摘要:求法一:根据滑块在A处速度求。可惜在A处速度未知,抓紧更换思路。
物体或粒子在混合场中运动,如何进行受力分析?
力和速度如何进行正确分解?
定理、定律如何正确适用?
请看下面一道重力、电场力综合题的详细讲解。
文末有四点学好物理的建议,请仔细品味。
(1)滑块在B处速度vB的大小;
(2)滑块在A处受到圆轨道的支持力F大小。
求法一:根据滑块在A处速度求。可惜在A处速度未知,抓紧更换思路。
求法二:根据滑块在C处速度求。
在C处,滑块受到四个力的作用:竖直向下的重力mɡ和电场力qE、水平台面对其竖直向上的支持力(大小为mɡ+qE)、水平向左的摩擦力(大小为µ(mɡ+qE))。
滑块在水平方向上摩擦力的作用下,0.3秒速度减为零。
弄清运动过程及受力分析后,恰当运用公式。
用动量定理(合外力的冲量等于物体动量变化量)较合适,无需用运动学公式。
滑块从C处至静止,此过程由动量定理有-µ(mɡ+qE)t=0-mvC,解得vC=1.2m/s,方向水平向右。您可以从理解角度直接列为µ(mɡ+qE)t=mvC,不用死套公式、不用硬记、不怕正负号搞混。题干透露滑块“恰好从C处无碰撞地……”,这表明在C处,滑块的速度方向是水平向右的。
从B到C,滑块仅受竖直向下的重力和电场力,逆着运动看,假如从C到B,滑块做的是类平抛运动。即水平方向上速度始终相等。这就找到了vC和vB的关系。将滑块在B处的速度vB分解,如下图,易知vB=vC/sinθ=1.2m/s/0.6=2m/s,方向斜向上偏右约53°。第一问注意在C处的运动状态和受力分析,注意动量定理的恰当运用。
滑块在A处,已经开始了做圆周运动。
在A处,滑块受到三个力的作用:竖直向下的重力mɡ和电场力qE、圆轨道对其竖直向上的支持力F,这三个力的合力,提供滑块做圆周运动的向心力。
据此可列方程F-(mɡ+qE)=mvA2/R------①求F,只需知道滑块在A处的速度v求滑块在A处的动能,从B处求,还是从C处求?
第一问已经求得了滑块在B处速度vB=2m/s,没必要再从C处说起。滑块从A运动到B:
轨道对其支持力始终与运动方向垂直、不做功。
滑块克服重力和电场力做功,即二力做负功,导致滑块动能减小。
由于有重力之外的电场力做功,故滑块的机械能不守恒。
但,合外力做的总功等于物体(或系统)的动能变化量,此为动能定理,有时它比机械能守恒定律还卓越。
重力和电场力的做功,与运动路径无关,只管在力的方向上的位移。
滑块从A到B,由动能定理有[-(mɡ+qE)]×(R+R×sinθ)=mvB2-mv2------②联立①②,解得F=124N,方向竖直向上。
求解物理题,应注意什么?
首先注意正确受力分析、弄明白运动过程及其临界点;
其次掌握定理定义定律的适用范围、灵活适用公式;
再次别怕未知数多,每个特殊状态一般都蕴含一个公式。当求解不顺时,很可能少列某个公式、或计算失误。
最后,每做完一道题,注意体会总结。题会用到哪些知识点、总结自己在哪里思路受阻或出了错。
作者简介
中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。
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发文涉及科目主要有中高考数学、物理,偶尔也有英语、化学、作文。
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来源:才子教育