理论力学解题方法与技巧
理论力学典型解题方法
理论力学典型解题方法(内部资料,仅供重庆理工大学本课堂学生参考)第1章 静力学公式和物体的受力分析一 问题问题1:有哪五大公理,该注意哪些问题? 答:五大公理(静力学) (1)平行四边形法则(2)二力平衡公理(一个刚体)⎩⎨⎧共线大小相等,方向相反,一个刚体②① (3)力系加减平衡原理(一个,刚体)力的可传递性(一个刚体)三力汇交定理 1.通过汇交面 2.共面 (4)作用与反作用力(运动学、变形体) (5)刚化原理问题2:画受力图步骤及应注意的问题? 答:画受力图方法原则:尽量减少未知力个数,使得在做题的第一步就将问题简化,以后根据力学原理所列的方程数目就少一些,求解就方便一些。
步骤:a )根据要求,选取研究对象,去掉约束,先画主动力b )在去掉约束点代替等效的约束反力c )用二力轩、三力汇交,作用力与反作用力方法减少未知量个数,应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考。
d )用矢量标识各力,注意保持标识的一致性。
对于未知大小,方向的力将它设为Fx ,Fy 再标识出。
问题3:约束与约束力及常见的约束(详见课本)物体(系)受到限制就为非自由体,这种限制称为约束,进而就有约束力(约束反力)。
一般,一处约束就有一处约束力。
二典型习题以下通过例题来演示上述介绍的方法。
[例1]由哈工大1-2(k)改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AC(不带销钉C),BC(不带销钉C),销钉C的受力图;2)画出整体,AC(不带销钉C),BC(带销钉C)的受力图;3)画出整体,AC(带销钉C),BC(不带销钉C)的受力图。
[解法提示]:应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考,尽量减少未知力个数。
1)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
BC(不带销钉C)也三力汇交。
(a) (b) (c) (d) 2)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
理论力学1-解题技巧总结
9,绳索两端拉力相等的条件:1,假设两个力直接作用在中间无任何物体的绳索上,且绳索无质量,那么该绳索两端的力大小相等;2,绳索绕定滑轮两端,假设定滑轮不计质量或不转动,那么两端拉力相等。
动量定理---质心的运动变化
动量矩定理---绕质心或绕定点的运动变化
这3个公式都是瞬时表达式,但是功率方程积分后得到的动能定理表达式可以表达一个时间段的能量转换。
前2个公式在求解加速度时要求知道所有的力〔外力和约束力〕,而第3个公式只需要知道做功的力,一般理想约束不做功,所以第3个公式中一般不会出现约束力,这是该公式有别于其他2个公式求解加速度的优越性。
要注意动量矩定理的公式2,在特殊情况下可能出现约束力对某点的矩为0即力臂为0的情况。这种情况下应用该公式一样可以求解局部力未知时的加速度问题。
6,从一个方向如果无法求解〔矢量方程中多于2个未知量〕,应考虑多个矢量方程联立求解。
动力学总结
1,求解动力学问题,第一步是分析各个刚体的整周期的运动状态〔平移、绕定轴转动、一般平面运动〕,第二步是进行受力分析。
2,与静力学、运动学比拟,动力学解决问题的途径可能不止一条!
,,上述三个公式是每个局部〔动量、动量矩、动能〕的核心公式,当然必须记住一些相关的公式。
功率方程中要求每个做功的力的瞬时功率,此时要注意做功的力与该刚体的速度之间的角度问题。
6,注意纯滚动的时候瞬心判定:如一边是绳索一边是地面,瞬心在绳索接触点;如一边是弹簧一边是地面,瞬心在地面接触点;只与地面接触作纯滚动,那么瞬心在地面接触点。
7,当方程数量少于未知量时,可考虑运动学中的速度、加速度关系,增加相应的方程数量解题。
理论力学万能解题法(运动学)
理论⼒学万能解题法(运动学)理论⼒学万能解题法(未完⼿稿,内部资料,仅供华中科技⼤学2009级学⽣参考)郑慧明编华中科技⼤学理论⼒学教研室序⾔理论⼒学是⼯科机械、能源、动⼒、交通、⼟⽊、航空航天、⼒学等专业的⼀门重要基础课程,⼀⽅⾯可解决实际问题,此外,培养学⽣对物理世界客观规律内在联系的理解,有助于培育出新的思想和理论,并为后续专业课程打基础。
但其解题⽅法众多,不易掌握。
有时为了了解系统的更多信息,取质点为研究对象,其计算复杂。
有时仅需要了解系统整体某⽅⾯信息,丢失部分信息使问题计算简单,有时⼜将局部和整体分析⽅法结合在⼀起,⽤不太复杂的⽅法获得我们关⼼的信息。
解题⽅法众多的根本原因是,静⼒学所有定理都是由5⼤公理得到,动⼒学三⼤定理都是由公理和⽜顿第2定理得到。
因为这些定理起源有很多相同之处,故往往可⽤来求解同⼀个问题,导致⽅法众多。
正是因为⽅法众多,但因为起源可能相同,对于复杂题⽬,往往需要列出多个多⽴⽅程才能求解。
若同时应⽤多个定理解题时,往往列出线形相关的⽅程,⽽他们的相关性有时很难看出来,⽽却未列出该列的⽅程,或列⽅程数⽬过多,使解题困难,⼀些同学感到理论⼒学不好学,感觉复杂的理论⼒学题⽬。
虽然可以条条⼤路通罗马,但因为可选择的途径太多,有时象进⼊迷宫,绕来绕去,不知下⼀步路如何⾛,甚⾄回到同⼀点,⽐如⽤功率⽅程和动静法列出的⽅程表⾯上不同,实际上是同⼀个,⼀些学⽣会感到困惑,因为有些教科书上并未直接说明功率⽅程可由动静法推导得到,其本质上也是⼀个⼒/矩⽅程。
我们组织编写了本辅导书,主要⽬的是帮助那些对理论⼒学解题⽅法多样性⽆所适从的同学,了解各解题⽅法的内在关联和差异,容易在众多的解题⽅法中找到适合⾃⼰的技巧性不⾼的较简单⽅法,⽽该⽅法可以推⼴到⼀种类型的题⽬。
