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文檔簡介
1、牛頓運動定律復(fù)習(xí)牛頓運動定律復(fù)習(xí) 1. 1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止 2. 2.意義:意義: (1) (1)它指出一切物體都具有慣性它指出一切物體都具有慣性 (2) (2)它指出了力不是使物體運動或它指出了力不是使物體運動或維持維持物體運動的物體運動的原因,而是原因,而是改變改變物體運動狀態(tài)的原因,換言之,物體運動狀態(tài)的原因,換言之,力是力是產(chǎn)生加速度的原因產(chǎn)生加速度的原因一、牛頓第一定律一、牛頓第一定律( (即慣性定律即慣性定律) )1.1.定義:物
2、體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀定義:物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性態(tài)的性質(zhì)叫慣性 2. 2.慣性是物體的固有屬性,不是力。與物體的受力慣性是物體的固有屬性,不是力。與物體的受力情況及運動情況、地理位置無關(guān)情況及運動情況、地理位置無關(guān) 3. 3.質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度質(zhì)量質(zhì)量越大,物越大,物體的體的慣性慣性越大,物體的運動狀態(tài)越難改變越大,物體的運動狀態(tài)越難改變二、慣性二、慣性1、下列說法正確的是、下列說法正確的是A.運動得越快的汽車越不容易停下來,是因運動得越快的汽車越不容易停下來,是因為汽車運動得越快,慣性越大為汽車運動得越快,慣
3、性越大B.物體勻速運動時,存在慣性;物體變速運物體勻速運動時,存在慣性;物體變速運動時,不存在慣性動時,不存在慣性C.把一個物體豎直向上拋出后,能繼續(xù)上升把一個物體豎直向上拋出后,能繼續(xù)上升,是因為物體仍受到一個向上的推力,是因為物體仍受到一個向上的推力D.同一物體,放在赤道上比放在北京慣性大同一物體,放在赤道上比放在北京慣性大E.物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與其他物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)因素?zé)o關(guān)練習(xí)E2:一個小球正在作曲線運動,:一個小球正在作曲線運動,若突然撤去所有外力,它將若突然撤去所有外力,它將 A.立即靜止下來立即靜止下來 B、仍作曲線運動仍作曲線運動C、作減速
4、運動作減速運動 D、作勻速直線運動作勻速直線運動D3 如圖所示,在一輛表面光滑的小車上有如圖所示,在一輛表面光滑的小車上有質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m1、m2的兩個小球(的兩個小球(m1m2)隨車一起勻速運動,當(dāng)車突然停止時,隨車一起勻速運動,當(dāng)車突然停止時,如不考慮其它阻力,設(shè)車無限長,則兩如不考慮其它阻力,設(shè)車無限長,則兩個小球:個小球: A一定相碰一定相碰B一定不相碰一定不相碰 C不一定相碰不一定相碰D不能確定是否相碰不能確定是否相碰B4如圖所示,一個劈形物體如圖所示,一個劈形物體M,各面均光各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一個光滑小球
5、表面放一個光滑小球m,劈形物體從靜止開劈形物體從靜止開始釋放,則小球在碰到斜面前的運動軌跡是始釋放,則小球在碰到斜面前的運動軌跡是 A拋物線拋物線B沿斜面向下的直線沿斜面向下的直線 C豎直向下的直線豎直向下的直線D無規(guī)則曲線無規(guī)則曲線 獨立性C5. 做勻速向右運動的小車上水平放做勻速向右運動的小車上水平放一密閉的裝有水的瓶子,瓶子內(nèi)有一密閉的裝有水的瓶子,瓶子內(nèi)有一汽泡,當(dāng)小車突然停止時,汽泡一汽泡,當(dāng)小車突然停止時,汽泡相對瓶子如何運動?相對瓶子如何運動?氣泡向左動,水的慣性比空氣大,水向右動把氣泡擠向左方。如瓶子里還有一個彈珠呢?如何運動三、牛頓第三定律三、牛頓第三定律 牛頓第三定律概括了
