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1、解答动力学问题的三个基本观点,资中县第一中学物理组 朱派明,知识要点,解答动力学问题的三个基本观点,例题,返回,练习,解答动力学问题的三个基本观点,返回,知识要点,力学研究的是物体的受力作用与运动的关系,以三条线索(包括五条重要规律) 为纽带联系:,1.解答动力学问题的三个基本观点 力的观点：即运用牛顿定律结合运动学知识解题，只处理匀变速直线运动问题。 能量的观点：即运用动能定理和能量守恒解题，可以处理非匀变速运动问题。 动量的观点：即运用动量定理和动量守恒解题，可以处理非匀变速运动问题。,二、解答动力学问题的三个基本观点,动力学主要研究的是物体运动状态的变化与其所受力之间的关系，若力对物体瞬
2、时作 用，作用瞬间使物体产生加速度；若物体受力作用一段时间，则力对时间有累积，即 物体受到力的冲量，物体的动量发生变化；若物体在力的作用下通过一段位移，则力 对空间有累积，即力对物体做功，物体的动能发生变化。,返回,三.例题,解：物体从A点开始做自由落体运动,下降L 时绳被拉直，由机械能守恒得： mgL=mv2/2- 绳子绷直瞬间机械能损失，沿绳方向的分速 度减为零，此时的速度变为 v，=vcos300- 由机械能守恒得： mv,2/2=mvB2/2-mgL/2- 小球在最低点时，由牛顿第二定律得： Fmg=mvB2/L- 解得F=7mg/2,返回,下一页,例2、相隔一定距离的A、B两球，质量
3、相等，假定它们之间存在恒定的斥力作用，原来两球被按住，处于静止状态，现突然松开两球，同时给A球以速度v0 ，使之沿两球的连线射向B球，B球的初速度为零，若两球的距离从最小值（两球未碰）到恢复原始值所经历的时间为t0 ，求B球在斥力作用下的加速度。,解：A、B间距离L恢复到L过程中 LA=LB- 动量守恒 两球相距最近时AB速度相等， mv0=mvA+mvB- mv0=2mv - 对A、B用动能定理得： 对B：vB=v+at0- FLA=mv02/2mvA2/2- - 解 FLB=mvB2/2- a=v0/2t0,下一页,下一页,解：（1）在从绳子开始拉紧到m1、m 2、 m1v0（m1 + m
4、2 ）v1 m3以共同速度运动，m 1、m 2、m 3组成 代入数据解得 v14/3 m/s 的系统，动量守恒 由功能关系得 m 1v0（m 1+ m 2 + m 3）v mgs相（m1 + m2）v12/2 代入数据解得 v1 m/s （m1 + m2 + m3）v2/2 （2）在绳子拉紧得瞬间，m1、m2组成的 代入数据解得s相1/3 m 系统动量守恒,例3、在光滑的水平面上，有一质量为m1=20千克的小车，通过几乎不可伸长的轻绳与另一个质量m2=25千克的足够长的拖车连接。质量m3=15千克的物体在拖车的长平板上，与平板间的动摩擦因数=0.2 ，开始时，物体和拖车静止，绳未拉紧。如图所示
5、，小车以v03米/秒的速度向前运动，求： （1）三者以同一速度前进时速度大小。（1m/s） （2）物体在平板车上移动的距离。（1/3 m）,解：A、B、C速度相等时弹性势能最大 EP=mAv2/2+（mB+mC）vB2/2 由动量守恒得 （mA+mB+mC）vA2/2=12J（mA+mB）v=（mA+mB+mC）vA 系统机械能 vA=3m/s E=mAv2/2+（mB+mC）vB2/2=48J B、C相碰时mBv=（mB+mC）vB 若A向左，由动量守恒得 vBC4m/s vB=2m/s 系统的机械能E48J A不可能向左,下一页,例5、宇宙飞船在进行长距离星际运行时，不能再用化学燃料，而可
6、以采用一种新型发动机离子发电机，它的原理是将电子射入稀有气体，使其离子化（成为一价离子），然后从静止开始用电压加速后从飞船尾部高速喷出，利用反冲作用使飞船本身得到加速，已知氙离子质量m=2.210-25Kg，电荷e=1.610-19c，加速电压U=275 V。 （1）求喷出的氙离子速度v0； （2）为了使飞船得到F=3.010-2N的推动力，每秒需要喷出多少质量的？ （3）飞船喷出的氙离子的等效电流I是多少？,返回,例6、如图所示质量为m0的平板车P高为h，开始时静止在光滑水平地面上，质量为m的小物体Q的大小不计，以水平初速度v0从平板车的左端滑入，离开平板车时速度的大小是平板车速度的2倍，设物体Q与平板车P之间的动摩擦因数=1/6，已知m0 ：m=4 ：1，重力加速度为g，问： （1）物体Q离开平板车时的速度为多大？（v0/3，向右）,（2）物体Q落地时距平板车P的右端距离为多少？（ v0 /6),（3）平板车P的长度为多少？（7v02/3g）,解:（1）由P和Q组成的系统动量守恒 s=vtvt/2 mv0m0v/2 + mv m04m 解得sv0 /6, vv0/3 （3）由功能关系得 （2）Q平抛运动，P作匀速运动 则 mgLm v02/2- m v2/2 - m 0（v/2）2/2 hgt2/2 L7v02/3g,