西北师大附中高一物理奥赛教案动力学规律综合运用-(教师卷).doc

PAGE 1 专题三：动力学规律的综合应用 动力学问题 什么是动力学问题：涉及力和运动关系的问题就称为动力学问题。 动力学问题的分类：已知受力求运动，已知运动求受力 解决动力学问题的基本思路 选择研究对象：物体或系统； 进行运动过程分析和受力分析； 根据运动特点和受力特点选择合适的运动规律和动力学规律列方程求解。 解决动力学问题的规律 1.运动规律：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、斜抛运动、简谐运动、运动的合成与分解、螺旋线运动的规律； 2.动力学规律 牛顿运动定律、动量定理、动能定理、机械能守恒定律、功和能的关系、动量守恒定律、能量守恒定律。 （1）牛顿运动定律（牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律） （2）动量定理（单体的动量定理、系统的动量定理） （3）动能定理（单体的动能定理、系统的动能定理） （4）机械能守恒定律（单体的机械能守恒定律、系统的机械能守恒定律） （5）功和能的关系（重力做功与重力势能变化的关系、弹力做功与弹性势能变化的关系、电场力做功与电势能变化的关系、合外力做功与动能变化的关系、除了重力和弹力之外的其他力做功与机械能变化的关系、安培力做功与电能变化的关系） （6）动量守恒定律 （7）能量守恒定律 图7-2-6例题1： 如图7-2-6所示，质量500kg的小车上面站着一个质量70kg的人，车以的速度在光滑水平面上前进，当人相对于车以=2m/s向后水平跳出，问人跳车后，车速增加了多少？ 图7-2-6 [解析] 方法一：本题应特别注意人跳车的速度是相对于车的速度，应将此速度转换成相对地面的速度，还应注意人跳出后，车速已不再是，设车增加的速度为，则人跳车后,车速为，人相对车的速度不是相对跳车前车的速度，而是相对跳车后车的速度.所以人相对地的速度不是，而是 根据动量守恒定律，得 所以 方法二：如果以跳车前的小车为参照物，则小车和人原来的动量为零 ，人跳出时相对原车的速度为；人跳出后，车相对原车的速度为.由动量守恒定律可得： 所以， AB图7－2－8例题2：如图7-2-8所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍，两车从静止开始，小孩把车A以相对地面的速度推出，车A与墙壁碰撞后仍以原速率返回，小孩接到车后，又把它以相对于地面速度推出，车A与墙碰撞后仍以原速率返回……每次小孩接到车A后，均相对于地面以推出，方向向左.每次车A与墙碰撞后仍以原速率返回，则小孩把车A总共推出几次后，车A返回时，小孩再不能接到车A? A B 图7－2－8 Av0Bl图 3-3-7例题3：在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B，质量分别为m和2m.当两球心间的距离大于l（l比2r大得多）时，两球之间无相互作用力，当两球心间的距离等于或小于l时，两球间存在相互作用的恒定斥力F.设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动，如图 A v0 B l 图 3-3-7 图7－3－6例题4：如图7-3-6所示，质量为kg的小车静止在光滑的水平面上，左端紧靠竖直墙壁，在车上左端水平固定一只轻弹簧. 弹簧右端放一个质量=0.2kg的滑块，车的上表面AC部分为光滑水平面，CB部分为粗糙平面，CB长，滑块与车间的动摩擦因数=0.4，水平向左推动滑块，压缩弹簧，再由静止释放，已知压缩过程中外力做功J，滑块与车右端挡板和与弹簧碰撞时无机械能损失.（g=10）求： 图7－3－6 (1) 滑块释放后，第一次离开弹簧时的速度？ (2) 滑块停在车上的位置离B端有多远？ BA图7-3-7例题5： 如图7-3-7所示，一质量为M的平板车B放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为的小木块A，＜M，A、B间的动摩擦因数为，现给A 和B以大小相等、方向相反的初速度，使A开始左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求： B A 图7-3-7 (1) A、B最后的速度大小和方向。 (2) 从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远时,平板车向右运动的位移大小。 BF图7-3-8例题6：如图7-3-8所示，平板车M的质量为，放在足够长的光滑水平面上，质量为的小物块（可视为质点）放在小车的右端，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，开始时、M均静止，当用大小为F =18N的水平力作用在小车上时，、M立即发生相对滑动，水平力F作用后撤去，g取10，求： B F 图7-3-8 （1）当力F作用在小车上时，小车的加速度为多大？ （2）当物块的速度为时，小车的速度为多大？ （3）设小车长为2m，则m是否会滑离M ？若m会滑离M，求二者滑离时的速度；若m不会滑离M，求m最终在小车上的位置（以离M右端的距离表示）. BA4ssMOCD