6、作用力和反作牛頓第三定律概括了作用力和反作用力間的用力間的“四同兩異四同兩異”: “四同四同”:大小大小相同;相同;力的性質(zhì)力的性質(zhì)相相同;同;作用時間作用時間相同;相同;作用線作用線在同一條在同一條直線上直線上 “兩異兩異”;方向方向相反;相反;作用對象作用對象不不同,互以別方為作用對象同,互以別方為作用對象本質(zhì):相互作用力例例1:物體靜止于一斜面上,如圖所示。則下:物體靜止于一斜面上,如圖所示。則下述說法正確的是:述說法正確的是:A、物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力;是一對平衡力;B、物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦物體對斜面的摩擦力
7、和斜面對物體的摩擦力是一對作用力與的反作用力;力是一對作用力與的反作用力;C、物體所受重力和斜面對物體的作用力是一物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力;對作用力和反作用力;D、物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力。和對斜面的壓力。圖B例例2:下列說法正確的是(:下列說法正確的是( )A、凡是大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體凡是大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上的兩個力必是一對作用力和反作用力;上的兩個力必是一對作用力和反作用力;B、凡是大小相等,方向相反,作用在同一物體上的凡是大小相等,方向相反,作用在同一物體上的
8、兩個力必定是一對作用力和反作用力;兩個力必定是一對作用力和反作用力;C、即使大小相等,方向相反,作用在同一直線上,即使大小相等,方向相反,作用在同一直線上,且分別作用在兩個物體上的兩個力也不一定是一對作且分別作用在兩個物體上的兩個力也不一定是一對作用力和反作用力;用力和反作用力;D、相互作用的一對力究竟稱哪一個力是反作用力是相互作用的一對力究竟稱哪一個力是反作用力是任意。任意。 CD1 1、定律的內(nèi)容:、定律的內(nèi)容:物體的物體的加速度加速度跟所受的跟所受的合力合力成正比,成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同跟合力的方向相同。2 2、公式:、公
9、式:Fma合四、牛頓第二定律四、牛頓第二定律(1)因果性因果性:牛頓第二定律揭示了合力與加速度的因果關(guān)系,即加速度的大小是由合力和質(zhì)量共同決定的。3、對牛頓第二定律的理解:(2)瞬時性瞬時性:牛頓第二定律反映了加速度與合力的瞬時對應(yīng)關(guān)系。(3)矢量性矢量性:加速度的方向與合外力的方向始終一致。(4)(4)同體性同體性:公式公式 F F合合= =mama中的中的 mm、a a分分別別是同是同一一研研究究對對象的合力、象的合力、質(zhì)質(zhì)量和加速度。量和加速度。( (5 5) )局限性局限性:牛頓第二定律只牛頓第二定律只適用于低速運動的宏觀物體,適用于低速運動的宏觀物體,不適用于高速運動的微觀粒子不適用
10、于高速運動的微觀粒子(相對于原子、分子)。(相對于原子、分子)。討論力討論力F、加速度加速度a、速度速度v、 v的(大小方向及變化)關(guān)的(大小方向及變化)關(guān)系如何?系如何?(1)F與與a(2)F、a與與V(3)F、a與與 v瞬間一一對應(yīng)瞬間一一對應(yīng)無關(guān),但兩者方向關(guān)無關(guān),但兩者方向關(guān)系決定變化系決定變化大小無關(guān),但方向一致大小無關(guān),但方向一致質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體,用細線掛在電梯的物體,用細線掛在電梯的天花板上,當(dāng)電梯以的天花板上,當(dāng)電梯以g/3的加速的加速度豎直加速下降時,細線對物體度豎直加速下降時,細線對物體的拉力為(的拉力為( )C五五. 用牛頓第二定律解題用牛頓第二定律解題 與常見模型與
