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1. 牛顿运动定律的应用 (特别是受力分析与运动学结合)

课后小练
牛顿定律与受力分析
题目1(斜面临界问题)
曲线运动(圆周临界)
题目2(绳球模型)
长 L=1m 的轻绳系质量 m=0.5kg 的小球,在竖直面内做圆周运动。若小球通过最高点时速度为 v=4m/s,求此时绳的拉力及小球在最低点需的最小速度。

3. 功能关系 (动能定理 & 机械能守恒定律)
难点: 功的计算:恒力功 `W = F·s·cosθ` (注意θ是力与位移的夹角),变力功的求法(动能定理、微元法、图像法)。
能量概念的抽象性: 动能、重力势能、弹性势能、机械能的概念及其相对性(零势能面的选择)。
动能定理的应用:$`W_合 = ΔE_k`$。难点在于正确求出所有外力做的总功(包括正功和负功)。
机械能守恒定律的条件判断:只有重力(或系统内弹力)做功,其他力不做功或做功代数和为零。容易忽略摩擦力、空气阻力等非保守力做功。
能量守恒思想:在机械能不守恒时(如存在摩擦力),能量并没有消失,而是转化成了内能或其他形式。理解 $`W_非保内 = ΔE_机`$。
弹簧问题:涉及弹性势能变化,过程分析复杂(如压缩/伸长、与物体连接的运动)。
突破方法:
明确两条路径:解决动力学问题有“牛顿定律+运动学”和“功能关系”两条路径。功能关系往往对复杂过程(如曲线运动、变力)更简便。

课后小练
功能关系(弹簧综合)
题目3
光滑水平面上质量 mA=2kg 的物体A连接劲度系数 k=200N/m 的弹簧,弹簧另
一端固定。
质量 mB=1kg 的物体B以 v0=3m/s 撞向A,碰撞后B以 1m/s 反弹。求弹簧最大压缩量。

恒定电流 & 闭合电路欧姆定律
难点:
闭合电路欧姆定律:$`I = E / (R + r)`$。理解电动势E的意义(反映电源提供电能的本领),内阻r的影响(导致路端电压$'U = E - Ir < E'$)。
动态电路分析:当滑动变阻器阻值变化、开关通断时,电路中各部分的电压、功率如何变化。容易逻辑混乱。
含容电路:电容器在直流电路中的处理(稳定时相当于断路),分析其电压、电荷量的变化。
电功与电热:区分纯电阻电路($'W = Q = UIt = I²Rt = U²t/R'$)和非纯电阻电路($'W > Q'$,如电动机:$'W = UIt = Q + E_机'$)。
电路故障分析:断路、短路的判断。
突破方法:
深刻理解内阻概念:内阻消耗能量是路端电压小于电动势的根本原因。
掌握动态分析基本方法:
程序法:局部电阻变化 -> 总电阻变化 -> 总电流变化(由 $`I = E/(R总+r)`$)-> 内电压变化($`U内 = Ir`$)-> 路端电压变化($`U = E - Ir`$)-> 再分析各支路。
“串反并同”法(适用于部分情况):与变化电阻串联的元件,其电流、电压、功率变化趋势与该电阻变化趋势相反;与变化电阻并联的元件,其电流、电压、功率变化趋势与该电阻变化趋势相同。(注意适用范围和前提条件)
电容器处理:找到与电容器并联的电阻(或等效部分),该电阻(或等效部分)两端的电压就是电容器的电压。
牢记非纯电阻电路特点:欧姆定律$ `I = U/R`$ 不成立!计算电功只能用 $`W = UIt`$, 计算电热只能用$ `Q = I²Rt`$, 输出机械功$ `W_机 = UIt - I²Rt`$。