牛顿运动定律的运用一

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1.单位制:①基本物理量:在物理学中基本物理量有质量、时间、长度、物质的量、温度、电流、发光强度七个.②质量单位千克,时间单位秒,长度单位米,物质的量单位摩尔,温度单位开尔文,电流单位安培,发光强度单位坎德拉这七个单位构成了国际单位制中的基本单位.说明:①应用:为了度量的统一,一般国际上统一使用国际单位制;②作用:用单位可以判断公式的推导是否正确,从单位可以猜测量与量的关系.2.用牛顿第二定律解决两个或两个以上的物体系问题:①隔离法:隔离法就是从整个系统中将某一物体隔离出来,然后单独分析被隔离物体的受力情况,从而把复杂的问题转化成简单的一个个小问题求解.②整体法:整体法是以物体系统为研究对象,从整体去把握物理现象的本质和规律.运用整体法来处理问题时,由于不考虑系统内物体之间的相互作用力,从而把问题变繁为简、变难为易.当几个物体所组成的系统加速度相同时∑F=(m1+m2+m3+…+mn)a,当几个物体所组成的系统加速度不同时,我们也可以牛顿第二定律来求解,此时牛顿第二定律表述为:∑F=m1a1+m2a2+m3a3+…+mnan,即整个系统所受的合外力(物体之间的作用力为内力,不考虑)等于各个物体所产生的加速度与质量的乘积的矢量和.其正交表示为:∑Fx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx∑Fy=m1a1y+m2a2y+......+mnany注意事项:(1)用隔离法解连接体问题时,容易产生如下错误:①例如F推M及m一起前进(如图所示),隔离m分析其受力时,认为F通过物体M作用到m上,这是错误的.②用水平力F通过质量为m的弹簧秤拉物体M在光滑水平面上加速运动时(如图所示),往往会认为弹簧秤对物块M的拉力也一定等于F.实际上此时弹簧秤拉物体M的力F′=F-ma,显然F′<F.只有在弹簧秤质量可不计时,才可认为F′=F.(2)当系统内各个物体的加速度相同时,则可把系统作为一个整体来研究.但这并不是使用整体法的必要条件,有些问题中系统内物体的加速度不同,也可用整体法来研究处理.如图中物块m沿斜面体M以加速度a下滑,斜面体不动.欲求地面对斜面体的静摩擦力f时,就可把此系统(m和M)作为整体处理,由牛顿第二定律得f=macosθ+M×0=macosθ.式中acosθ为物块加速度的水平分量.3.临界问题:若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般都有临界现象出现,分析时,可用极端分析法,即把问题(物理过程)推到极端(界),分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件,应用规律列出在极端情况下的方程,从而暴露出临界条件.A.BC.1D.vpkkpkpvvkvvkpp音在空气中的播速度与空气的密度、有,下列于空气中速的表式(是比例系,位)中正确的是(  )=.一、位制的用===例、声传压强关关声达数应无单单B解析:速度的单位为m/s,上述四个选项中等式左右两边单位都为m/s的只有B,故选B.二、整体法、隔离法解决连接体问题例2、如图331所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1F2,试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T.图3311212111aFFmmamFTma本典型的接体,主要考查牛第二定律的用,整体法与隔离法合用是解答本的切入,物一起加速度,有-=(+)根解析据牛第二定律,量的物有=:-题属连问题顿应结应题点设两块运动为则①顿对质为块②++mFmFTmm122112由、式得=①②两332A.B.C1D­­()mAmgmgmgmg2211如所示,有一箱得很的土豆,以一定的初速度在摩擦因的水平地面上做速不其他外力及空气阻力,其中一量的土豆受其他土豆它的式、作用力大小是()..图装满动数为匀减运动计则个质为对变总训练应C像本例种物体系的各部分具有相同加速度的,我可以其整体,求信息,如加速度,再根据要求,求物体系部的各部分相互作用力.所有土豆和箱子构成的整体研究象,其受重力、地面支持力和摩擦力而做速,解析:这问题们视为关键题设内选为对减运动mgmaag.AFmamgmgC.2221且由摩擦力提供加速度,有=,=而一土豆受其他土豆的作用力法一一明示,但目只要求解其作用力,因此可以用等效合力替代,它的受力分析如所示,由矢量合成法,得答案=故是总则单无题总图则点评:整体法与隔离法交替使用,是解决这种加速度相同的物体系运动的一般方法.