11、常見模型基本方法:正交分解法基本方法:正交分解法 若物體受兩個或多個力作用產(chǎn)生加速度時,常若物體受兩個或多個力作用產(chǎn)生加速度時,常把力正交分解在把力正交分解在加速度方向加速度方向和和垂直加速度方向上垂直加速度方向上,有,有 有時也把加速度分解在相互垂直的兩個方向上有時也把加速度分解在相互垂直的兩個方向上,有,有Fx=ma(沿加速度方向沿加速度方向)Fy=0(垂直于加速度方向垂直于加速度方向)Fx=maxFy=may正交分解是最正交分解是最基本的方法基本的方法.如圖,靜止于粗糙的水平面上的質(zhì)量為如圖,靜止于粗糙的水平面上的質(zhì)量為M M的斜的斜劈劈A A的斜面上,一質(zhì)量為的斜面上,一質(zhì)量為m m物
12、體物體B B沿斜面向下做沿斜面向下做下列運動:下列運動:(1 1)勻速運動(靜止)勻速運動(靜止)(2 2)加速度)加速度a a下滑下滑常見模型常見模型 a a a例1-1. 如圖1所示,裝有架子的小車,用細線拖著小球在水平地面上向左加速運動,加速度的大小為a,求繩子與豎直方向的夾角的正切值。一 繩的問題1繩上的拉力一定沿著繩收縮的方向繩上的拉力一定沿著繩收縮的方向2繩上的拉力無法提供支持力繩上的拉力無法提供支持力3繩上的拉力可隨著運動狀態(tài)的改變而瞬間改變繩上的拉力可隨著運動狀態(tài)的改變而瞬間改變解析:對小球作受力分析,如圖2所示,物體僅受重力mg和繩子拉力T的作用,把T沿豎直方向和水平方向作正
13、交分解,對豎直方向和水平方向分別應(yīng)用牛頓第二定律,得:即消去T得:【例【例2 2】一傾角為】一傾角為3030的斜面上放一木塊,木的斜面上放一木塊,木塊上固定一支架,支架末端用絲線懸掛一小塊上固定一支架,支架末端用絲線懸掛一小球,木塊在斜面上下滑時,小球與滑塊相對球,木塊在斜面上下滑時,小球與滑塊相對靜止共同運動靜止共同運動. .如圖如圖3-3-53-3-5所示,當(dāng)細線沿所示,當(dāng)細線沿豎直方向;與斜面方向垂直;沿水平方豎直方向;與斜面方向垂直;沿水平方向,求上述三種情況下滑塊下滑的加速度向,求上述三種情況下滑塊下滑的加速度. .例例1在一個箱子中用兩條輕而不易伸縮的彈性繩ac和bc系住一(1)箱
14、子水平向右勻速運動;(2)箱子以加速度a水平向左運動;(3)箱子以加速度a豎直向上運動。(三次運動過程中,小球與箱子的相對位置保持不變)(4)剪短bc瞬間,求小球的加速度的大小(5)剪短ac瞬間,求小球的加速度的大小個質(zhì)量為 的小球,如圖所示,求下列情況時兩繩張力 、 的大?。簃TTab分析:分析:小球m始終受3個力:豎直向下的重力mg、水平向右的bc 態(tài)。繩張力、斜向左上方的繩張力。三力的合力決定小球的運動狀TacTba將沿水平、豎直兩個方向正交分解得TaTTTTaxaayacossin解:解:(1)m球處于平衡狀態(tài),即baaxaayTTTmgTTcossin由兩式解得ctgmgTmgTba
15、sin(2)m球水平合力提供向左加速運動的動力,即,maTTTTmaFmgTmgTTFbabaxxaaayycossinsin0由此得即TTmaTmaTmgmabaxabcoscot(3)m球豎直向上加速運動時,由豎直方向的合力提供產(chǎn)生加速度的動力,即FmaTmgmaTmgmaTmgmayayaa,sinsinFTTTTmgmaxaxbba0,coscot和、繩的張力分別為在題設(shè)三種情況下,sinsinacmgmg答:答:mgmabcmgmgmamgsincotcot(;繩的張力分別為、和ma)cot。二桿的問題1繩上的力不一定沿著桿的方向繩上的力不一定沿著桿的方向2桿既可以提供支持力也可以提
16、供拉力桿既可以提供支持力也可以提供拉力3桿上的拉力可隨著運動狀態(tài)的改變而瞬間改變桿上的拉力可隨著運動狀態(tài)的改變而瞬間改變例1-2. 置于水平面上的小車,有一彎折的細桿,彎折成角度,如圖3所示,其另一端固定了一個質(zhì)量為m的小球,問 (1)當(dāng)車子靜止時,桿對小球的作用力。(2)當(dāng)車子以加速度a向左加速前進時,細桿對小球作用力的大小。解析:有的同學(xué)會從例題1得到啟發(fā),對小球作受力圖如圖3所示,認為作用力F的方向和例題1一樣,應(yīng)該沿桿子向上即與豎直方向夾角為,這樣就可由幾何關(guān)系得:因而覺得題目所給的條件有多余。作這樣的分析,問題出在沒有區(qū)分繩子與細桿對小球作用力的特點,繩子的拉力一定沿繩子的收縮方向,
