌握和理解了受力分析的内涵ꎬ在各种情况下进行正确的受力分析都将是一件比较容易的事情.总之ꎬ受力分析是学好高中物理知识的基础ꎬ对于学生的学习技巧和效率有着重要的作用ꎬ教师在教学过程中ꎬ要注重学生能力的培养ꎬ让学生根据实际情况能够正确的进行物理过程中的各种受力情况ꎬ从而帮助学生打好物理基础ꎬ促进学生更好的发展.㊀㊀参考文献:[１]耿欣宁.高中物理力学题受力分析解题反思[Ｊ].中华少年ꎬ２０１７(３４).[２]吴宇华.学会受力分析ꎬ突破高中物理解题难点[Ｊ].新课程(中学)ꎬ２０１７(０９).[责任编辑:闫久毅]０６Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
高中物理转盘连接体问题
高中物理转盘连接体问题详解转盘连接体问题是一种常见的高中物理题型，这种问题涉及到多种物理概念，如受力分析、运动学与动力学、角速度与角动量、能量守恒与转化、动量守恒与转化、摩擦力与润滑，以及设备设计等。
以下是对这些概念的详细解析。
1. 受力分析在解决转盘连接体问题时，首先需要对物体进行受力分析。
物体受到的力可以分为静摩擦力、滑动摩擦力、重力、支持力、电场力、磁场力等。
根据物体的运动状态，可以判断出物体所受的力是哪种类型。
2. 运动学与动力学运动学主要研究物体的位置、速度和加速度等运动状态。
动力学则研究物体运动的原因，即物体所受到的力。
通过运动学与动力学的结合，可以研究物体的运动过程。
3. 角速度与角动量角速度是描述物体转动快慢的物理量，等于物体转动的弧度除以时间。
角动量是描述物体转动状态的物理量，等于物体的转动惯量乘以角速度。
当物体所受的合力矩不为零时，物体的角动量会发生变化。
4. 能量守恒与转化能量守恒是指能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在转盘连接体问题中，通常涉及到机械能和其他形式的能量的转化，如热能、电能等。
根据能量守恒定律，可以研究物体运动过程中的能量转化和分布情况。
5. 动量守恒与转化动量守恒是指物体系统在不受外力作用时，动量保持不变。
在转盘连接体问题中，如果物体系统不受外力作用或所受的外力之和为零，则系统的动量守恒。
同时，在物体碰撞或摩擦过程中，动量会发生转化或转移。
6. 摩擦力与润滑摩擦力是阻碍物体相对运动的力，可以分为静摩擦力和滑动摩擦力。
在转盘连接体问题中，摩擦力的作用会导致物体之间的相对运动受到限制或产生热量。
润滑则是为了减小摩擦力而使两个接触面之间形成一层薄膜，从而减少摩擦力。
7. 设备设计在解决转盘连接体问题时，有时需要设计一些简单的机械设备，如转盘、滑轮等。
在设计时需要考虑设备的结构、材料、尺寸等因素，以确保设备能够满足使用要求和安全性能。
同时还需要考虑设备的维护和保养问题。
毕业论文-凸轮机构建摸,受力分析和运动仿真与分析研究
摘要凸轮是一具有曲面轮廓的构件，一般多为原动件（有时为机架）；当凸轮为原动件时，通常作等速连续转动或移动，而从动件则按预期输出特性要求作连续或间隙的往复运动、移动或平面复杂运动。
本文主要介绍凸轮的大体概念与凸轮廓线的设计计算，以及后期使用Pro/E软件仿真其廓线。
凸轮轮廓曲线是凸轮机构设计的关键，常用的设计方法有解析法和图解法。
本文将对这两这种方法进行大致分析与应用设计，利用Pro/E软件绘制凸轮机构实体模型，并用Pro/E软件自带的Pro/MECHANICA Motion插件设计凸轮机构运动模型，进行机构运动学仿真分析，可以较准确掌握机械产品零部件的位移、速度和加速度等动力学参数，进而可分析机构动作的可靠性。
主要技术要求为：熟悉凸轮设计基本原理及相关理论计算；凸轮机构运动仿真及受力分析；指定内容的翻译和Pro/E软件的熟练应用。
本文将重点研究凸轮机构建摸，受力分析和运动仿真与分析。
通过理论上的计算和研究，结合图解以及解析的方法，算出凸轮廓线的大致数据，用Pro/E软件将其绘制出，进行运动仿真，记录和研究其位移、速度和加速度等动力参数，最后分析出机构动作的可靠性。
使以后工作中，可以更准确掌握机械产品零部件的动力方面个参数，减少事故的发生，降低设计的难度。
关键词：凸轮；廓线设计；Pro/E；三维造型；仿真。
AbstractCam is a component with a surface profile is generally more dynamic pieces of the original (sometimes for the rack), when the cam piece to its original form, it is usually in a row for the constant rotation or move, and the follower output characteristics according to the requirements expected for continuous or reciprocating motion of the space, move, or the complexity of sports plane. This paper mainly introduces the general concept of the cam and cam profile design and calculation, and the latter the use of Pro / E software simulation of its profile.Cam cam curve design is the key to the design of methods commonly used analytical method and graphical method. In this paper, two such methods will be more or less analysis and application design, use of Pro/E software cam solid model rendering, and Pro / E software comes with the Pro/MECHANICA Motion cam plug design movement model, the kinematics Simulation can b a more accurate knowledge of machinery parts and components of displacement, velocity and acceleration, such as kinetic parameters, which can analyze the reliability of body movement.The main technical requirements are:familiar with the basic principles of cam design and related theoretical calculation; cam mechanism motion simulation and stress analysis; specify the contents of the translation and Pro/e application software proficiency.This article will focus on cam modeling, stress analysis and motion simulation and analysis. Through theoretical calculations and research, combined with graphical and analytical methods, calculate the approximate convex contour data, using Pro/E software to draw, simulation exercise, record and study the displacement, velocity and acceleration and other dynamic parameters, Finally, the reliability of the agency action. So after work, can be more accurate machinery parts and components of the dynamic parameters, to reduce accidents, reduce the difficulty of design.Keywords:Cam, Profile Design ,Pro/E, Three-dimensional shape,Simulation.