力学知识结构和力学解题思路

力学知识结构和力学解题思路

教学目标：

从全局观点分析力学部分教材，揭示物理学的基本规律，让学生建构力学知识结构，提练力学解题思路，有目的地提高学生的思维品质，增强学生的物理思维能力。

教学重点、难点：

构建力学知识结构，掌握力学解思路。

教学过程：

一、学生阅读力学知识结构

二、分析力学解题思路

三、例题分析

例题：一辆汽车质量为m在水平公路上行驶，汽车牵引力为F，所受阻力为f，经时间t后汽车行驶路程s，求此汽车的速度。

解：法一：

0)(υυm m t f F t -=- （1） t s t

2

0υυ+=

（2）

由（2）式得：t t

s

υυ-=

20 （3） 将（3）式代入（1）得： t t t

s

m t f F m t f F υυυ-+-=+-=

2)()(0 解得：t

s

m t f F t +-=

2)(υ

法二：

2

022121)(υυm m s f F t -=

- （1） t s t 2

0υυ+= （2） 由（2）式得：t t

s

υυ-=

20 （3） 将（3）式代入（1）得：22

02)2()(2)(2t t t

s m s f F m s f F υυυ-+-=+-=

=

22244)(2t t t s

t

s m s f F υυ+-+- 解得：t

s m t f F t +-=

2)(υ 法三：

ma f F =- （1） at t +=0υυ （2） t s t

2

0υυ+=

（3）

由（1）得：m

f

F a -=

（4） 将（4）式代入（2）得：t f F m m t )(0-=-υυ （5）

由（3）式得：t t

s

υυ-=

20 （6） 将（6）式代入（5）得：t t t s

m t f F m t f F υυυ-+-=+-=

2)()(0 解得：t

s

m t f F t +-=

2)(υ

法四：图像法

如图可知：m

t f F t s t a v t 2)(2-+=+=υ

法五：逆向法

由 221at t v s t -

= 得 m

t

f F t s t a t s t 2)(2-+=+=υ

情景训练：

如图所示,以下情况用什么方法列式、

小球质量为m, 电量为+q ，绳与竖直方向的夹角为θ）

1、 水平绳被剪断的瞬间,求小球的加速度？

2、 若绳长为L ，求小球运动到最低的速度？

3、 若小球运动区间存在磁感强度为B ，方向垂直纸

面向里的匀强磁场，求小球运动到最低的速度？

4、 若小球运动区间存在电场强度为E ，方向竖直向下的匀强电场，求小

球运动到最低的速度？

5、 若小球运动区间存在磁感强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场，

又存在电场强度为E ，方向竖直向下的匀强电场，求小球运动到最低时绳受的拉力？

6、 若小球运动到最低时与质量也为m 的物体发生完全弹性碰撞，碰后

物体能在水平面上滑行多远？（物体与水平面的动摩擦因素为μ）

[例题分析]如图所示，M 、N 为水平放置的两带电平行金属板，相距为d ，电势差为U 。两板间有一方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。一个质量为m 、电荷量为q 的负电荷，从N 板的P 点由静止开始进入场区中，当它经过轨迹的最高点位置K 时，正好与原来静止在K 点的质量为m 的中性油滴相结合。随后，从K 点开始做匀速直线运动．若不计重力的影响，求： (1)电荷与油滴结合后的运动速度多大?

(2)电荷到达K 点与油滴作用前的速度多大? (3)电荷与油滴作用过程中损耗的机械能是多少? (4)K 点到N 板的距离为多大?

[再析09市一摸第18题]：

在水平光滑的绝缘桌面内建立如图21所示的直角坐标系，将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区

域内有大小为2×10－2T 、方向垂直桌面的匀强磁场．把一个荷质比为m

q

=2×108C

／kg 的正电荷从坐标为(0，－l)的A 点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为(1，0)的C 点第一次经x 轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O 再次

回到区域二．（电荷的重力忽略不计）

(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向．

(2)求电场强度的大小．

(3)求电荷第三次经过x轴的位置．

六、练习：

1、如图所示，绝缘小车A的质量M=2kg，

以初速度v

=14m／s在光滑水平地面上向右运动．将原静止的质量m=0.1kg、带

正电荷q=0.2C的可视为质点的物体B，轻放于小车A的右端．在A、B所在的空间存在着范围足够大的匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.5T．设小车足够长．求：

(1)物体B的最大速度；

(2)小车A的最小速度；

(3)从开始至小车速度减至最小过程中系统增加的内能(g=10m／s2)．

2、如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E的匀强电场，同时存在着竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场。在在这个电、磁场共同存在的区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为m、带有电荷量为的+q 的金属环。已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为μ，且μmg