17、而桿的作用力不一定沿桿子的方向。例如當(dāng)小車或小球的加速度為零時,細桿對小球的作用力的大小就為mg,方向豎直向上,而不是沿桿子方向與豎直方向成角。正確的解答由受力圖4,即可得出F的大小為:F的方向由其與豎直的方向的夾角的正切表示,即練習(xí):如圖,小車上固定一硬桿練習(xí):如圖,小車上固定一硬桿,一端一端固定一質(zhì)量為固定一質(zhì)量為m的小球,已知的小球,已知a恒定,恒定,當(dāng)小車水平向右做勻加速直線運動時,當(dāng)小車水平向右做勻加速直線運動時,桿對小球作用力桿對小球作用力 ?三 彈簧類問題模型的區(qū)別模型的區(qū)別(1)繩、桿彈力可以瞬間恢復(fù))繩、桿彈力可以瞬間恢復(fù)(2)彈簧、橡皮條恢復(fù)無法瞬時恢復(fù))彈簧、橡皮條恢復(fù)無
18、法瞬時恢復(fù)(3)剪斷彈簧,彈簧彈力立刻消失)剪斷彈簧,彈簧彈力立刻消失例例1、質(zhì)量相同的小球、質(zhì)量相同的小球A和和B系在質(zhì)量不計的彈簧兩端,系在質(zhì)量不計的彈簧兩端,用細線懸掛起來,如圖,在剪斷繩子的瞬間,用細線懸掛起來,如圖,在剪斷繩子的瞬間,A球的加球的加速度為速度為 , B球的加速度為球的加速度為 。如果剪斷彈簧呢?如果中間的彈簧換成細繩呢?如果剪斷彈簧呢?如果中間的彈簧換成細繩呢?AB(mA+mB)g/mA00g剪斷上面的細繩:g g剪斷中間的細繩:0 g abc2 ma:mb:mc=1:2:3,抽出C瞬間,aa= ab= .03g/2練習(xí)練習(xí)1 靜止的小車內(nèi),用細繩靜止的小車內(nèi),用細繩
19、a和和b系住一個小系住一個小球繩球繩a與豎直方向成角,拉力為與豎直方向成角,拉力為Ta,繩繩b成成水平狀態(tài),拉力為水平狀態(tài),拉力為Tb現(xiàn)讓小車向右做勻加現(xiàn)讓小車向右做勻加速直線運動,小球在車內(nèi)位置保持不變速直線運動,小球在車內(nèi)位置保持不變(角不角不變變)則兩根細繩的拉力變化情況是則兩根細繩的拉力變化情況是( )ATa變大,變大,Tb不變不變 BTa變大,變大,Tb變小變小CTa變大,變大,Tb變大變大 DTa不變,不變,Tb變小變小 D練習(xí)練習(xí)2:如圖所示如圖所示,斜面傾角為斜面傾角為370,當(dāng)斜面當(dāng)斜面沿水平面以沿水平面以9m/s2加速度運動時加速度運動時,置于斜置于斜面上的質(zhì)量為面上的質(zhì)量
20、為2kg的木塊剛好的木塊剛好不上滑不上滑,則則木塊受到的摩擦力大小為多少木塊受到的摩擦力大小為多少N?a答案答案:2.4N1:如圖所示:在光滑的水平面上一如圖所示:在光滑的水平面上一質(zhì)量為質(zhì)量為 的物體被一細線拉住。細線通過的物體被一細線拉住。細線通過一定滑輪與另一個質(zhì)量為一定滑輪與另一個質(zhì)量為 的物體相連。的物體相連。求桌面上物體求桌面上物體1在物體在物體2落地前的加速度落地前的加速度(設(shè)細繩足夠長,忽略細線和滑輪之間的(設(shè)細繩足夠長,忽略細線和滑輪之間的摩擦)。摩擦)。1m2mm1m2m2g=(m1+m2)a3傾角為的斜面體上,用長為l的細繩吊著一個質(zhì)量為m的小球,不計摩擦試求斜面體以加速
21、度a向右做勻加速度直線運動時,繩中的張力分析:不難看出,當(dāng)斜面體靜止不動時,小球的受力情況,如圖(1)所示當(dāng)斜面體向右做勻加速直線運動的加速度大于某一臨界值時,小球?qū)㈦x開斜面為此,需首先求出加速度的這一臨界值采用隔離體解題法選取小球作為研究對象,孤立它進行受力情況分析,顯然,上述臨界狀態(tài)的實質(zhì)是小球?qū)π泵骟w的壓力為零解:選取直角坐標系,設(shè)當(dāng)斜面體對小球的支持力N0aFmaF00 xxy時,斜面體向右運動的加速度為,據(jù)牛頓第二定律, ,建立方程有Tsinmg0Tcosma0 ,所以,agcot0,支持力時,存有斜面對小球的當(dāng)Naa0選擇x軸與斜面平行y軸與斜面垂直的直角坐標系T-mgsin=ma