目录1绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 仿真技术的发展 (3)1.3 Pro/Engineer在机械制造中的应用 (5)1.3.1 Pro/Engineer软件介绍 (5)1.3.2Pro/E在我国机械行业中的应用 (8)2凸轮轮廓线的设计 (10)2.1绪论 (10)2.2 凸轮机构的分类 (11)2.2.1 按两活动构件之间的相对运动特性分类 (11)2.2.2 按从动件运动副元素形状分类 (11)2.2.3 按凸轮高副的锁合方式分类 (11)2.3从动件运动规律 (12)2.3.1 基本运动规律 (12)2.4 凸轮轮廓线的设计 (14)2.4.1凸轮轮廓曲线的计算 (14)2.5凸轮机构基本尺寸的确定 (17)2.5.1凸轮机构的压力角及许用值 (17)2.6.2凸轮理论轮廓的外凸部分。
第一章 曲柄连杆机构的运动与受力分析
(1 − λ
⋅ω 2
2
⋅ sin 2 α )
3 2
（1-14） ）
ε le = m
(1 − λ )
2
λ
1 2
• 第二节 作用于曲柄连杆机构中的力和力矩
1.2.1 气体作用力 作用于活塞顶上的气体作用力： 作用于活塞顶上的气体作用力： Pg = ( p g − p0 ) ⋅ Fh （式中，Fh是活塞投影面积） 式中， 是活塞投影面积）
活塞速度： 活塞速度： 可得： 可得： v = r ⋅ ω ⋅
二、活塞的速度
sin (α + β ) cos β
dt
）（精确式 （1-7）（精确式） ）（精确式）
将式（ ）对时间求导， 将式（1-5）对时间求导，得：
λ （1-8）（近似式） ）（近似式 ）（近似式） v = r ⋅ ω ⋅ sin α + ⋅ sin 2α 2 2S S⋅n （1-9） ） 活塞平均速度： 活塞平均速度： C m = 60 = 30 n
图1-1 正置曲柄连杆机构简图
l+r
r
r 记： λ = l
则： x 因： 故： 而：
（1-1） ）
1 = r ⋅ (1 − cos α ) + ⋅ (1 − cos β ) （1-2）（精确式） ）（精确式 ）（精确式） λ
l ⋅ sin β = r ⋅ sin α sin β = λ ⋅ sin α
dx dα 1 dβ v= = r ⋅ sin α ⋅ + ⋅ sin β ⋅ dt dt λ dt dβ cos α dα =λ⋅ ⋅ 将式（1-3）对时间求导，得： 将式（ ）对时间求导， （1-6） ） cos β dt dt dα 代入上式，且记曲轴角速度： 代入上式，且记曲轴角速度： =ω
翻转犁翻转机构的运动与受力分析
的翻转所需要的动力。
3. 液压系统可实现机 构的翻转和液压锁 定的
性能要求。
将参数代入式 ( 5), 得:p = 91. 49N / cm
由于摩擦因数与压力成正 比, 从手册中可 以查当 p = 91. 49N / cm² 时, 滑动摩擦 因数 f 1 = 0 .1486，当量摩擦因数 f 0 = 1. 27, 则总摩擦因数 f = 0.1887, 摩擦圆 半径为ρ= f × r = 0. 1887 × 60 = 11.3233mm, 其中 r 为轴颈半径 (图中未 画 ) , 如图 4所示。
P1H + G rx - F1 r-2Mf = 0
式中: F1 = Mar =Gar/g, r = 0. 285m, p1 = 0. 0113, M f =Wp1 = 623. 28N/m, G = 9339. 4N, rx = r si nθ, a r 为切向加速度, H = asi nθ/L
为计算出油缸上的受力大小, 作机构的 转向速度图, 并把机构上的力移到速度 图中的对应点 E 上, 如5( b)所示, 对 E 点取矩, 得方程式:
2 机构的动态静力分析
”
在机构的运动学分析中, 已经了解到机构在油缸作 用下运动时, AB (AD )杆的角速度随θ的变化而 变化, AB 杆作加速运动, 机构除受重力 G 和摩 擦阻力M f的作用外, 还受到惯性力 F 的作用. 当油缸收缩在角 90 ~ 0 时, 机构受力情况如图 5( a)所示。
133. 3Nm, 而机构的阻力矩 M z = 2M f - Grx = 66. 12Nm, 可见,
03
M p≥M z, 所示机构 AB 杆可以越过自锁区 (死点 ), 油缸开始伸长, 油缸的工作推力为 3414~ 3700N, 这 样即完成了翻转的全过程。
杆传动的运动分析和受力分析
杆传动的运动分析和受力分析首先，对于杆传动的运动分析，我们需要考虑杆件的运动规律，包括平动和转动两种情况。
对于平动的杆件，我们可以根据杆件的质心位置和运动路径来分析其运动。
对于转动的杆件，我们需要考虑其转动轴和转动角度等因素。
我们可以通过运动学方法，如速度和加速度的分析，来推导出杆件的运动规律。
其次，受力分析是杆传动分析的重要一步。
对于杆传动机构，杆件之间通过齿轮、链条等传动装置进行力的传递。
在受力分析中，我们需要考虑力的平衡和传递。
对于平衡问题，我们可以通过平衡方程来求解未知力的大小和方向。
对于力的传递问题，我们可以使用牛顿定律和自由体图等方法。
在进行受力分析时，我们还需要考虑到摩擦、惯性和阻力等因素，以更准确地分析杆传动机构的受力情况。
杆传动的运动和受力分析也可以通过力学方法进行求解。
对于平动的杆件，我们可以通过牛顿第二定律来推导出其加速度和作用力。
对于转动的杆件，我们可以通过转动惯量和力矩的分析来推导出其角加速度和作用力。
在进行受力分析时，我们需要考虑杆件所受到的外力和内力，然后利用等式和平衡条件来解决未知力的求解问题。
除了力学方法，我们还可以使用动力学方法进行杆传动的运动和受力分析。
动力学方法主要是基于牛顿第二定律和欧拉动力学方程。
通过建立系统的动力学方程和控制方程，可以求解出杆件的运动和受力情况。
动力学方法的优势在于可以考虑系统的惯性和非线性特性，可以更精确地描述杆件的运动和受力情况。
总之，杆传动的运动分析和受力分析是机械工程中常见的问题。
通过运动学和动力学方法，可以对杆传动机构的运动和受力进行详细分析。
这些分析方法可以帮助我们更好地理解和设计机械系统，从而实现更准确和可靠的机械传动。
翻转犁翻转机构的运动与受力分析
2 2 机构的动态静力分析 在机构的运动学分析中, 已经了解到
机构在油缸作用下运动时, AB (AD )
杆的角速度随θ的变化而变化, AB 杆
作加速运动, 机构除受重力 G 和摩擦 阻力M f的作用外, 还受到惯性力 F 的作用.当油缸收缩在角 90 ~ 0 时, 机构受力情况如图 5( a)所示。 为计算出油缸上的受力大小, 作机构 的转向速度图, 并把机构上的力移到 速度图中的对应点 E 上, 如5( b)示, 对 E 点取矩, 得方程式:
1 翻转机构的运动分析
如图 1所示, 在单缸卧式翻转机构简图 中, A、C为固定支点, AC 长度为 a, AB 长度为 R, BC 长度 为L 0, 当拖拉机发 动机的转数不变时, 翻转机构的油缸作 匀速运动, 即 v1为常数。AB 和 AC 的 夹角为θ, 为满足翻转犁能在工作过程中 翻转 180度 , 要求 AB 杆在油缸的作用 下必须能转动 180 。 角的变化范围应 在整个水平面内, 即 可在 正负 90度 的 范围内变化。所以，该机构为运动导杆 机构，能够完成上诉运动的必要条件为
