约3330字。
2010高考物理精品讲练系列学案:二力合成法与正交分解法
要点一二力合成法
即学即用
1.一辆小车在水平面上行驶,悬挂的摆球相对于小车静止,并且悬绳与竖直方向成θ角,如图所示,下列关于小车的运动情况正确的是 ()
A.加速度方向向左,大小为gtanθ
B.加速度方向向右,大小为gtanθ
C.加速度方向向左,大小为gsinθ
D.加速度方向向右,大小为gsinθ
答案A
要点二正交分解法
即学即用
2.如图所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动,a与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力.请用两种建立坐标系的方法分别求解.
答案m(g-asinθ),方向竖直向上macosθ,方向水平向左
题型1根据二力合成法确定物体的加速度
【例1】如图所示,小车在斜面上沿斜面向下运动,当小车以不同的加速度运动时,系在小车顶部的小球分别如图中①②③所示三种状态.①中细线呈竖直方向,②中细线垂直斜面,③中细线水平.试分别求出上述三种状态中小车的加速度.(斜面倾角为θ)
答案①a=0②a=gsinθ,方向沿斜面向下③a=,方向沿斜面向下
题型2正交分解法的应用
【例2】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中,小球孔径略大于细杆直径(如图所示).
(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,求小球与杆之间的动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
答案(1)0.5(2)
题型3传送带上的物理问题
【例3】如图所示,传送带与水平面的夹角为θ=37°,其以4 m/s的速度向上运行,在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体,它与传送带间动摩擦因数μ=0.8,AB间(B为顶端)长度为25 m.试回答下列问题:
(1)说明物体的运动性质(相对地球).
(2)物体从A到B的时间为多少?(g=10 m/s2)
答案(1)由题设条件知tan 37°=0.75,μ=0.8,所以有tan 37°<μ,这说明物体在斜面(传送带)上能处于静止状态,物体开始无初速度放在传送带上,起初阶段:对物体受力分析如右图所示.
根据牛顿第二定律可知:
f滑-mgsin 37°=ma ①
f滑=μN ②
N=mgcos 37° ③
求解得a=g(μcos 37°-sin 37°)=0.4 m/s2 ④
设物体在传送带上做匀加速直线运动时间t1及位移s1,因
v0=0 ⑤
a=0.4 m/s2 ⑥
vt=4 m/s ⑦
根据匀变速直线运动规律得:
vt=at1 ⑧
s1= ⑨
代入数据得:
t1=10 s ⑩
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