22、 cos,mgcosNma sin解得此種情況下繩子的拉力Tmgsinmacos此時,斜面體給小球的支持力masinmgcosN據(jù)牛頓第二定律得Tcosmg0,Tsinma聯(lián)立求解,得繩子的張力當(dāng) 時,對小球的受力情況分析的結(jié)果可畫出圖aa(2)0Tm ga22力學(xué)中的許多問題,存在著臨界情況,正確地找尋這些臨界情況給出的隱含條件是十分重要的在本題中,認定隱含條件為N0,就可借此建立方程求解4、風(fēng)洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的,大小可調(diào)節(jié)、風(fēng)洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的,大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力,現(xiàn)將一套有小球的細直桿放人風(fēng)洞實驗室,的風(fēng)力,現(xiàn)將一套有小球的細直桿放人風(fēng)洞實驗室,小球孔徑略大于細桿直徑。小球
23、孔徑略大于細桿直徑。(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時,調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小,使當(dāng)桿在水平方向上固定時,調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小,使小球在桿上作勻速運動,這時小球所受的風(fēng)力為小小球在桿上作勻速運動,這時小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的球所受重力的0.5倍,求小球與桿間滑動摩擦因數(shù)。倍,求小球與桿間滑動摩擦因數(shù)。(2)保持小球所受風(fēng)力不變,使桿與水平方向間夾角保持小球所受風(fēng)力不變,使桿與水平方向間夾角為為37o 并固定,則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離并固定,則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離s所需時間為多少?所需時間為多少?(sin37o=0.6,cos37o=0.8) (1)0.5(2)s 1/2練習(xí)練習(xí)3:如圖所示
24、,傾角為:如圖所示,傾角為30的斜的斜面上疊放著面上疊放著A、B兩個物體,且兩個物體,且A、B接觸面水平,若接觸面水平,若A物體的質(zhì)量為物體的質(zhì)量為5kg,A、B一起以一起以2m/s2的加速度的加速度沿斜面下沿斜面下滑滑,求下滑過程中,求下滑過程中A受到的支持力和受到的支持力和摩擦力各多大。摩擦力各多大。(取取g=10 m/s2) 7六、超重、失重六、超重、失重(1)物體的重力始終存在,大小沒有發(fā)生變化)物體的重力始終存在,大小沒有發(fā)生變化(2)與物體的速度無關(guān),只決定加速度的方向)與物體的速度無關(guān),只決定加速度的方向(3)在完全失重的情況下,一切由重力產(chǎn)生的)在完全失重的情況下,一切由重力產(chǎn)
25、生的 物理現(xiàn)象都會完全消失物理現(xiàn)象都會完全消失超重:超重:加速度加速度方向向上方向向上失重:失重:加速度加速度方向向下方向向下超重失重的定義:超重失重的定義:方法:判斷可以從定義,也可以從a的方向練習(xí)練習(xí) 1、某電梯中用細繩靜止懸掛一重物,當(dāng)、某電梯中用細繩靜止懸掛一重物,當(dāng)電梯在豎直方向運動時,突然發(fā)現(xiàn)繩子斷電梯在豎直方向運動時,突然發(fā)現(xiàn)繩子斷了,由此判斷此時電梯的情況是了,由此判斷此時電梯的情況是( ) A.電梯一定是加速上升電梯一定是加速上升 B.電梯可能是減速上升電梯可能是減速上升 C.電梯可能是勻速向上運動電梯可能是勻速向上運動 D.電梯的加速度方向一定向上電梯的加速度方向一定向上D
26、2、原來做勻速運動的升降機內(nèi),有一被伸、原來做勻速運動的升降機內(nèi),有一被伸長彈簧拉住的、具有一定質(zhì)量的物體長彈簧拉住的、具有一定質(zhì)量的物體A靜止靜止在地板上,如圖所示,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)在地板上,如圖所示,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧突然被彈簧拉向右方,由此可判斷,此時升降機的運拉向右方,由此可判斷,此時升降機的運動可能是動可能是 ( ) A、加速上升加速上升 B、減速上升減速上升 C、加速下降加速下降 D、減速下降減速下降BC3、一個人在地面用盡全力可以舉起、一個人在地面用盡全力可以舉起80kg的的重物;你能否想個辦法讓他舉起重物;你能否想個辦法讓他舉起120kg的重的重物?說一說你的想法,并證明其可行性。物?說