⼤学阶段要学的东西很多,为了⾼效率掌握⼀门课程的主要思想,对许多题⽬可能⽤同⼀种较合理的⽅法来解决,也是同学们所期望的,对于理论⼒学的学习,因为其⽅法的多样性,这种追求同⼀性的求知愿望可能更强烈。
理论力学重难点及相应题解
运动学部分:一、点的运动学重点难点分析1.重点:点的运动的基本概念(速度与加速度,切向加速度和法向加速度的物理意义等);选择坐标系,建立运动方程,求速度、加速度。
求点的运动轨迹。
2.难点:运动方程的建立。
解题指导:1.第一类问题(求导):建立运动方程然后求导。
若已知点的运动轨迹,且方程易于写出时,一般用自然法,否则用直角坐标法。
根据点的运动性质选取相应的坐标系,对于自然法要确定坐标原点和正向。
不管用哪种方法,注意将点置于一般位置,而不能置于特殊位置。
根据运动条件和几何关系把点的坐标表示为与时间有关的几何参数的函数,即可得点的运动方程。
2.第二类问题(积分):由加速度和初始条件求运动方程,即积分并确定积分常数。
二、刚体的简单运动重点难点分析:1.重点:刚体平移、定轴转动基本概念;刚体运动方程,刚体上任一点的速度和加速度。
2.难点:曲线平移。
解题指导:首先正确判断刚体运动的性质。
其后的分析与点的运动分析一样分两类问题进行。
建立刚体运动方程时,应将刚体置于一般位置。
三、点的合成运动(重要)重点难点分析:1.重点:动点和动系的选择;三种运动的分析。
速度合成与加速度合成定理的运用。
2.难点:动点和动系的选择。
解题指导:1.动点的选择、动系的确定和三种运动的分析常常是同时进行的,不可能按顺序完全分开。
2.常见的运动学问题中动点和动系的选择大致可分以下五类:(1)两个(或多个)不坟大小的物体独立运动,(如飞机、海上的船舶等)对该类问题,可根据情况任选一个物体为动点,而将动系建立在另一个物体上。
由于不考虑物体的大小,因此动系(刚体)与物体(点)只在一个点上连接,可视为铰接,建立的是平移动坐标系。
(2)一个小物体(点)相对一个大物体(刚体)运动,此时选小物体为动点,动系建立在大物体上。
(3)两个物体通过接触而产生运动关系。
其中一个物体的接触只发生在一个点上,而另一个物体的接触只发生在一条线上。
选动点为前一物体的接触点,动系则建立在后一物体上。
高中物理如何解决力学题
高中物理如何解决力学题在高中物理学习中,力学是一个重要的内容模块,力学题目也是学生们经常遇到的难题。
为了帮助高中学生更好地解决力学题,本文将从题目分析、解题思路和解题技巧三个方面进行阐述。
一、题目分析在解决力学题之前,首先要对题目进行仔细分析。
例如,考虑以下题目:"一辆质量为m的小汽车以初速度v0匀速行驶,突然刹车,停下来需要的时间是t,求刹车过程中小汽车所受的平均刹车力F。
"这是一个典型的刹车问题,需要求解平均刹车力。
在分析题目时,我们可以从以下几个方面入手:1. 确定所求物理量:题目明确要求求解平均刹车力F。
2. 确定已知条件:已知小汽车质量m、初速度v0、刹车过程时间t。
3. 确定解题思路:根据牛顿第二定律F=ma,可以利用刹车过程中的加速度来求解平均刹车力。
通过对题目的分析,我们可以明确解题思路,为接下来的解题过程奠定基础。
二、解题思路在解决力学题时,掌握正确的解题思路非常重要。
以下是一些常见的解题思路:1. 确定物理模型:根据题目所给条件,确定适当的物理模型。
例如,对于刹车问题,可以将小汽车看作一个质点,使用牛顿第二定律进行分析。
2. 分解力的方向:将力分解为沿刹车方向和垂直刹车方向的分力,有助于简化问题。
3. 利用运动学方程:根据题目所给条件,利用运动学方程求解未知量。
例如,对于刹车问题,可以利用匀加速运动的运动学方程v = v0 + at,求解刹车过程中的加速度。
4. 利用牛顿定律:根据物体所受的合力和质量,利用牛顿定律求解未知量。
例如,对于刹车问题,可以利用牛顿第二定律F = ma,求解平均刹车力。
三、解题技巧在解决力学题时,还可以运用一些解题技巧,提高解题效率。
以下是一些常用的解题技巧:1. 制作力的图示:根据题目所给条件,可以制作力的图示,有助于直观理解问题。
2. 利用等效原理:对于复杂的力学问题,可以利用等效原理简化问题。
例如,对于多个力共同作用的情况,可以将它们等效为一个合力。
掌握初中物理中的力学知识点解题技巧
掌握初中物理中的力学知识点解题技巧力学知识点解题技巧物理是一门探究物质、能量与运动之间关系的科学,而力学则是物理学的一个重要分支。
初中物理中的力学知识点是建立后续物理学习的基础,也是学生面临的第一个较为复杂的物理内容。
因此,掌握初中物理中的力学知识点解题技巧对于学生来说至关重要。
本文将介绍一些在初中力学解题过程中常用的技巧和方法,帮助学生更好地应对力学问题。
1.力学问题的分类在初中物理中,力学问题可以分为平抛运动、自由落体运动、斜抛运动、匀速直线运动、匀变速直线运动等多种类型。
针对不同类型的问题,我们可以采用相应的方法进行解答。
2.画图法画图法是解决力学问题最基本的方法之一。
在面对给定的力学问题时,首先要根据题目描述画出清晰的示意图。
图中需要标注出所有已知量和未知量,并合理选择坐标轴。
通过画图,可以更加直观地理解问题的本质,便于后续解题过程的展开。
3.运用公式初中物理力学部分涉及到许多公式,例如平均速度公式、加速度公式、位移公式等。
熟练掌握这些公式,并能够根据问题给出的条件正确地运用,是解答力学问题的关键。
在解题过程中,要注意区分瞬时值和平均值,并根据需要进行相应的转换。
4.运用等效原理等效原理在初中物理中的力学问题中经常被应用。
等效原理指的是将多个力或多个物体进行合并,得到一个与之等效的单一力或单一物体,使得问题的求解变得更加简单。
例如,多个力的合成、多个物体的计算等可以通过等效原理来进行简化。
5.应用牛顿第一定律和第二定律牛顿的第一定律也称为惯性定律,指出物体在力的作用下保持静止或匀速运动的状态。