P1H + G rx - F1 r-2Mf = 0
得:p1=（F1r+2Mf-Grx）/H
式中: F1 = Mar =Gar/g, r = 0. 285m,
p1 = 0. 0113, M f =Wp1 = 623. 28N/m, G = 9339. 4N, rx = r sinθ, a r 为切向加速度, H = asinθ/L
(2) 从动力学特性看, 机构可以保证实现 180
的翻转所需要的动力。
(3) 液压系统可实现机构的翻转和液压锁定的
性能要求。
θ 当机构的 AB 杆越过中间位置 ( = 0 )后 在 0~ - 90 区间运动时, 机构 受力情况如图 6 ( a)所示,
高考物理 双基突破(二)专题4 带电粒子在电场中的运动精讲
取夺市安慰阳光实验学校专题04 带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的平衡和非平衡问题这里说的“平衡”是指带电体加速度为零的静止或匀速直线运动，属“静力学”问题，只是带电体受的外力中包括电场力在内的所有外力，解题的一般思维程序为：（1）明确研究对象；（2）对研究对象进行受力分析，注意电场力的方向；（3）根据平衡的条件或牛顿第二定律列方程求解。
【题1】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。
其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖起方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 【答案】（1）Emg θtan （2）θcot 2gb由①②得（2）丝线剪断后小球受重力和电场力，其合力与剪断前丝线拉力大小相等方向相反，所以：T =ma …③小球由静止开始沿着拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为：θsin bx =…④ 由运动学公式：221at x =……⑤由②③④⑤得。
【题3】如图所示，一个质量为30g 带电量─1.7×10─8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电力线与水平面平行。
当小球静止时，测得悬线与竖直夹角为30°，由此可知：①匀强电场方向怎样？②电场强度大小为多少？（g 取10m/s 2） 【答案】（1）水平向右（2）2×107N/C（2）小球在三个力作用下处于平衡状态，三个力的合力必为零。
所以F =mg tg30°……①又F =qE … ②由①②得：代入数据解得：E =2×107N/C 。
二、带电粒子（或带电体）在电场中的直线运动 1．做直线运动的条件（1）粒子所受合外力F 合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。
（2）粒子所受合外力F 合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。
导体棒切割磁感线问题分类解析
多物理场耦合效应的研究
在导体棒切割磁感线的过程中，除了电磁感应外，还可能涉及到热传导、力学等多种物理 场的耦合效应，未来可以开展多物理场耦合效应的研究，更全面地揭示该过程的物理机制 。
解题思路
本题主要考察法拉第电磁感应定律的应用，需要掌握感应电动势的计算 公式和判断感应电流方向的方法。
双棒切割典型例题
题目描述
两根导体棒在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动，求两根导体棒之间的感应电动势和感应电流。
解析过程
根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可以分别求出两根导体棒产生的感应电动势和感应电流。通过比较两根导体棒 的运动状态和电路连接方式，可以确定感应电动势和感应电流的大小和方向。
解题思路
本题主要考察法拉第电磁感应定律和欧姆定律的应用，需要掌握感应电动势和感应电流的计算方法，同 时注意分析电路的连接方式和导体棒的运动状态。
多棒切割典型例题
01
题目描述
多根导体棒在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动，求多根 导体棒之间的感应电动势和感应电流。
02 03
解析过程
根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可以分别求出每根 导体棒产生的感应电动势和感应电流。通过比较各根导体 棒的运动状态和电路连接方式，可以确定多根导体棒之间 的感应电动势和感应电流的大小和方向。
双棒切割问题
两导体棒以相同速度在匀强磁场中做切割磁感线运动
此时两导体棒产生的感应电动势相同，感应电流也相同，两导体棒受到的安培力大小相 等、方向相反，系统动量守恒。
两导体棒以不同速度在匀强磁场中做切割磁感线运动
此时两导体棒产生的感应电动势不同，感应电流也不同，两导体棒受到的安培力大小不 相等、方向相反，系统动量不守恒。
带电体在电磁场中的受力分析和运动分析解读
Uq
m Eq a ==通过电场区的时间：0
v L
t =
粒子通过电场区的侧移距离：2
2
2mdv UqL y =图1
粒子通过电场区偏转角：2
mdv UqL
tg =
θ带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离也可表示为：θtg L
y 2
=
。4、粒子在交变电场中的往复运动
π三、带电粒子在复合场中运动的分析
带电粒子在复合场中运动，实际上仍是一个力学问题，解决此类问题的关键是对带电粒子进行正确受力分析和运动情况分析。
1、受力分析：带电粒子在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变是由其受到的合力决定。对运动粒子进行受力分析时必须先场力（包括重力、电场力、磁场力）、后弹力、再摩擦力等。另外要注意重力、电场力与粒子运动速度无关，由粒子的质量决定重力大小，由电场强决定电场力大小；但洛仑兹力的大小与粒子速度有关，方向还与电荷的性质有关。
Uq
a =
粒子通过偏转电场的时间2t为：Uq
m
L
v L t 202==粒子在偏转电场中的侧移距离y为：4
2122L
at y ==
侧向速度y v为：m
Uq at v y 22=
=则粒子射出偏转电场时的速度v为：m
Uq
v v v y 25220=
+=
以速度v进入磁场做匀速度圆周运动的洛仑兹力为向心力，设运动半径为R：
二、带电粒子在匀强磁场的受力分析和运动分析
带电粒子在匀强磁场中运动时，若00=v，有0=洛f，则粒子为静止状态；若B v //，有0=洛f，则粒子做匀速直线运动；若B v ⊥，有Bqv f =洛,则粒子做匀速圆周运动，其
利用受力分析解释物体的匀速直线运动
物体的受力分析
重力
是物体所受的地 球引力
弹力
是弹簧或弹性体 所产生的力
空气阻力
是物体在空气中 运动时受到的阻
力
摩擦力
是物体与其他物 体接触时的摩擦
阻力
物体的运动方程
位置-时间图像
通过绘制物体位置随时间 变化的图像，可以了解物 体的运动轨迹
速度-时间图像
通过绘制物体速度随时间 变化的图像，可以了解物 体的速度变化规律
加速度-时间图像
通过绘制物体加速度随时 间变化的图像，可以了解 物体的加速度变化规律
运动方程公式
运动方程可以描述物体在 匀速直线运动中的位置、 速度和加速度之间的关系
实例分析
假设一个小车在水平 路面上做匀速直线运 动，可以通过受力分 析来解释其运动规律。 小车受到重力、摩擦 力等多种力的作用， 通过平衡各种力来保 持匀速直线运动。利 用物体的受力分析， 可以解释小车的运动 状态及其轨迹。
利用受力分析解释物体的匀 速直线运动