27、一說你的想法,并證明其可行性。4 4、一個人在地面上最多能舉起、一個人在地面上最多能舉起300N300N的重物,在的重物,在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中,他最多能舉沿豎直方向做勻變速運動的電梯中,他最多能舉起起250N250N的重物。求電梯的加速度。的重物。求電梯的加速度。(g = 10m/s(g = 10m/s2 2) )(1)在地面上在地面上G GF FF=G=300N(2)在電梯中在電梯中GGF FF-G=ma2/2smmGFa方向向上方向向上a圖圖265、一物體放置在傾角為的斜面上,斜面固定于加速一物體放置在傾角為的斜面上,斜面固定于加速上升的電梯中,加速度為上升的電梯中,加速度為a
28、,如圖所示在物體始終相,如圖所示在物體始終相對于斜面靜止的條件下,下列說法中正確的是對于斜面靜止的條件下,下列說法中正確的是A當(dāng)一定當(dāng)一定 時時 , 越大,斜面對物體的正壓力越小越大,斜面對物體的正壓力越小B當(dāng)一定當(dāng)一定 時,時, 越大,斜面對物體的摩擦力越大越大,斜面對物體的摩擦力越大C當(dāng)一定當(dāng)一定 時,時, 越大,斜面對物體正壓力越小越大,斜面對物體正壓力越小D當(dāng)一定當(dāng)一定 時,時, 越大,斜面對物體的摩擦力越小越大,斜面對物體的摩擦力越小aaaaBC八、整體法與隔離法應(yīng)用八、整體法與隔離法應(yīng)用(1)如果不要求知道各物體之間的相互作用力,而)如果不要求知道各物體之間的相互作用力,而且各物體
29、具有相同的加速度,用整體法解決。且各物體具有相同的加速度,用整體法解決。(2)如果需要知道物體之間相互作用力,用隔離法。)如果需要知道物體之間相互作用力,用隔離法。(3)整體法和隔離法是相互依存相互補充的,兩種)整體法和隔離法是相互依存相互補充的,兩種方法要相互配合交替使用。方法要相互配合交替使用。ABFABCBA連接類連接類直接接觸直接接觸 靠摩擦接觸 F F a例例1、一根輕彈簧上端固定,下端掛一質(zhì)、一根輕彈簧上端固定,下端掛一質(zhì)量為量為m0的秤盤,盤中放有質(zhì)量為的秤盤,盤中放有質(zhì)量為m的物的物體,當(dāng)整個裝置靜止時,彈簧伸長了體,當(dāng)整個裝置靜止時,彈簧伸長了L,今向下拉盤使彈簧再伸長今向下
30、拉盤使彈簧再伸長L后停止,后停止,然后松手放開,設(shè)彈簧總在彈性限度內(nèi),然后松手放開,設(shè)彈簧總在彈性限度內(nèi),則剛松手時,物體則剛松手時,物體m對盤壓力為多少?對盤壓力為多少?例例2、用質(zhì)量為、用質(zhì)量為m、長度為長度為L的繩沿著光的繩沿著光滑水平面拉動質(zhì)量為滑水平面拉動質(zhì)量為M的物體,在繩的一的物體,在繩的一端所施加的水平拉力為端所施加的水平拉力為F, 如圖所示,求:如圖所示,求:(1)物體與繩的加速度;物體與繩的加速度;(2)繩中各處張力的大小繩中各處張力的大小(假定繩的質(zhì)量假定繩的質(zhì)量分布均勻,下垂度可忽略不計。分布均勻,下垂度可忽略不計。)FmM例例3 .如圖,質(zhì)量為如圖,質(zhì)量為m的物體的物
31、體A、B在已知水平在已知水平力力F1、F2(F2F1)的作用下,的作用下,A、B做加做加速運動。求速運動。求A對對B的作用力為多少?的作用力為多少?(1)地面光滑)地面光滑(2)與地面的動摩擦因數(shù)為)與地面的動摩擦因數(shù)為,F(xiàn)1F2F2F1【例【例4 4】如圖,物體】如圖,物體A.BA.B放在光滑的水平面上,放在光滑的水平面上,已知已知m mA A=6kg=6kg,m mB B=2kg=2kg,A A、B B間間=0.2. .A A物上系物上系一細線,細線能承受的最大拉力是一細線,細線能承受的最大拉力是2020N N,設(shè)設(shè)A A、B B間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.