牛顿的第二定律则描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
在初中力学问题中,利用这两个定律能够解答许多常见问题。
同时,要注意将题目中的数据转化为标准单位,如米、千克、秒等。
6.利用重力加速度地球表面上的物体,受到的重力大小与物体质量成正比,与物体的位置无关。
这个比例系数称为重力加速度,通常用 g 表示。
考察力学题的解题技巧
考察力学题的解题技巧力学作为物理学的一个重要分支,是研究物体运动和受力的学科。
在学习力学过程中,解题是提高学习效果的关键。
本文将介绍一些解力学题的技巧,帮助大家更好地应对力学考试。
一、理清思路,从简单开始解题时,第一步是理清思路。
通常,力学题目的难度会有一定的递进性,所以我们可以从简单的题目开始解答,逐渐提高难度。
这样做可以增加自信心,并且培养解决问题的思维模式。
例如,某题要求求解一个物体在水平面上的加速度,可以先从简单的情况出发,假设没有摩擦力和空气阻力。
然后再逐步引入其他的因素,例如考虑摩擦力或者空气阻力的影响。
通过逐步引入条件,我们可以更好地理解问题并解决它。
二、画图、标记坐标系力学题通常涉及物体的运动轨迹和受力情况。
为了更好地理解题目,我们应该学会画图和标记坐标系。
这样可以让问题形象化,更容易理解并分析。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的时间。
在解答问题之前,我们可以画一个示意图,标记出斜面的角度和物体的起始位置以及终点位置。
这样,我们就可以根据图形去分析问题,更好地解决它。
三、运用物理定律、方程在解力学题时,熟练掌握物理定律和相关方程是非常重要的。
通过应用这些定律和方程,我们可以将实际问题转化为数学问题,进而解决它。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的加速度。
我们可以首先应用牛顿第二定律F=ma,将物体的重力分解成沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力。
然后利用三角函数和牛顿第二定律的公式,得到物体在斜面上的加速度。
四、注意单位、精度解力学题时,必须注意单位和精度。
在计算过程中,要保证所有的量都采用相同的单位,以避免计算错误。
此外,解题结果也要保持一定的精度,不要过于粗略。
例如,某题要求求解物体的速度,已知力和质量。
我们在计算的过程中要确保力和质量的单位一致,例如力单位是牛,质量单位是千克。
另外,在给出解答时,也要注意结果的精度,保留合适的小数位数。
五、多做练习、总结经验最后一个技巧是多做练习并总结经验。
力学问题解题方法指导
几种常见力学问题及解题思路指导一.解题思路:①明确研究对象。
(对一个物体还是整体?)②对研究对象进行受力分析和运动情况分析(画出受力分析图和运动过程草图),同时还应该把速度、加速度的方向在受力分析图旁边画出来。
③常见问题及方法选择:纯运动学问题(只涉及运动不涉及力的问题)用运动学公式即可静力学问题(平衡问题):三力平衡问题(直接做力的平行四边形,结合三角函数得出结果),三力以上的平衡问题(正交分解法,列Fx =0,Fy=0两个方程);动力学问题(既涉及运动又涉及力的问题):若研究对象在不共线的两个力作用下做加速直线运动,一般用平行四边形定则解题;若研究对象在不共线的三个及以上的力作用下做加速直线运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,一般情况沿加速度方向取一坐标,如沿x轴方向,则列方程Fx =ma,Fy=0)。
④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。
⑤对结果进行检验,是否符合物理事实!解题要养成良好的习惯。
只要严格按照以上步骤解题,同时认真画出受力分析图,标出运动情况,那么问题都能迎刃而解。
二.例题解析例题1.如图所示,1、2两细绳与水平车顶的夹角分别为300和600,物体质量为m。
(1)现让小车以向右做匀速直线运动,物体与车保持相对静止,求:绳1、2中弹力的大小?(2)现让小车以g向右做匀加速直线运动,物体与车仍保持相对静止,求:绳1、2中弹力的大小?(3)现让小车以2g向右做匀加速直线运动,物体与车仍保持相对静止,求:绳1中弹力的大小?下面是一位同学的解法解:以物体m为研究对象,受力分析如图,由牛顿第二定律得:x:T1cos300-T2cos600=may:T1sin300 + T2sin600 =mg解得:你认为该同学的解法正确吗?如有错误请写出正确的解法.例题2.如图所示,斜面倾角为37°,重100N的物块A放在斜面上,若给重物一个沿斜面向下的速度,重物沿斜面匀速下滑。
高中物理力学题解题技巧及练习
高中物理力学题解题技巧及练习引言高中物理力学题是学生研究物理时常遇到的难题之一。
本文将介绍一些解题技巧,帮助学生更好地应对力学题,并提供一些练题供学生练。
解题技巧1. 熟悉基础概念在解力学题之前,首先要熟悉基础概念,例如质点、力、加速度等。
理解这些概念的含义以及它们之间的关系将有助于理解和解决力学题。
2. 描绘力学图像在解力学题时,可以通过绘制力学图像来帮助理解问题。
将问题中的物体、力以及其作用点在图上标示出来,有助于直观地理解问题并找到解题的思路。
3. 列出已知量和未知量在解题时,将已知量和未知量列出来,有助于梳理问题。
已知量是问题中已经给出的物理量,而未知量是需要求解的物理量。
将已知量和未知量列出来后,可以应用相关的物理公式进行计算或推导。
4. 应用适当的物理公式根据问题中给出的条件,选择合适的物理公式进行计算。
熟悉常见的物理公式对于解答力学题非常重要。