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 引言 第2章 物体的重力分析 第3章 物体的摩擦力分析 第4章 物体受到多个力的分析 第5章 运动的实际应用 第6章 总结与展望
● 01
第1章 引言
物体的匀速直线 运动
物体的匀速直线运动 是一种基础的运动形 式，通过受力分析可 以解释物体在直线运 动中的规律。在匀速 直线运动中，物体保 持相同的速度，没有 加速度的存在。这种 运动形式在日常生活 中随处可见，如行驶 的车辆、飞行的飞机 等。
● 03
第3章 物体的摩擦力分析
摩擦力的种类
静摩擦力
静止物体受力情 况
动摩擦力
运动物体受力情 况
_新教材高中物理第4章牛顿运动定律6牛顿运动定律的应用学案教科版必修第一册
牛顿运动定律的应用学习目标：1.[物理观念]进一步掌握受力分析的方法，并能结合物体的运动情况进行受力分析． 2.[科学思维]知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁． 3.[科学思维]掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题．一、动力学方法测质量如果已知物体的受力情况和运动情况，可以求出它的加速度，进一步利用牛顿第二定律求出它的质量．二、从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况．三、从运动情况确定受力1．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．2．解决动力学问题的关键：对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√)(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．(√)(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的. (×)2．A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为m A>m B，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离x A与x B相比为 ( ) A．x A＝x B B．x A>x BC．x A<x B D．不能确定A[A、B两物体在滑行过程中所受合外力等于它们所受的滑动摩擦力，由牛顿第二定律知，－μmg ＝ma ，得a ＝－μg ，由运动学公式v 2t －v 20＝2ax 得，x ＝v 202μg，故x A ＝x B ，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．]3．质量为0.2 kg 的物体从36 m 高处由静止下落，落地时速度为24 m/s ，则物体在下落过程中所受的平均阻力是多少？(g 取10 m/s 2)[解析] 由运动学公式v 2t －v 2＝2ax 得加速度a ＝v 2t －v 202x ＝242－02×36m/s 2＝8 m/s 2.物体受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F 合＝ma ＝0.2×8 N＝1.6 N ，而F 合＝mg －F 阻，则物体在下落过程中所受的平均阻力F 阻＝mg －F 合＝0.2×10 N－1.6 N ＝0.4 N.[答案] 0.4 N已知受力确定运动情况玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L ，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？提示：首先分析小孩的受力，利用牛顿第二定律求出其下滑的加速度，然后根据公式v 2＝2ax 和x ＝12at 2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间.2．解题的一般步骤【例1】如图所示，质量为2 kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝5 N的作用(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)物体与地面间的摩擦力大小；(2)5 s内的位移大小．思路点拨：分析物体受力情况―――――――――――→建坐标系、正交分解由牛顿第二定律求出摩擦力和加速度a―――――――→由运动学公式求5 s内位移[解析] 对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系并分解F.(1)在y轴方向有：N＋F sin 37°＝mg，代入数据解得N＝17 N，物体与地面间的摩擦力大小为f＝μN＝0.2×17 N＝3.4 N.(2)水平方向，由牛顿第二定律F cos 37°－f＝ma得a ＝0.3 m/s 25 s 内的位移为：x ＝12at 2＝12×0.3×52m ＝3.75 m.[答案] (1)3.4 N (2)3.75 m应用牛顿第二定律解题时求合力的方法(1)合成法物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F 合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．(2)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度方向：F x ＝ma ，垂直于加速度方向：F y ＝0.[跟进训练]1．如图所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a 、b 、c 处释放(初速度为0)，用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达d 处所用的时间，则 ( )A ．t 1<t 2<t 3B ．t 1>t 2>t 3C ．t 3>t 1>t 2D ．t 1＝t 2＝t 3D [小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mg cos θ＝ma ①设圆心为O ，半径为R ，由几何关系得，滑环由开始运动至d 点的位移为x ＝2R cos θ② 由运动学公式得x ＝12at2③由①②③联立解得t ＝2R g. 小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t 1＝t 2＝t 3，D 正确．]已知运动情况确定受力情况1．解题思路已知物体运动情况―――――――――――→由匀变速直线运动公式运动分析求得a ―――――→由F ＝ma 受力分析确定物体受力情况2．解题的一般步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图．(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力．【例2】 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s 2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？ (2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？ 思路点拨：确定研究对象→运动分析→运动学方程→求a →受力分析→牛顿第二定律→求受力情况[解析] (1)由题意可知，h ＝4.0 m ，L ＝5.0 m ，t ＝2.0 s. 设斜面倾角为θ，则sin θ＝h L乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2Lt2，代入数据得a ＝2.5 m/s 2.