32、.在細線不被在細線不被拉斷的情況下,下述中正確的是拉斷的情況下,下述中正確的是( )( )A.A.當(dāng)拉力當(dāng)拉力F F12N12N時,時,A A靜止不動靜止不動B.B.當(dāng)拉力當(dāng)拉力F F12N12N時,時,A A相對相對B B滑動滑動C.C.當(dāng)拉力當(dāng)拉力F=16NF=16N時,時,B B受受A A摩擦力等于摩擦力等于4 4N ND.D.無論拉力無論拉力F F多大,多大,A A相對相對B B始終靜止始終靜止【例【例5 5】如圖,靜止于粗糙的水平面上的質(zhì)量】如圖,靜止于粗糙的水平面上的質(zhì)量為為M M的斜劈的斜劈A A的斜面上,一質(zhì)量為的斜面上,一質(zhì)量為m m物體物體B B沿斜沿斜面向下做下列運動:面
33、向下做下列運動:(1 1)勻速運動(靜止)勻速運動(靜止)(2 2)加速度)加速度a a下滑下滑(3 3)加速度)加速度a a勻減速下滑,求斜劈受到的水勻減速下滑,求斜劈受到的水平面給它的靜摩擦力和支持力?平面給它的靜摩擦力和支持力?(4 4) 如果勻減速上滑呢?如果勻減速上滑呢?P55(1)1、隔離分析、隔離分析2、整體分析、整體分析方法方法【解題回顧】若一個系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度不相【解題回顧】若一個系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度不相同,(主要指大小不同)又不需求系統(tǒng)內(nèi)物體同,(主要指大小不同)又不需求系統(tǒng)內(nèi)物體間的互相作用力時,利用間的互相作用力時,利用FxFx外外= =m m1 1a a1 1x+mx
34、+m2 2a a2 2x x,Fy,Fy外外= =m m1 1a a1 1g+mg+m2 2a a2 2y+y+對對系統(tǒng)列式較簡捷,因為對系統(tǒng)分析外力,可減系統(tǒng)列式較簡捷,因為對系統(tǒng)分析外力,可減少未知的內(nèi)力,使列式方便,大大簡化了運算,少未知的內(nèi)力,使列式方便,大大簡化了運算,以上這種方法,我們把它也叫做以上這種方法,我們把它也叫做“整體法整體法”,用此種方法要抓住三點:(用此種方法要抓住三點:(1 1)分析系統(tǒng)受到)分析系統(tǒng)受到的外力;(的外力;(2 2)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度大)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度大小和方向;(小和方向;(3 3)建立直角坐標系)建立直角坐標系. .分別在兩方分別
35、在兩方向上對系統(tǒng)列出方程向上對系統(tǒng)列出方程. . 一質(zhì)量為一質(zhì)量為M=10Kg的木楔,的木楔,ABC靜止在靜止在粗糙水平地面上,動摩擦因數(shù)為粗糙水平地面上,動摩擦因數(shù)為=0.02,在木在木楔的傾角為楔的傾角為30的斜面上,有一質(zhì)量為的斜面上,有一質(zhì)量為m=1.0Kg的的塊由靜止開始沿斜面下滑,如的的塊由靜止開始沿斜面下滑,如圖所示。當(dāng)滑行路程圖所示。當(dāng)滑行路程S=1.4m時,其速度時,其速度V=1.4m/s,在這過程中,木楔沒有動,求地在這過程中,木楔沒有動,求地面對木楔摩擦力的大小和方向。面對木楔摩擦力的大小和方向。(重力加速度重力加速度g=10m/s2)如果用整體解這題呢?如果用整體解這題
36、呢? 臨界問題是動力學(xué)中常見的一類問題,臨界問題是動力學(xué)中常見的一類問題,一般的臨界問題大多由于物體的受力一般的臨界問題大多由于物體的受力(一般為接觸力)發(fā)生突變,造成加速(一般為接觸力)發(fā)生突變,造成加速度發(fā)生突變,解決這類問題的關(guān)鍵是要度發(fā)生突變,解決這類問題的關(guān)鍵是要,只要讓臨界條件充分暴,只要讓臨界條件充分暴露出來,我們就能用牛二定律解決之。露出來,我們就能用牛二定律解決之。 九、九、臨界與極值問題臨界與極值問題 三種臨界問題三種臨界問題1、相互接觸的兩物體脫離的臨界條件是、相互接觸的兩物體脫離的臨界條件是相互作用的彈力為零。即相互作用的彈力為零。即N=0。例例1:如圖,一細線的一端固
37、定于如圖,一細線的一端固定于傾角為傾角為450的光滑滑塊的光滑滑塊A的頂端的頂端P處,細線的另一端栓一質(zhì)量為處,細線的另一端栓一質(zhì)量為m的小球,當(dāng)滑塊以的小球,當(dāng)滑塊以a=2g的加速度的加速度向左運動時,線中拉力向左運動時,線中拉力T=450PAa【例【例2 2】一彈簧稱的稱盤質(zhì)量】一彈簧稱的稱盤質(zhì)量m m1 1=1.5kg=1.5kg,盤內(nèi)放盤內(nèi)放一物體一物體P P,P P的質(zhì)量的質(zhì)量m m2 2=10.5kg=10.5kg,彈簧質(zhì)量不計,彈簧質(zhì)量不計,其勁度系數(shù)其勁度系數(shù)k=800N/mk=800N/m,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),現(xiàn)系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),現(xiàn)給給P P施加一豎直向上的力施加一豎直向上的力