在选择物理公式时,要注意将已知量和未知量代入,并根据需要进行变形计算。
5. 检查答案的合理性完成计算后,要对答案进行合理性检查。
可以通过估算、比较大小、单位检查等方法来验证答案的正确性。
如果答案符合物理规律和实际情况,那么很可能是正确的,否则需要重新检查计算过程。
练题1. 小明用力推动一个10kg的物体,产生的加速度是2 m/s^2,请计算所用的力大小。
2. 一个物体质量为5kg,向右运动,受到向左的恒力20N的作用,请计算该物体的加速度。
3. 一个小球从高空自由下落,下落过程中受到的重力作用大小为10N,请计算小球的质量。
4. 一个质量为2kg的物体受到一个10N的水平向右的力的作用,计算该物体的加速度。
5. 一个小车质量为500kg,受到一个向右的恒力1000N的作用,请计算小车的加速度。
以上是一些力学题的解题技巧和练题,希望能够帮助到学生们更好地掌握解题方法和提高解题能力。
Note: The above content offers tips and exercises for solving mechanics problems in high school physics. It provides strategies suchas understanding basic concepts, drawing mechanics diagrams, listing known and unknown quantities, applying appropriate formulas, and checking the reasonableness of answers. The document also includespractice exercises for students to enhance their problem-solving skills in mechanics.。
高中物理力学题解析技巧
高中物理力学题解析技巧在高中物理学习中,力学是一个重要而且基础性的部分。
力学所涉及的知识点众多,需要掌握的技巧也相应较多。
下面将介绍一些解析高中物理力学题的技巧,以帮助学生更好地理解和应对这一部分的考试。
一、理清题意在解答物理力学题目之前,首先要仔细阅读题目,理解题意。
需要关注题目中所给出的信息,包括问题中涉及的物体、力的方向、模式等等。
只有理解了题目的要求,才能有针对性地解答问题。
二、绘制清晰的示意图在理解题意之后,可以通过绘制示意图来帮助自己更好地理解问题。
示意图能够清晰地表达问题中的物体以及受力情况。
通过绘制示意图,可以更好地分析问题,辅助求解。
三、应用基本原理解析高中物理力学题时,需要熟练应用一些基本原理,如牛顿第二定律、牛顿第三定律等。
这些原理是解决力学问题的基石。
根据具体的情况,运用相应的原理进行分析,找出问题的解决方向。
四、解析合力问题在解析力学题中,合力问题是常见且重要的一类题型。
对于合力问题,我们需要将所有作用力合成为一个合力,然后根据合力的大小和方向来求解问题。
合力的大小可以通过巴菲定理求解,合力的方向可以通过应用正余弦定理求解。
五、应用等效原理等效原理在解析力学题时也是很有用的工具。
等效原理指的是在某些情况下,将一个物体看作是另一个物体来计算和分析。
例如,将一个斜面的分解力等效为一个垂直向下的重力和一个平行于斜面的分力。
应用等效原理能够简化问题的计算过程,提高解题效率。
六、理解力场力场是描述物体间相互作用的概念。
在解析力学题时,理解力场的特性对于问题的分析十分重要。
例如,重力场是一种保守场,所以在重力场中,势能是与路径无关的。
应用力场的特性,可以更好地理解力的作用及其对物体的影响。
七、考虑几个特殊情况在解析力学题时,也需要考虑一些特殊情况,如忽略摩擦力、惯性小、绳子质量可忽略等。
对于这些特殊情况,我们可以根据具体问题来决定是否忽略它们,从而简化问题的计算过程。
总之,在解析高中物理力学题时,需要理清题意,在解答问题之前绘制清晰的示意图,运用基本原理进行分析,解析合力问题,应用等效原理简化问题,理解力场特性,考虑特殊情况等。
怎么学好理论力学?
学好理论力学,需要掌握一定的数学基础和物理常识。
下面,我将分享一些学好理论力学的方法,帮助你更好地理解和掌握这门学科。
学好理论力学需要扎实的数学基础。
数学是理论力学的基础,尤其是微积分和线性代数。
在学习理论力学之前,建议先学习这两门数学课程。
掌握数学基础后,再学习理论力学,会事半功倍。
理论力学需要掌握物理常识。
理论力学是研究物体运动的规律和原理,因此需要掌握物理学的基本概念和原理。
例如,牛顿三定律、能量守恒定律、动量守恒定律等。
还需要掌握一些物理量的定义和计算方法,例如速度、加速度、力等。
第三,理论力学需要进行大量的练习。
练习是掌握理论力学的关键,只有通过大量的练习,才能够真正掌握理论力学的方法和技巧。
在练习时,建议多做一些实例题和应用题,这样可以更好地理解理论力学的应用。
第四,理论力学需要进行思维训练。
理论力学是一门较为抽象的学科,需要进行思维训练。
在学习过程中,可以多进行思维导图、逻辑分析等训练,这样可以帮助提高思维能力和理解能力。
建议多参加物理实验和科学竞赛。
实验可以帮助巩固理论力学的知识,同时也可以提高实验能力和动手能力。
参加科学竞赛可以锻炼自己的思维能力和动手能力,同时也可以增加自己的科学知识。
学好理论力学需要掌握数学基础和物理常识,进行大量的练习和思维训练,同时也需要进行实验和参加科学竞赛。
只有这样,才能够真正掌握理论力学的方法和技巧,提高自己的学术水平和科学素养。
学好理论力学需要扎实的数学基础和物理常识,进行大量的练习和思维训练,同时也需要进行实验和参加科学竞赛。
只有这样,才能够真正掌握理论力学的方法和技巧,提高自己的学术水平和科学素养。
高中物理力学解题技巧总结