(2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－f ＝ma沿y 轴方向有N －mg cos θ＝0， 又f ＝μN联立方程解得μ＝g sin θ－a g cos θ≈0.92.[答案] (1)2.5 m/s 2(2)0.92从运动情况确定受力的注意事项(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．[跟进训练]训练角度1 单过程问题2．如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角θ＝30°.现木块上有一质量m ＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在0.40 s 内速度增加了1.4 m/s ，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；(2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向．[解析] (1)由题意可知，木块滑行的加速度a ＝Δv Δt ＝1.40.40 m/s 2＝3.5 m/s 2.对木块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mg sin θ－f ＝ma ，解得f ＝1.5 N.甲 乙(2)根据(1)问中的木块受力示意图可得N ＝mg cos θ.对木块受力分析，如图乙所示，根据牛顿第三定律有N ′＝N ，根据水平方向上的平衡条件可得f 地＋f cos θ＝N ′sin θ，解得f 地≈3.03 N，f 地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左．[答案] (1)1.5 N (2)3.03 N 方向水平向左 训练角度2 多过程问题3．如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1.0 kg 的物体．物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F ＝10 N ，方向平行斜面向上．经时间t ＝4.0 s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g 取10 m/s 2)[解析] (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F 、斜面支持力N 、重力mg 和摩擦力f ，设物体向上运动的加速度为a 1，根据牛顿第二定律有：F －mg sin θ－f ＝ma 1又f ＝μN ，N ＝mg cos θ 解得a 1＝2.0 m/s 2t 1＝4.0 s 时物体的速度大小v 1＝a 1t 1＝8.0 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x 1＝12a 1t 21＝16 m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a 2，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mg sin θ＋f ＝ma 2解得a 2＝8.0 m/s 2物体匀减速运动的时间t 2＝v 1a 2＝1.0 s减速运动的位移为x 2＝12v 1t 2＝4.0 m此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a 3，根据牛顿第二定律可得：mg sin θ－f ＝ma 3，解得a 3＝4.0 m/s 2设物体由最高点下滑的时间为t 3，根据运动学公式可得x 1＋x 2＝12a 3t 23，t 3＝10 s≈3.2s ，所以物体返回斜面底端的时间为t ＝t 2＋t 3＝4.2 s. [答案] (1)8.0 m/s (2)4.2 s1．物理观念：能结合运动情况确定受力情况，能结合受力情况确定运动情况． 2．科学思维：掌握牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法.1．假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s 的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为 ( )A ．40 mB ．20 mC ．10 mD ．5 mB [a ＝f m ＝mg m ＝g ＝10 m/s 2，由v 2＝2ax 得x ＝v 22a ＝2022×10m ＝20 m ，B 正确．]2．水平面上一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间3t 物体停下，则物体受到的阻力为 ( )A ．F 3B ．F 4 C.F 2 D ．2F3B [在前t 时间内，由牛顿第二定律知F －f ＝ma 1，t 时间末v ＝a 1t ，得v ＝F －fm·t ；后3 t 内，由牛顿第二定律知f ＝ma 2，另由运动学规律得0＝v －a 2·3t ，即v ＝fm·3t ，联立得f ＝F4，故选项B 正确．]3.(多选)如图所示，质量为m ＝1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10 m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F ＝2 N 的恒力，在此恒力作用下(取g ＝10 m/s 2) ( )A ．物体经10 s 速度减为零B ．物体经2 s 速度减为零C ．物体速度减为零后将保持静止D ．物体速度减为零后将向右运动BC [物体受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用，做匀减速直线运动．滑动摩擦力大小为f ＝μN ＝μmg ＝3 N ，故a ＝F ＋f m ＝5 m/s 2，方向向右，物体减速到0所需时间为t ＝v 0a＝2 s ，故B 正确，A 错误；减速到零后F <f ，物体处于静止状态，故C 正确，D 错误．]4．竖直上抛物体受到的空气阻力f 大小恒定，物体上升到最高点时间为t 1，从最高点再落回抛出点所需时间为t 2，上升时加速度大小为a 1，下降时加速度大小为a 2，则 ( )A ．a 1>a 2，t 1<t 2B ．a 1>a 2，t 1>t 2C ．a 1<a 2，t 1<t 2D ．a 1<a 2，t 1>t 2A [上升过程中，由牛顿第二定律，得mg ＋f ＝ma 1① 设上升高度为h ，则h ＝12a 1t 21②下降过程，由牛顿第二定律，得mg －f ＝ma 2 ③ h ＝12a 2t 22④由①②③④得，a 1>a 2，t 1<t 2，A 正确．] 5．(新情景题)情境：科技馆的主要教育形式为展览教育，通过科学性、知识性、趣味性相结合的展览内容和参与互动的形式，反映科学原理及技术应用，鼓励公众动手探索实践，不仅普及科学知识，而且注重培养观众的科学思想、科学方法和科学精神．晓敏同学在科技馆做“水对不同形状运动物体的阻力大小的比较”实验，图甲中两个完全相同的浮块，头尾相反放置在同一起始线上，它们通过细线与终点的电动机连接．两浮块分别在大小为F 的两个相同牵引力作用下同时开始向终点做直线运动，运动过程中该同学拍摄的照片如图乙．已知拍下乙图时，左侧浮块运动的距离恰好为右侧浮块运动距离的2倍，假设从浮块开始运动到拍下照片的过程中，浮块受到的阻力不变．问题：试求该过程中： (1)两浮块平均速度之比v 左v 右； (2)两浮块所受合力之比F 左F 右； (3)两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系．[解析] (1)由v －＝xt得，左侧浮块的平均速度：v 左＝x 左t右侧浮块的平均速度：v 右＝x 右t， 两浮块平均速度之比：v 左v 右＝x 左t x 右t＝x 左x 右＝2.(2)根据牛顿第二定律可知：F 合＝ma浮块运动的位移：x ＝12at 2则：F 左F 右＝a 左a 右＝x 左x 右＝2. (3)根据牛顿第二定律可知：F －f 左＝ma 左F －f 右＝ma 右又因为a 左a 右＝x 左x 右＝2 则有F －f 左F －f 右＝a 左a 右＝2 则两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系 2f 右－f 左＝F .[答案] (1)2 (2)2 (3)2f 右－f 左＝F。
