动力学问题做题程序
一、 确定研究对象:
1、题中直接给出的研究对象
2、若干条绳子中的结点处
3、有多个物体组成的系统时,(物体系统的加速度相同,即物体间相对静止)可能以每个个体和整体为研究对象(即整体—隔离法,一般先整体再隔离)
4、若物体有多个状态时,则可能需确定图示研究几次;若物体有多个运动过程时,则可能需确定研究几次。
注:(1)、在平时练习时,对每个物体,每个过程,每个状态都进行力图示研究为好。 ( 2)、关注研究对象的每个过程、每个状态的加速度
二、画力学图示:
严格按照图示程序:
第一,场力(重力、电场力、磁场力);
第二,已知力;(或先已知力也可)
第三,接触力——先弹力后摩擦力;(弹力与摩擦力是被动力,究竟有无,大小多少,方向如何,依据是牛顿第二定律F=ma)严格按照弹力和摩擦力存在条件来判断有无,确定方向。
第四,依据牛顿第三定律即作用力与反作用力的知识来确定力的有无与方向。
若物体不平衡,则在力的图示侧面标出加速度a的箭头方向。
三、 进行力学分析:
第一,若物体的加速度a=0,即物体处于平衡时:
(1)当物体受四个或四个以上力的作用时,优先考虑正交分解。(一般X轴、Y轴确定在平行于接触面和垂直接触面上;或滑动摩擦力方向上和垂直滑动摩擦力方向上;或运动方向上和垂直运动方向上。但注意,这样确定方向并不是唯一的)
(2)若是三个力时,可适当考虑简单的力的合成的和力的分解。(“适当”指这种方向不是唯一的,还可以考虑其它方法,比如常用的正交分解)
第二,若物体的加速度a≠0
优先考虑正交分解,X轴、Y轴确定在物体加速度方向和垂直加速度方向上;(如:圆周运动中选半径方向和切线方向,半径方向上列F=mv²/R=mω²R=m4π²/T²·R)。在极少数情况下,当大部分力都在两个垂直方向上,而加速度又不在这两个方向上时,可考虑把加速度分解于这两个垂直方向上(如下图)。
四、 列力学方程式:
1、若采用的是正交分解,则最少有两个方程,X轴(1)式、Y轴(2)式;若有滑动摩擦力,则还应有f=μN(3)式。在X轴、Y轴上,平衡时,列平衡方程,不平衡时列牛顿第二定律的方程(一般选加速度的方向为正方向,与加速度方向一致的力为正,相反的力为负)。
2、若是简单的力的合成或分解,则要用已知量和可变量来表示未知量(利用矢量三角形解三角形)