高中物理力学解题技巧总结在高中物理学习过程中,力学是一个重要的分支,也是学生们常常遇到的难题之一。
为了帮助学生们更好地掌握力学解题技巧,本文将从常见的力学题型出发,提供一些实用的解题方法和技巧。
一、力的平衡问题力的平衡问题是力学中最基础的题型之一。
例如,有一根绳子悬挂在两个固定点之间,一个物体悬挂在绳子上,我们需要求解物体所受的力以及绳子的张力。
解题技巧:1. 画出物体受力图:将物体所受的所有力都画在图上,包括重力、绳子的张力等。
2. 列出力的平衡方程:根据力的平衡条件,将物体所受的所有力的合力为零,列出平衡方程。
3. 解方程求解未知量:根据平衡方程,求解未知量,得到所需的结果。
举一反三:类似的力的平衡问题还有很多,比如两个物体通过绳子相连,求解绳子的张力;物体在斜面上受力平衡,求解斜面的倾角等。
通过掌握力的平衡问题的解题方法,可以更好地解决类似的问题。
二、运动学问题运动学问题是力学中另一个常见的题型,需要根据物体的运动情况求解速度、加速度等相关量。
例如,一个物体以一定的速度沿直线运动,我们需要求解物体的加速度。
解题技巧:1. 确定已知量和未知量:首先明确题目中给出的已知量和需要求解的未知量。
2. 应用运动学公式:根据已知量和未知量之间的关系,选择合适的运动学公式进行求解。
3. 代入数值求解:将已知量代入公式中,求解未知量。
举一反三:类似的运动学问题还有很多,比如求解自由落体物体的速度、求解匀加速直线运动的位移等。
通过掌握运动学问题的解题方法,可以更好地解决类似的问题。
三、动力学问题动力学问题是力学中较为复杂的题型,需要综合运用力的平衡和运动学知识进行求解。
例如,一个物体在斜面上受到一定的斜面摩擦力,我们需要求解物体的加速度。
解题技巧:1. 画出物体受力图:根据题目给出的条件,画出物体所受的所有力。
2. 列出力的平衡方程:根据力的平衡条件,列出物体所受的所有力的合力为零的平衡方程。
3. 应用运动学公式:根据已知量和未知量之间的关系,选择合适的运动学公式进行求解。
高中力学的解题思路及技巧探究
高中力学的解题思路及技巧探究高中力学是物理学中非常重要的一个分支,它主要研究物体的运动规律和相互作用的原理。
在学习过程中,学生可能会遇到各种不同类型的力学问题,因此解题思路及技巧对于我们的学习至关重要。
一、解题思路1. 理清问题我们需要仔细阅读题目,理清问题的要求。
了解题目中给出的条件,明确需要求解的结果。
有时候题目中会给出一些情境描述,我们需要将这些情境转换成物理表达式,以便更好地理解问题。
2. 确定物理模型在理清问题之后,我们需要对问题进行物理建模。
根据题目所描述的情况,我们需要确定使用哪些物理定律和公式来解题。
如果题目涉及到牛顿定律,我们就要用到 F=ma 这个公式。
如果是动能和势能相关的题目,就需要应用能量守恒定律等。
3. 绘制图示在解题过程中,我们可以通过绘制图示来更直观地理解问题。
绘制图示有助于我们理清物体的运动轨迹和受力情况,帮助我们更好地理解问题的本质。
4. 运用数学方法在确定物理模型和绘制图示之后,我们就可以开始运用数学方法来解决问题了。
根据题目所描述的情况,将物理公式和数学方法相结合,进行计算求解。
在计算过程中,需要注意单位转换和精度控制。
5. 结果验证我们需要对所得结果进行验证。
验证的方法可以是回代法,将所得结果代入原方程中验证是否成立;也可以是使用逻辑推理,对结果进行推演,看是否符合题目所述的情境。
二、解题技巧1. 熟练掌握基本公式在解题过程中,熟练掌握基本的物理公式是非常重要的。
比如牛顿三定律、动能定理、动量守恒定律等,这些公式贯穿了整个力学的学习内容,熟练掌握这些公式可以帮助我们更快速地解题。
2. 善用等效替换在解题过程中,有时我们可以通过等效替换来简化问题。
比如将多个力合成一个力,或者将问题转化成一个更容易解决的问题。
善用等效替换可以帮助我们化繁为简,更快地解决问题。
3. 灵活运用分析法在解题过程中,灵活运用分析法是非常重要的。
有些问题需要我们根据物体的受力情况,运用分析法来解题。
理论力学三大类问题的基本求解方法
理论⼒学三⼤类问题的基本求解⽅法理论⼒学三⼤类问题的基本求解⽅法2009-121 求解静⼒平衡问题的基本⽅法(平⾯问题为重点)(1)选取研究对象,进⾏受⼒分析,并画受⼒图。
⼀般针对所求,先对整体进⾏初步的受⼒分析,若所求未知量⼩于或等于独⽴平衡⽅程的个数,则只研究整体即可;反之,若所求未知量个数⼤于独⽴平衡⽅程的个数,则必须取分离体进⾏受⼒分析。
可以采取整体+分离体的解决⽅案,也可采取分离体+分离体的解决⽅案;另外,若所求的未知量有系统内⼒,也必须取分离体研究,以暴露出所要求的内⼒;画受⼒图注意将各⼒画在原始的作⽤点处,分布⼒原样画出,待列⽅程计算时,再作简化处理。
再有,注意⼆⼒杆的判别,及摩擦⼒⽅向的判定。
(2)列平衡⽅程求解。
⾸先根据受⼒图,判断是何种⼒系的平衡问题。
再针对所求⽤尽可能少的平衡⽅程得出所求。
(3)结果校核——利⽤多余的平衡⽅程校核所得的结果。
对⽤符号表⽰的结果,可采⽤量纲分析的⽅法进⾏校核。
2 求解运动学问题的基本⽅法(以平⾯运动为重点)⾸先正确判断问题类型,尤其注意正确区分点的合成运动问题与刚体平⾯运动问题。
判断的依据是,点的合成运动的问题中,运动机构的不同构件之间有相对滑动。
⽽刚体平⾯运动理论⽤来分析同⼀平⾯运动刚体上两个不同点间的速度和加速度的关系。
此时,运动机构的不同构件之间有相对转动,却⽆相对滑动。
另外,注意点的合成运动与刚体平⾯运动的综合问题。
2.1 点的运动学问题——注意在⼀般位置建⽴点的运动⽅程;2.2 点的合成运动问题(1)⾸先是机构中各构件的运动分析;(2)再针对所求,正确选择动点、动系和定系。
注意动点相对于动系和定系都要有相对运动,即动点、动系、定系要分属于不同的构件。