38、F F使從靜止開始向上使從靜止開始向上做勻加速運動,已知在最初做勻加速運動,已知在最初0.20.2s s內(nèi)內(nèi)F F是變力,在是變力,在0.20.2s s后后F F是恒力,求是恒力,求F F的最小值和最大值各為多的最小值和最大值各為多少?少?2、繩子松弛的臨界條件是繩中張力、繩子松弛的臨界條件是繩中張力為零,為零, 即即T=0。例例3:上題中若斜面向右勻加速運動,為:上題中若斜面向右勻加速運動,為保持小球與斜面體相對靜止,問斜面體保持小球與斜面體相對靜止,問斜面體的最大加速度不能超過多少?的最大加速度不能超過多少?450PAa3、存在靜摩擦的連接系統(tǒng),相對靜止與相、存在靜摩擦的連接系統(tǒng),相對靜止
39、與相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值,對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值,即即f靜靜=fm。 例例4:如圖質(zhì)量為:如圖質(zhì)量為m的物體的物體A放置在質(zhì)量為放置在質(zhì)量為M的的物體物體B上,上,B與彈簧相連,他們一起在光滑的水平與彈簧相連,他們一起在光滑的水平面上做簡諧運動,已知,面上做簡諧運動,已知,A、B之間的動摩擦因素之間的動摩擦因素為為,振動過程中振動過程中A、B無相對滑動,彈簧的勁度無相對滑動,彈簧的勁度系數(shù)為系數(shù)為K,求求A、B一起振動的最大振幅為多少?一起振動的最大振幅為多少?BA補充內(nèi)容補充內(nèi)容 如圖所示,一平直傳送帶以速率如圖所示,一平直傳送帶以速率V02 m/s勻速運行,傳
40、送帶把勻速運行,傳送帶把A處的工件運送到處的工件運送到B處,處,A、B相距相距L10m,從從A處把工件輕輕搬到傳送帶處把工件輕輕搬到傳送帶上,經(jīng)過時間上,經(jīng)過時間t =6s能傳送到能傳送到B處。如果提高傳處。如果提高傳送帶的運行速率,工件能較快地從送帶的運行速率,工件能較快地從A處傳送到處傳送到B處。要讓工件用最短的時間從處。要讓工件用最短的時間從A處傳送到處傳送到B處,處,說明并計算傳送帶的速率至少應(yīng)為多大?說明并計算傳送帶的速率至少應(yīng)為多大? 如圖所示,如圖所示,A、B是豎直平面內(nèi)的光滑弧面,是豎直平面內(nèi)的光滑弧面,一個物體從一個物體從A點靜止釋放,它滑上靜止不動的點靜止釋放,它滑上靜止不
41、動的水平皮帶后,從水平皮帶后,從C點離開皮帶做平拋運動,落點離開皮帶做平拋運動,落在水平地面上的在水平地面上的D點點.現(xiàn)使皮帶輪轉(zhuǎn)動,皮帶的現(xiàn)使皮帶輪轉(zhuǎn)動,皮帶的上表面以某一速率向左或向右做勻速運動,小上表面以某一速率向左或向右做勻速運動,小物體仍從物體仍從A點靜止釋放,則小物體將可能落在點靜止釋放,則小物體將可能落在地面上的地面上的 1.當(dāng)皮帶以vP向左運動時,由于滑動摩擦力大小及方向均和皮帶靜止時一樣,故小物體滑至C點時vC=vC,落點應(yīng)仍在D點.2.當(dāng)皮帶以vP向右運動時,可能出現(xiàn)多種情形:(1)若vB=vP,小物體和皮帶相對靜止,一起勻速向右運動,vC=vBvC,故落點應(yīng)在D點右側(cè).(
42、2)若vBvP,小物體所受滑動摩擦力方向應(yīng)向左,小滑塊做勻減速運動,這時必須分兩種情況繼續(xù)討論:(a)在勻減速運動中,小物體的速率一直比皮帶的速率大,故所受的滑動摩擦力方向一直向左,此情況同皮帶靜止不動一樣,落點應(yīng)在D點.(b)在勻減速運動中,小物體的速率先比皮帶的速率大,隨著速率的減小,小物體的速率和皮帶的速率相同,這時小物體和皮帶以相同速率一起勻速運動到C點,這種情況小物體運動的性質(zhì)不再單一,勻減速運動的路程比皮帶靜止時要短,皮帶靜止時vC2=vB2-2as=vB2-2gs,皮帶向右運動時vC2=vB2-2as=vB2-2gs因為ss,所以vCvC故落點應(yīng)在D點右側(cè).(3)若vBvP,小物體所受滑動摩擦力方向向右,小物體將做勻加速運動,這時必須分兩種情況繼續(xù)討論:(a)在勻加速運動中,小物體的速率雖然增加但一直比皮帶的速率小,故全過程做勻加速運動,vCvBvC,所以落點在D點右側(cè).(b)在勻加速運動中,小物體的速率逐漸增大,最后等于皮帶的速率,兩者一起勻速運動至C點,vCvBvC,落
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