而整体法主要是用来求解物体系受外部作用力或整体加速度,隔离法则主要是用来求系统内各部分的相互作用力.变式训练2、一根轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一质量为m的物体(如图333),当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止,然后松手放开,则刚松手时盘对物体的弹力等于(设弹簧处在弹性限度以内)()llA.(mgB.mmgll011+)(+)+图333llC.mgD.mmgll0+1FmmgklFmmg(mm)aNmgmaFkxkllglNml000止,=+=   拉后,放瞬,物体和具有向上的加速度,和物体看成一整体,有-+=+   物体-=   ==+ 立得解析:=+弹弹弹盘静时①长释间盘盘个②对③④联①②③④334­­Mmag1122如所示,量的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套一量的小球,始小球在杆的端,由止放后,小球沿杆下滑的加速度重力加速度的,即=,小球在下滑的程中,木箱例地面3、的力多少?图质为着个质为开时顶静释为则过对压为图334NNNN++1ffffmgFmaFFMgFFMmMmFgFgF02222隔离法-=   --=   且=   由式得=由牛第三定律知,木箱地面的解力大小=析:=方法:①②③①②③顿对压为NNNN2“”mgMgFmaMMmFgMmFFg.22022整体法于一一接体,也可取整体研究象,依牛第二定律列式:+-=+故木箱所受支持力:=由牛第三定律知,木箱=地面法力方:=对动静连选为对顿顿对压3352AsinB.sinC.sinD.2sin3­­g.gg322如,在角的固定光滑斜面上,有一用子拴的木板,木板上站一只.已知木板的量是的量的倍.子突然,立即沿板向上跑,以保持其相斜面的位式置不.此木板沿斜面下滑的加、速度图倾为绳着长着猫质猫质当绳断开时猫着对变则时为(变训练)图335ffffaFmgsinbFmgsinmagsCaFi.Fn2232受力分析如,由平衡件:=木板受力分析如,由牛第二定律:+=又由牛第三定律:=由得解析:=答案是对猫图条①对图顿②顿③①②③三、临界问题力学中的临界问题指一种运动形式(或物理过程和物理状态)转变为另一种运动形式(或物理过程和物理状态)时,存在着分界线的现象,这种分界线通常以临界值和临界状态的形式出现在不同的问题中,而临界与极值问题主要原因在于最大静摩擦力、绳子的张力等于零、两个物体要分离时相互作用的弹力为零等.例4、有一固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图336所示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的()A.若小车向左运动,N可能为零B.若小车向左运动,T可能为零C.若小车向右运动,N不可能为零D.若小车向右运动,T不可能为零图336解析:小球相对于斜面静止时,与小车具有共同加速度,如图甲、乙所示,向左的加速度最大则T=0,向右的加速度最大则N=0,根据牛顿第二定律,合外力与合加速度方向相同沿水平方向,但速度方向与力没有直接关系.答案为AB.点评:解题时抓住N、T为零时受力分析的临界条件,小球与车相对静止,说明小球和小车只能有水平的加速度.变式训练4、如图337所示,倾角为θ的三角形滑块上放置一个质量为m的物体,它们一起以加速度a在水平面上向右做匀加速直线运动,对于m所受的摩擦力,下列叙述正确的是()A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.可能不存在摩擦力D.一定存在摩擦力图337ABC解析:如图当物体不受摩擦力时,由重力和弹力的合力产生加速度,a=gtanθ,若agtanθ,物体有上滑趋势,摩擦力方向沿斜面向下,若agtanθ,物体有下滑趋势,摩擦力方向沿斜面向上,选ABC.变式训练5、如图338所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为()ABCD3mgmg..mg..mg335432图338BmTTmm=3ABBCDABamggFmgCDmFmaB4344受力分析,、之的摩擦力、、成的系提供加速度,加速度到最大值的界件、到最大摩擦力,即=,而子拉力、成的系提供加速度,因而拉力的最大值解析:=故。=,答案是经过间静为组统达临条为间达静绳给组统为

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