同时,尽可能使动点的相对轨迹清楚易判断;求解加速度时,尽量将动系固连在平动的物体上,避免求科⽒加速度;(3)分析三种运动及其相应的三种速度和加速度,正确画出速度⽮量图或加速度⽮量图。
注意速度合成的平⾏四边形关系;(4)利⽤速度或加速度合成定理进⾏求解。
理论力学典型解题方法
理论力学典型解题方法(内部资料,仅供重庆理工大学本课堂学生参考)第1章 静力学公式和物体的受力分析一 问题问题1:有哪五大公理,该注意哪些问题? 答:五大公理(静力学) (1)平行四边形法则(2)二力平衡公理(一个刚体)⎩⎨⎧共线大小相等,方向相反,一个刚体②① (3)力系加减平衡原理(一个,刚体)力的可传递性(一个刚体)三力汇交定理 1.通过汇交面 2.共面 (4)作用与反作用力(运动学、变形体) (5)刚化原理问题2:画受力图步骤及应注意的问题? 答:画受力图方法原则:尽量减少未知力个数,使得在做题的第一步就将问题简化,以后根据力学原理所列的方程数目就少一些,求解就方便一些。
步骤:a )根据要求,选取研究对象,去掉约束,先画主动力b )在去掉约束点代替等效的约束反力c )用二力轩、三力汇交,作用力与反作用力方法减少未知量个数,应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考。
d )用矢量标识各力,注意保持标识的一致性。
对于未知大小,方向的力将它设为Fx ,Fy 再标识出。
问题3:约束与约束力及常见的约束(详见课本)物体(系)受到限制就为非自由体,这种限制称为约束,进而就有约束力(约束反力)。
一般,一处约束就有一处约束力。
二典型习题以下通过例题来演示上述介绍的方法。
[例1]由哈工大1-2(k)改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AC(不带销钉C),BC(不带销钉C),销钉C的受力图;2)画出整体,AC(不带销钉C),BC(带销钉C)的受力图;3)画出整体,AC(带销钉C),BC(不带销钉C)的受力图。
[解法提示]:应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考,尽量减少未知力个数。
1)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
BC(不带销钉C)也三力汇交。
(a) (b) (c) (d) 2)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
物理学奇招如何解决高中物理中的力学题
物理学奇招如何解决高中物理中的力学题在高中物理中,力学题一直是学生们较为头疼的难题。
然而,物理学中存在一些奇特但有效的解题方法,能够帮助学生们更好地理解和解决力学问题。
本文将介绍几个物理学的奇招,帮助高中学生们解决力学题。
第一招:画力图力图是物理学中解决力学问题的基本工具,通过画力图能够清晰地展现物体受到的各个力以及力的方向。
在解决力学题时,我们可以首先画出力图,将所给条件和已知的力都标注在图上,然后按照力的平衡条件进行计算。
通过画力图,我们能够更直观地理解和解决力学问题。
第二招:选择合适的参考系在解决力学问题时,选择合适的参考系是非常重要的。
通过选择不同的参考系,可以让问题的解法更加简洁和清晰。
一般来说,我们可以选择惯性参考系,即与观察问题的物体没有相对运动的参考系。
在这个参考系下,可以通过应用牛顿第二定律和其他物理定律来解决问题。
合理运用参考系的选择,能够极大地简化力学问题的解题过程。
第三招:利用守恒定律物理学中有许多守恒定律,如动量守恒、能量守恒、角动量守恒等。
在解决力学问题时,我们可以尝试利用这些守恒定律来简化计算。
比如,在弹性碰撞问题中,可以利用动量守恒定律来计算碰撞后物体的速度。
在势能转化问题中,可以利用能量守恒定律来计算物体的速度或位置。
守恒定律为解决力学问题提供了一些简单而强大的工具,学生们可以根据具体情况选择合适的守恒定律来解决问题。
第四招:建立方程求解有些力学问题需要建立方程组来求解。
在建立方程时,需要根据问题的条件和已知量来列出方程,然后解方程求解未知量。
在解答这类问题时,要仔细分析题目给出的条件,明确已知量和未知量,并且建立正确的方程。
通过解方程,可以求解出未知量,从而解决力学问题。
第五招:尝试近似方法在面对复杂的力学问题时,有时候可以通过采用近似方法来求解。
比如,当求解某物体的受力情况变得相当复杂时,可以将问题简化为受到几个关键力作用的情况,这样可以减少计算量和复杂度,更容易解决问题。
理论力学计算题解题思路
首先分析DE杆件E是可动铰,所以约束力垂直向上那么对D点取矩,由合力矩等于零,可以求出E处的约束力求出E处的约束力之后,DE杆上D端的作用力也可以求解出来了然后取ACBD结构,就是去掉DE杆后剩下的结构进行分析对B点取力矩,可以得到A点垂直方向的约束力对A点取力矩,可以得到B点垂直方向的约束力然后取AC杆进行分析,对C点取矩,可以求出A点水平方向的约束力取CBD结构,对C点取矩,可以求出B点水平方向的约束力到此,A/B/E处的约束力全部可求出。
大家根据上述的思路再具体做一遍即可。
(求出部分作用力之后,不用取矩也可以,由投影轴上的合力等于零也可以求解)第二个计算题大家看上面对AB 杆的受力分析图由于支持力的方向是明确的,所以对B 点取矩,可以判断出,A 处的摩擦力必须向上B 处的摩擦力可以向上、也可向下那么就分两种情况考虑,1、B 处的摩擦力向上;2、B 处的摩擦力向下。