运动学理论中的力学运动分析
运动学理论中的力学运动分析引言运动学是物理学中的一个重要分支，研究物体运动的规律和特性。
而力学运动分析则是在运动学的基础上，通过考虑受力情况，研究物体的运动状态及其变化。
本文将介绍运动学理论中的力学运动分析的基本概念、原理和应用。
一、运动学和力学的基本概念1.运动学的定义和研究对象运动学是研究物体运动过程的学科，主要关注物体的位置、速度和加速度等与时间相关的物理量。
2.力学的定义和研究对象力学是研究物体受力和运动规律的学科，主要研究物体在受力作用下的运动状态和变化。
3.力学运动分析的基本概念力学运动分析是将力学原理应用于运动学过程的分析方法，通过考虑受力情况来研究物体的运动状态及其变化。
二、力学运动分析的基本原理1.牛顿第一定律和力学运动分析牛顿第一定律也被称为惯性定律，它描述了物体在没有外力作用时的运动状态。
力学运动分析中，我们可以利用牛顿第一定律来分析物体在受力和不受力情况下的运动特性。
2.牛顿第二定律和力学运动分析牛顿第二定律描述了物体在受力作用下的加速度与作用力之间的关系。
在力学运动分析中，我们可以利用牛顿第二定律来计算物体在受力作用下的加速度，并推导出物体的速度和位移的变化规律。
3.牛顿第三定律和力学运动分析牛顿第三定律描述了物体间相互作用的力具有相等反向的特点。
在力学运动分析中，我们需要考虑物体与其周围其他物体的相互作用，以确定物体的运动状态。
三、力学运动分析的应用1.自由落体运动的分析自由落体运动是指物体在只受重力作用下的自由下落运动。
通过力学运动分析，我们可以推导出自由落体运动的位移、速度和加速度的公式，并计算出物体在不同时间下的运动状态。
2.斜抛运动的分析斜抛运动是指物体在初速度的作用下，以一定的角度抛出后，同时在上升和水平方向上运动的过程。
力学运动分析中，我们可以分析斜抛运动的速度、位移和物体运动的轨迹等特性。
3.圆周运动的分析圆周运动是指物体在固定曲线上以一定角速度进行的运动。
翻转犁翻转机构的运动与受力分析
根据轴承的结构, 可确定是跑合轴颈, 的单位压力为:
p = N/s=W/（πd×L3）
轴颈
由 WL 2 = GL 1, 得 W = GL 1 /L 2 = 55162. 7N
式中: p 为轴颈单位压力; W 为轴颈 受力; d 为轴的直径; L 3 为轴颈的接触长度。 将参数代入式 ( 5), 得:p = 91. 49N / cm
根据式 ( 2)、( 3)、( 4)可确定不同的 a、 R、L 及相关参数值, 计算出 AB 杆转动 到某一位置的角速度和角加速度, 绘出 传动特性曲线, 如图 2 所示。可多方案 比较以选择最佳方案。例如, 较常见的 一组参数值 为: a = 0. 12m、R = 0. 506m、油 缸的 缩短 速度 v = 0.07m / s、油缸的 传动 比 K = 1. 46。当 需要 将犁 翻转180 时, 操纵液压输出手柄, 使翻转油缸收缩, AB 杆转动, 角从 90 减小到 0 (即 B 点在 y 轴上 ) , 再由0 转到 - 90 , 当 角由 90 减 小到 60 时, 角速度值为 0. 6667~ 0. 6166, 角加速度 值为 - 0. 0807~0. 1085, 角速度和角加速度变化都很小, 由 此看出, 无论油缸是静止还是工作状态 均是平稳的, 对液压系统也有益。
单缸卧式翻转犁翻转机构的运 动与受力分析
成员
摘要
首先提出单缸卧式翻 转机构运动方程,并从 机构的运动和动力基 础出发,绘出传动特性 曲线,对机构进行运动 学和动力学特性的分 析。通过分析证明这 一翻转机构的工作稳 定性及可行性,为翻转 机构的设计与应用提 出了相应的设计理念 及设计应用依据
实物图
受力分析方法
受力分析方法受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节，它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响，进而指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。
在实际工程和物理问题中，受力分析方法是必不可少的，下面我们将介绍几种常见的受力分析方法。
首先，我们来介绍静力学的受力分析方法。
静力学是研究物体静止状态下受力情况的学科，它主要包括平衡条件、力的合成分解、摩擦力和支持反力等内容。
在静力学中，我们可以利用平衡条件来分析物体受力的情况，通过将物体受到的所有外力和支持反力合成为一个合力，再进行力的分解和平衡条件的求解，从而得到物体的受力情况。
其次，动力学的受力分析方法也是非常重要的。
动力学是研究物体在运动状态下受力情况的学科，它主要包括牛顿定律、动量定理、功和能量等内容。
在动力学中，我们可以利用牛顿定律来分析物体在受到外力作用下的加速度和运动状态，通过力的合成和分解，以及动量和能量的变化来分析物体受力的情况，进而指导我们设计和制造运动设备和机械结构。
此外，有限元分析方法也是现代工程中常用的受力分析方法之一。
有限元分析是一种数值计算方法，它可以将复杂的结构分解为许多小的有限元，通过对每个有限元的受力和变形进行计算，最终得到整个结构的受力和变形情况。
有限元分析方法可以帮助我们分析复杂结构的受力情况，指导我们进行结构优化和强度验证。
最后，还有一种常见的受力分析方法是实验方法。
实验方法是通过实验手段来测量和分析物体受力情况的方法，它可以帮助我们验证理论分析的结果，发现一些理论分析所忽略的因素，并指导我们进行结构设计和改进。
在实际工程和物理问题中，实验方法往往是非常重要的，它可以帮助我们更加全面和准确地了解物体受力的情况。
综上所述，受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节，它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响，指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。
在受力分析中，静力学、动力学、有限元分析和实验方法是常见的分析方法，它们各自具有特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的方法进行分析。
探索力学与运动的关系
探索力学与运动的关系力学作为物理学的一个重要分支，研究物体在受到外力作用下的运动规律和相互作用。
它不仅是理论基础物理学的重要组成部分，也是应用科学中必不可少的一门学科。
力学与运动之间有着密不可分的关系，本文将从几个方面探索力学与运动之间的联系。
一、运动的基本概念和力学研究方法运动是物体从一个位置到另一个位置的过程，在力学中，常用的描述运动的基本概念有位移、速度和加速度等。
位移表示物体在运动过程中位置发生的变化，速度表示单位时间内位移的变化量，而加速度则表示单位时间内速度的变化量。
通过这些基本概念，我们可以定量地描述物体在运动中的变化。
力学研究运动的方法主要有实验和理论两种。
实验方法通过实际观察和测量，得到物体在不同条件下的运动规律和相互作用。
而理论方法通过数学模型的构建和分析，推导出物体运动的数学公式和规律。
这两种方法相辅相成，共同推动了力学的发展。
二、力学三大定律与运动的规律力学的核心是牛顿三大运动定律，它们为我们理解运动的规律提供了基础。
首先，牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体在受到外力作用下，如果没有其他力的干扰，将保持静止或匀速直线运动。
