牛頓定律的應(yīng)用

1、牛頓定律的應(yīng)用知識要點(diǎn)：1、牛頓定律的應(yīng)用到此為止力學(xué)已講完三章知識。應(yīng)該知道: 第一章力, 是講述了力的基本概念: 知道了力是物體間的相互作用, 力是矢量有大小、方向, 掌握了力的圖示法, 通過牛頓第二定律的學(xué)習(xí)了解到力的單位牛頓(N)的來歷, 認(rèn)識了力學(xué)中的三種力(G、N、f)的學(xué)生計算, 方向的確定, 力的合成分解的運(yùn)算法則, 初步理解到力的作用效果。通過第二章, 物體的運(yùn)動的學(xué)習(xí), 掌握了直線運(yùn)動中, 勻速直線運(yùn)動, 特別是變速直線中的勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律, 從中理解并掌握速度、位移、加變速、間間這些描述物體運(yùn)動規(guī)律的物理量。第三章, 牛頓運(yùn)動定律詳細(xì)闡明了運(yùn)動和力(即運(yùn)動狀態(tài)變化和力

2、)的關(guān)系。認(rèn)識到物體為什么會這樣或那樣的運(yùn)動的原因。因此三章知識的關(guān)系應(yīng)是第一章, 力學(xué)的準(zhǔn)備知識認(rèn)識力, 第二章運(yùn)動學(xué), 只講運(yùn)動規(guī)律, 研究物體如何運(yùn)動, 第三章研究運(yùn)動和力的關(guān)系稱之力動力學(xué)。本專題講述牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用, 就是綜合以上所學(xué)知識進(jìn)行較全面地分析歸納, 簡單的邏輯思維推理, 建立物理情景, 縷出解題思路, 運(yùn)用數(shù)學(xué)知識列出方程求解, 借此培養(yǎng)和提高各種能力, 初步掌握解決力學(xué)問題的第一條途徑即: 兩種類型三種運(yùn)動方式。A兩種類型: 知道力求得加速度決定物體的運(yùn)動狀態(tài)要求認(rèn)真分析研究對象的受力情況畫出受力示意圖, 依據(jù)力的作用效果進(jìn)行正交分解, 并求得所受力的合力, 通過牛頓

3、第二定律可以求出運(yùn)動的加速度, 如果再知道物體的初始條件, v0初速度初位置, 根據(jù)運(yùn)動學(xué)或就可以求出物體在任意時刻的位置和速度, 這就是已知物體的受力情況, 就可以確定物體運(yùn)動的情況。與此相反如果已知物體的運(yùn)動情況根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度, 也可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力。B、三種運(yùn)動方式及其在運(yùn)動應(yīng)該特別注意的問題(1)水平方向運(yùn)動, 看有無不水平力, 此時會影響到壓力N從而影響摩擦力f, 因為只有水平力作用時Nmg(2)豎直方向運(yùn)動, 千萬不可忘記重力mg, 勻速運(yùn)動F = mg, 然后看v0, 的方向確定是向上或向下運(yùn)動。如果勻加向上Fmg = ma, 若勻加向下, m

4、gF = ma(3)物體沿斜面方向運(yùn)動, 看有無水平力, 此時會影響壓力N從而影響摩擦力f的大小: 當(dāng)無水平方向力的作用時, N = mgcos, f = , 當(dāng)有水平方向力的作用時, N = mgcos如圖所示。C、解題步驟(1)確定研究對象(視為質(zhì)點(diǎn))一個物體, 一個點(diǎn)或相對靜止的多個物體組成的物體系。(2)研究對象的受力分析。a、畫受力示意圖, 只畫被分析物體受到的實(shí)際力(內(nèi)力不畫它對外界物體的力不畫, 等效力(含力分力)不畫)b、受到的實(shí)際力, 不能多畫, 也不能漏畫, (可繞行物體一周, 找出可能受到的力, 按力的性質(zhì)順序畫出重力、彈力、摩擦力)c、判斷被分析物體運(yùn)動狀態(tài)是平衡, 還

5、是有加速度(不平衡)d、作受力分析, 即通過矢量分解合成的方法把受到的多個力簡化一個等效力(即), 若被分析物平衡則 = 0, 若有加速度則方向與a方向相同。(3)建立物理情景, 弄清物理過程確定運(yùn)動性質(zhì)(4)列方程, 已知量統(tǒng)一單位制(國際單位)(5)代入數(shù)值求解(6)對結(jié)果必要應(yīng)加以說明或取舍。2、超重和失重現(xiàn)象, 實(shí)質(zhì)上是視重。因為物體在運(yùn)動中重力不變, 我們知道物體的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引, 而使物體受到的力, 物體重力的大小可用彈簧秤稱出來。物體在靜止或上下勻速直線運(yùn)動中, = 0, 有F = mg(F為彈簧的示數(shù))。當(dāng)物體在豎直方向上加速度運(yùn)動時, 仍以彈簧秤吊著物體, 此時彈

6、簧的示數(shù)就有變化, 稱為視點(diǎn), 加速上升時F> mg, 加速下降F < mg, 分析如下: 加速上升, 以向上為正方向Fmg = ma減速下降, 以向下為正方向F = mg + maF > mgmgF = maF > mgF = mg + ma加速上升等效于減速下降同理分析, 減速上升以向上為正方向Fmg = ma加速下降以向下為正方向F = mgmaF < mgmg = F = maF = mgmaF < mg加速下降等效于減上升, 當(dāng)向下加速a = g時, 處于完全失重狀態(tài)。 3、有關(guān)連接體問題高考說明中明確指出: 用牛頓定律處理連接體的問題時, 只限于

7、各個物體的加速度的大小、方向都相同的情況。所謂連接體是指: 在實(shí)際問題中常常碰到的幾個物體連結(jié)在一起, 在外作用下的運(yùn)動即連接體運(yùn)動。其特點(diǎn)是: 連接體的各部分之間的相互作用力總是大小相等, 方向相反的(在將連接體作為一個整體考慮時這相互作用力稱之為內(nèi)力)而連接體各部分的運(yùn)動情況也是相互關(guān)聯(lián)的。應(yīng)認(rèn)識到這類問題綜合應(yīng)用了牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)、力的合成分解等方面的知識難度較大, 因此必須掌握解此類問題的一般規(guī)律, 即整體法求加速度, 隔離法求相互作用力。所謂整體法即把連接體看成一個整體考慮, 受力分析時的外力是連接體以外的物體對整體連接體的作用力(連接體各部分之間的相互作用稱之為內(nèi)力未能考慮在內(nèi))。這些力的合力產(chǎn)生整體加速度。所謂隔離法, 就是把連接體中的各個物體從連接體的整體中隔離出來, 單獨(dú)考試它們各自的受力情況和運(yùn)動情