因为只有两个摩擦力是未知量,对于AB 杆,列方程是可以求出A/B 位置处的摩擦力的大小的A/B 处的摩擦力必然是与夹角相关的一个函数那么比较A/B 处两个摩擦力的大小,取大的那个令其等于最大摩擦力,及摩擦系数乘以支持力,就可以求出最大的角度比较1、2两种情况的角度的大小,取大的那个即是要求的我们首先求O2B的角速度以B为动点,O1A为动系,动系做定轴转动B点绕O2做定轴运动(绝对运动)B点沿着O1A杆运动(相对运动)B点绕O1定轴转动(牵连运动)牵连速度根据O1A杆的转动可以求出来,那么绝对速度、牵连速度和相对速度的方向都知道,牵连速度的大小知道,可以由投影法把B的绝对速度求出来B的绝对速度求出来后,O2B的角速度也就可以求出来了出速度后,相对速度自然也可以求出来,我上面作的图不是具体这个题目的求解,我假设了求出的相对速度向上的情况作解题思路参考还是以B为动点,O1B为动系,动系做定轴转动,并且角加速度等于O所以B点的加速度等于牵连加速度 + 相对加速度 + 科氏加速度杨刚牵连加速度为指向O1点的法向加速度相对加速度暂时未知科氏加速度根据相对加速度和动系的角速度可以求解出来此外,因为B绕O2做定轴转动所以B的绝对加速度有两个分量,一个是指向O2的法向加速度,由O2的角速度可以求出,一个是垂直O2B的切向加速度,与O2B的角加速度相关,即是我们要求的角加速度因此,沿着垂直相对加速度的方向把两个参考系下的加速度进行投影即可以求出O2的角加速度轮子上B点的速度和切向加速度与A点的速度和切向加速度是一样的,这是根据已知条件得出的,至于轮子的滚动的方向问题大家还是通过理论分析求出,不能光凭直觉,如果要追究,可以自己想办法做个实验看看就清楚了那么轮子做纯滚动,所以与地面的接触点为速度瞬心根据B点的速度和速度瞬心位置可以求出轮子的角速度求出角速度,那么C点的速度也就可以求出来了因为D点速度只能沿着水平方向,而这个瞬时C点的速度也是沿着水平方向,所以CD杆做瞬时平移,因此可以求出D点的速度和C点的速度是一样的先看一下加速度分析的大概思路,我准备给大家讲最后一道题目的加速度的求解首先,以圆轮的速度瞬心为基点,分析B点的加速度,我们知道圆轮速度瞬心的加速度只有一个指向圆心的法向加速度,大小等于半径乘以角速度的平方所以B点的加速度等于基点的加速度,相对的法向加速度(刚才画的图漏画了,方向指向速度瞬心的一个加速度)和相对的切向加速度由题已知道,如果我们在B点建立一个直角坐标系,X轴和B点的切向方向一致,那么B点的绝对加速度在X轴上的投影就等于B点的切向加速度所以,B点相对于速度瞬心切向方向的加速度就等于B点实际的切向方向的加速度B点相对速度瞬心切向的加速度等于距离乘以圆轮的角加速度,所以可以把圆轮的角加速度求出来这个时候,以圆轮速度瞬心为基点,显然我们也可以把C点的加速度求出来,我上面画的图漏画了C点相对于基点的法向加速度求出C点的加速度后,研究CD杆因为D点只能在水平方面运动,所以绝对加速度只能沿着水平方向以C为基点,研究D点的加速度那么D点的绝对加速度等于c点的加速度+ 相对C点的切向加速度+相对C 点的法向加速度C点的加速度是知道的了,相对法向加速度根据角速度也可以求出来相对切向加速度则是跟cd的角加速度相关这个时候,根据D的绝对加速度的方向,沿着垂直相对切向加速度的方向投影,可以把D的绝对加速度求出来。
高中物理学科的力学解题方法
高中物理学科的力学解题方法高中物理学科的力学解题方法力学是物理学中的一个重要分支,研究物体的力、运动和相互作用等问题。
在高中物理学科中,力学是一个必修内容,也是学生们常常感到困惑的一部分。
为了帮助同学们更好地理解和掌握力学解题的方法,本文将介绍几种常见的力学解题方法。
I. 运用牛顿第一定律解题根据牛顿第一定律,当物体处于静止或匀速直线运动状态时,如果受到的合外力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动,不会发生任何变化。
运用牛顿第一定律解题时,首先要明确物体的运动状态是静止还是匀速直线运动;其次,要观察是否有合外力作用在物体上。
若物体静止或匀速直线运动,且无合外力,则可求解相关物理量。
II. 运用牛顿第二定律解题牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
根据牛顿第二定律,物体所受合外力的大小正比于物体的质量乘以其加速度,即F=ma。
运用牛顿第二定律解题时,可根据问题给出的已知条件,运用物体的质量、加速度和作用力之间的关系,解算所求物理量。
III. 运用牛顿第三定律解题牛顿第三定律指出,任何两个物体之间存在作用力时,它们对彼此的作用力大小相等、方向相反。
运用牛顿第三定律解题时,需要注意设置适当的参照系,并明确哪些物体之间存在作用力。
根据牛顿第三定律的性质,可使用已知条件求解未知物理量。
IV. 运用能量守恒解题能量守恒是一个重要的物理定律,在力学解题中起到关键作用。
根据能量守恒定律,一个系统的总能量在任何时刻都保持不变,只能从一种形式转化为另一种形式。
运用能量守恒法解题时,首先要明确系统内各种能量的变化情况,例如动能、势能等;其次,要观察是否有能量的转化或互相转化的过程发生。
根据已知条件和能量守恒定律,可求解所需物理量。
V. 运用动量守恒解题动量守恒也是力学解题中常用的方法之一。
根据动量守恒定律,当系统受到合外力为零时,系统的总动量保持不变。
运用动量守恒解题时,需要确保系统内各个物体的总动量在相互作用前后保持不变。
高中物理力学题解技巧
高中物理力学题解技巧在高中物理学习中,力学是一个重要的模块,也是学生们容易遇到困难的一个部分。
本文将分享一些解决高中物理力学题的技巧,帮助学生们更好地理解和应用力学知识。
一、理清题目要求在解决力学题目之前,首先要仔细阅读题目并理清题目要求。
有时候,题目中的关键信息可能被掩盖,需要我们仔细分析。
例如,题目中可能给出一个物体的质量和受力情况,要求我们求解物体的加速度。
这时候,我们需要明确题目给出的是质量还是重力加速度,以及物体所受的力是不是只有重力。
只有理清题目要求,才能有针对性地进行解题。