这就是我们常说的“物体具有惯性”。
其次，牛顿第二定律给出了物体受力与加速度之间的关系，即力等于质量乘以加速度。
最后，牛顿第三定律指出，任何作用力都伴随着相等大小、方向相反的反作用力。
根据牛顿三大定律，我们可以推导出许多运动的规律。
例如，当一个物体受到合外力时，它将加速运动，加速度的大小与受力的大小成正比，与物体的质量成反比。
这一规律被称为牛顿第二定律的数学表达式。
另外，根据牛顿第三定律，我们可以解释为什么划船时需要用浆来推动船体。
三、运动学与动力学的关系力学的研究可以分为运动学和动力学两个方面。
运动学主要研究物体在运动过程中的位置、速度和加速度等，而动力学则研究物体在受到力作用下的运动规律。
这两个分支相互关联，相互支撑，共同构成力学的完整体系。
在运动学中，我们通过定义位移、速度和加速度等概念，来描述和分析物体的运动特性。
运动学与力学关系解析
运动学与力学关系解析运动学与力学是物理学中两个重要的分支，它们研究的对象都是物体在空间中的运动。
本文将对运动学与力学的关系进行解析，并探讨它们在物理学中的应用。
首先，我们来了解一下运动学和力学的概念。
运动学研究物体的位置、速度、加速度等运动状态，不考虑引起运动的原因。
而力学研究物体在力的作用下的运动规律，包括质点的运动、刚体的运动以及流体运动等。
可以说，运动学是力学的基础，为力学提供了运动状态的描述和分析方法。
在物理学中，我们常常需要对物体的运动进行描述和分析。
运动学提供了一系列的概念和公式，如位移、速度、加速度等，来描述物体的运动状态。
而力学则通过牛顿的三大定律，以及动量守恒、能量守恒等原理，研究物体的运动规律和力的作用效果。
运动学与力学之间存在着密切的联系和相互依赖。
首先，运动学提供了力学研究的基础数据。
通过测量和计算物体的位移、时间、速度等参数，我们可以得到力学问题的初步解答。
例如，如果我们知道一个物体在单位时间内的位移量以及时间间隔，就可以求出该物体的平均速度，这是运动学提供给力学的重要数据。
其次，力学研究的结果也可以反过来影响运动学的分析。
力学中的力对物体的运动状态有着重要的影响，可以改变物体的速度和方向。
而运动学则通过分析物体的运动状态，可以反推出作用在物体上的力的性质。
例如，我们测量了一个物体的运动轨迹和速度变化情况，通过运动学的分析，可以判断该物体是否受到了外力的作用，以及外力的大小和方向。
此外，运动学和力学在实践中经常结合应用，为我们解决一系列物理问题提供了便利。
例如，当我们需要计算一个物体从静止开始以恒定加速度运动时的运动时间和位移时，就需要运用到运动学的公式。
而当我们需要分析一个物体在斜坡上滑动时，受到的重力和摩擦力的作用情况，就需要借助力学的理论。
总之，运动学和力学是物理学中密切相关的两个分支，它们相互依存，共同为我们提供了描述和分析物体运动的方法。
运动学提供了力学研究的基础数据，而力学则通过分析物体的运动规律和受力情况，来解释和预测物体的运动状态。
环节受力分析法在实心球项目上肢力量训练中的应用
环节受力分析法在实心球项目上肢力量训练中的应用随着人们对健康和健身的重视，肌肉训练作为一种重要的健身方式逐渐流行起来。
在肌肉训练中，实心球被越来越多地应用于肢体力量的锻炼中。
实心球是由铁、钢或其他重型材料制成的球状物体，与传统的哑铃、杠铃等器械相比，它的运动形式更加自由灵活，可以增强身体的协调性和稳定性。
同时，实心球的重量和重心的变化，可以使训练更具挑战性和效果性。
在实心球项目中，环节受力分析法是一种常见且有效的力量训练方法，本文将对其在实心球项目中的应用进行探讨。
一、环节受力分析法简介环节受力分析法是一种力量训练方法，它依据人体动作的关节运动学原理，将运动分解成不同的关节环节，通过对每个环节的动作进行调整和改进，达到最优的运动效果。
环节受力分析法将人体的运动分解成以下环节：起始准备、起步、腾跃、落地、加速、刹车等，通过对每个环节的研究和分析，发掘出每个环节中肌肉的作用和负荷，从而可以有效地进行力量训练。
二、实心球项目中的环节受力分析法应用实心球运动是一项涉及多个关节的全身运动，通过应用环节受力分析法，可以有效地分解其运动过程，并逐步进行力量训练，以达到最优的运动效果。
下面我们将从实心球的起始准备环节、起步环节、腾跃环节、落地环节、加速环节和刹车环节分析环节受力分析法在实心球项目中的应用。
1. 起始准备环节：起始准备环节是实心球运动的第一步，通常表现为身体保持较低的静止状态，并使用双手或单手将实心球拿起并保持平衡。
在这一环节中，主要肌肉包括肺肌、大胸肌、腹直肌和腕部肌肉。
起始准备环节训练的重点是加强肺肌和腹直肌的核心力量，提高身体的稳定性。
可以进行进行仰卧起坐、卷腹等腹肌训练，或者进行握力器训练等腕部肌肉训练。
2. 起步环节：起步环节是实心球运动的第二步，通常表现为将实心球抬离地面并以一定的力量向前推动，使其能够自己平衡。
在这一环节中，主要肌肉包括大腿后肌群、腘绳肌和腓肠肌等下肢肌肉，以及腕部、肱三头肌和前臂肌肉等上肢肌肉。
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1、如图所示，质量为m=4kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，现用F=25N与水平方向成θ=370的力拉物体，使物体由静止开始做匀加速运动：
（1）物体所受支持力为多大？摩擦力为多大？
（2）求物体的加速度的大小？
（3）若F作用t=4s后即撤除，此后物体还能运动多久？
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10 m/s2）
2．如图所示，物体A在与水平方向成α角斜向下的推力作用下，沿水平地面向右匀速运动，若推力变小而方向不变，则物体A将（）
A．向右加速运动B．仍向右匀速运动
C．向右减速运动D．向左加速运动
3、如图8所示，地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成0
37角推木箱，，恰好使木箱匀速前进．若用此力与水平成0
37角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取2
m
10
g=，0.6
sin370=，0.8
cos370=）
4.在汽车中悬线上挂一小球。
实验表明，当做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度。
如图23所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1,则关于汽车
的运动情况和物体m1的受力情况正确的是：
A．汽车一定向右做加速运动； B．汽车一定向左做加速运动；
C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用；
D．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用。
图23
图8
5. 如图所示，木块A 质量为1千克，木块B 的质量为2千克，叠放在水平地面上，AB 间的
最大静摩擦力为1牛，B 与地面间的动摩擦系数为0.1，今用水平力F 作用于B ，则保持AB 相对静止的条件是F 不超过（g = 10 m/s 2
） A ．3牛 B ．4牛 C ．5牛 D ．6牛
6．如图所示，在粗糙水平面上放一质量为M 的斜面，质量为m 的木块在竖直向上力F 作用下，沿斜面匀速下滑，此过程中斜 面保持静止，则地面对斜面（ ） A ．无摩擦力 B ．有水平向左的摩擦力 C ．支持力为（M+m ）g D ．支持力小于（M+m ）g
7、物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行（如图29所示），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时，下列说法正确的是： A ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向上。
B ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下。
C ．A 、B 之间的摩擦力为零。
D ．A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质。
8．(2010·滨州模拟)如图7所示，在汽车中悬挂一小球，实验表明， 当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一稳定角 度．若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m 1，则关于
汽车的运动情况和物体m 1的受力情况正确的是 ( ) 图7 A ．汽车一定向右做加速运动 B ．汽车可能向左运动
C ．m 1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用
D ．m 1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力的作用
9．如图25所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩。
在压缩的全过程中，弹簧均为弹性形变，那么当弹簧的压缩量最大时:
A ．球所受合力最大，但不一定大于重力值
图25
B ．球的加速度最大，且一定大于重力加速度值
C ．球的加速度最大，有可能小于重力加速度值
D ．球所受弹力最大，且一定大于重力值。
10．(2010·汕头模拟)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查．如图7所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB 始终保持v ＝1 m/s 的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A 处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，AB 间的距离为2 m ，g 取10 m/s 2.若乘客把行李放到传送带
的同时也以v ＝1 m/s 的恒定速度平行于传送带运动去B 处取行李，则 ( )
图7
A ．乘客与行李同时到达
B B ．乘客提前0.5 s 到达B
C ．行李提前0.5 s 到达B
D ．若传送带速度足够大，行李最快也要2 s 才能到达B
11．如图4所示，在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2的木
块A 和B 之间用轻弹簧相连，在拉力F 作用下，以加速度a
做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F ，此瞬时A 和B 图4 的加速度为a 1和a 2，则 ( )
A ．a 1＝a 2＝0
B ．a 1＝a ，a 2＝0
C ．a 1＝m 1m 1＋m 2a ，a 2＝m 2m 1＋m 2a
D ．a 1＝a ，a 2＝－m 1m 2a
12．(14分)如图13所示，有一长度x ＝1 m 、质量M ＝10 kg 的 平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量
m ＝4 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要 图13 使物块在2 s 内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F 是多少？(g 取10 m/s 2)
13．（12分）如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A→B 的长度L=50m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？(已知g = 10m/s 2 )
14、如图3所示，位于水平地面上的质量为M 的小木块，在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因素为μ，则木块的加速度为（ ）
A 、M
F B 、M
F αcos
C 、M
Mg F μα-cos
D 、M
F Mg F )sin (cos αμα--
15．(10分)用力F 提拉用细绳连在一起的A 、B 两物体，以5 m/s 2
的加速度匀加速竖直上升如图4－18所示，已知A 、B 的质量分别为1 kg 和2 kg ，绳子所能承受的最大拉力是35 N ，(g ＝10 m/s 2
)求：
图3
图4－18
(1)力F 的大小是多少？
(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？
16．质量为3 kg 的物体，在0 ~ 4 s 内受水平力F 的作用，在4 ~ 10 s 内因受摩擦力作用而停止，其v-t 图象如图所示。
求：
（1）物体所受的摩擦力。
（2）在0 ~ 4 s 内物体所受的拉力。
（3）在0 ~ 10 s 内物体的位移。
17．如图所示，车内绳AB 与绳BC 拴住一小球，BC 绳水平，车由原来的静止状态变为向右作匀加速直线运动，小球仍处于图中所示位置，则：
( )
A
．
AB 绳拉力变大，BC 绳拉力变大 B ．AB 绳拉力变大，BC 绳拉力变小 C ．AB 绳拉力变大，BC 绳拉力不变
D ．AB 绳拉力不变，BC 绳拉力变大
18．如图所示，某人正通过定滑轮用不可伸长的轻质细绳将质量为m 的货物提升到高处。
已知人拉绳的端点沿平面向右运动，若滑轮的质量和摩擦均不计，则下列说法中正确的是（ ） A ．人向右匀速运动时，绳的拉力T 等于物体的重力mg B ．人向右匀速运动时，绳的拉力T 大于物体的重力mg C ．人向右匀加速运动时，物体做加速度增加的加速运动 D ．人向右匀加速运动时，物体做加速度减小的加速运动
19．（12分）如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的，大小可以调节的风力，现将一根套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。
（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数.
（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下m s 15=的距离所用时间为多少？（8.037cos 6
.037sin =︒=︒，2
/10s m g =）
20．（10分）某中学生身高1.80m ，质量70kg ，他站立举臂70kg 。
他站立举臂，手指摸到的高度为2.25m 。
如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，手指摸到的高度为2.70m 。
设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.3s 。
求： （1）他刚离地跳起时的速度大小； （2）他与地面间的平均作用力的大小。
（取g=10m/s 2）
21．（12分）如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A 、B 相连，细绳处于伸直状态，物块A 和B 的质量分别为m A =8kg 和m B =2kg ，物块A 与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B 距地面的高度h =0.15m 。
桌面上部分的绳足够长。
现将物块B 从h 高处由静止释放，直到A 停止运动。
求A 在水平桌面上
运动的时间。
（g=10m/s 2
）。