二、画图分析力学问题通常涉及到物体的运动和受力情况,画图是帮助我们理解问题的重要工具。
通过画出物体的示意图,我们可以更直观地看到物体的受力情况和运动状态。
例如,当题目给出一个斜面上的物体,我们可以画出斜面和物体的示意图,标注出物体所受的力和斜面的倾角。
这样可以帮助我们更好地理解问题,并找到解题的关键点。
三、应用牛顿第二定律在解决力学题目时,牛顿第二定律是一个非常重要的工具。
它描述了物体的加速度与物体所受的合力之间的关系,公式为 F = ma,其中 F 表示合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
通过应用牛顿第二定律,我们可以解决许多与力和加速度相关的问题。
例如,当题目给出一个物体所受的合力和质量,要求我们求解物体的加速度时,我们可以直接应用牛顿第二定律进行计算。
四、利用平衡条件有些力学题目中,物体处于平衡状态,即合力为零。
在这种情况下,我们可以利用平衡条件解题。
例如,当题目给出一个悬挂在天平上的物体,要求我们求解物体的质量时,我们可以利用平衡条件,即物体所受的重力与支持力相等,从而求解物体的质量。
五、应用运动学公式在解决力学题目时,有时候我们需要应用运动学公式,例如位移公式、速度公式和加速度公式等。
通过应用这些公式,我们可以解决与物体的运动相关的问题。
例如,当题目给出一个物体的初速度、末速度和加速度,要求我们求解物体的位移时,我们可以应用位移公式进行计算。
理论力学万能解题法(静力学)
理论力学万能解题法(未完手稿,内部资料,仅供华中科技大学2009级学生参考)郑慧明编华中科技大学理论力学教研室序言理论力学是工科机械、能源、动力、交通、土木、航空航天、力学等专业的一门重要基础课程,一方面可解决实际问题,此外,培养学生对物理世界客观规律内在联系的理解,有助于培育出新的思想和理论,并为后续专业课程打基础。
但其解题方法众多,不易掌握。
有时为了了解系统的更多信息,取质点为研究对象,其计算复杂。
有时仅需要了解系统整体某方面信息,丢失部分信息使问题计算简单,有时又将局部和整体分析方法结合在一起,用不太复杂的方法获得我们关心的信息。
解题方法众多的根本原因是,静力学所有定理都是由5大公理得到,动力学三大定理都是由公理和牛顿第2定理得到。
因为这些定理起源有很多相同之处,故往往可用来求解同一个问题,导致方法众多。
正是因为方法众多,但因为起源可能相同,对于复杂题目,往往需要列出多个多立方程才能求解。
若同时应用多个定理解题时,往往列出线形相关的方程,而他们的相关性有时很难看出来,而却未列出该列的方程,或列方程数目过多,使解题困难,一些同学感到理论力学不好学,感觉复杂的理论力学题目。
虽然可以条条大路通罗马,但因为可选择的途径太多,有时象进入迷宫,绕来绕去,不知下一步路如何走,甚至回到同一点,比如用功率方程和动静法列出的方程表面上不同,实际上是同一个,一些学生会感到困惑,因为有些教科书上并未直接说明功率方程可由动静法推导得到,其本质上也是一个力/矩方程。
我们组织编写了本辅导书,主要目的是帮助那些对理论力学解题方法多样性无所适从的同学,了解各解题方法的内在关联和差异,容易在众多的解题方法中找到适合自己的技巧性不高的较简单方法,而该方法可以推广到一种类型的题目。
大学阶段要学的东西很多,为了高效率掌握一门课程的主要思想,对许多题目可能用同一种较合理的方法来解决,也是同学们所期望的,对于理论力学的学习,因为其方法的多样性,这种追求同一性的求知愿望可能更强烈。
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理论力学解题方法与技巧
教学目标:
1、知识目标:掌握各类力系的平衡条件与平衡方程
及应用,掌握理论力学计算题的解题方法与技巧。
2、能力目标:能快速准确地解答中等难度的计算题。
3、情感目标:以能找到最佳解题方法而产生自豪感,
对高考计算题的解答充满自信。
教学重点与难点: a
解题技巧分析,即如何选择研究对象、建立适当的坐标系、合理选
择矩心,使问题得到简化。
教学过程:
、复习引入
1、理论力学解题方法与步骤:1)确定研究对象并画
受力图,2)建立适当坐标系并确定力系类型,3)列平衡方程并求解。
2、平面各种力系的平衡条件及平衡方程
例1、图中两物体重量分别为 G 1=100N,G 2=100N ,置
于倾角a =30°的光滑斜面上,绳索与斜面平行,求绳索的拉 G 力。
1m 3m 2m
二、例题分析 例2、如图所示,梁上有一起重机,设起重机本身重
G = 50KN,重物P=10KN,不计梁重,①求支座对梁的约束反 力N A 、N B ;②问起重机的左轮与支座
A 的距离多大时,两
支座上的力将相等。
例3、梯子的两部分 AB 和AC 在点A 铰接,又在D 、
E 两点用水平绳连接(如图所示),梯子放在光滑的水平面上,
人重100Kg ,当人位于右梯的中间位置时, 求绳的拉力F 。
1m 3m 2m
3m
A 。
(梯重不计)
三、 练习
图中球重为G=2KN ,斜面倾角为a =30°,求绳索
的拉力。
图示 AB 、CD 、AE 三杆组成的构架,在 A 、C 、
D 三处用铰链联接,B 端悬挂重物 G = 5KN ,试
求 A 、 C 、 D 三处铰链所受的约束反力。
四、总结
1、研究对象的选择:从已知力作用的物体出发,再 进一步分析所求未知力作用的物体,分析他们之间的联系, 通常选取整个物系,如不能求出题中所求,则再另取单个物 体为研究对象。
2、合理建立坐标系:尽量使最多的未知力与坐标轴 平行或垂直 (包括重合 0)。
可减少所列方程数目或降低解方 程的难度。
3、合理选择矩心:尽量使最多的未知力通过矩心, 减少力矩方程中的未知量,解方程会容易些。
往往还可以减1、 2、
少所列方程数目和计算量。