牛頓第二定律高考題型歸納

1、由以上各式解得小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時間為t=0.8s答案：0.8s牛頓第二定律1通過牛頓第二定律將力學(xué)與運(yùn)動學(xué)結(jié)合已知受力情況求運(yùn)動情況根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況，可以求出物體運(yùn)動的加速度；再根據(jù)物體的初始條件(初位置和初速度)，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式，求出物體的運(yùn)動情況，即求出物體在任意時刻的速度、位置，也就是求出了物體的運(yùn)動情況.可用程序圖表示如下:例1.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平向左、驗(yàn)室小球孔徑略大于細(xì)桿直徑，小球與桿間的滑動摩擦因數(shù)所受風(fēng)力F=0.5mg不變，使桿與水平方向間夾角為滑下距離2.4m所需時間為多少？(g取g=10m/s2,大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.現(xiàn)將一套有一小球

2、的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)卩=0.5，如下圖所示.保持小球37并固定，則小球從靜止開始在細(xì)桿上sin37解析：設(shè)桿對小球的支持力為FN，摩擦力為Ff,對這些力進(jìn)行正交分解，如圖所示.在x軸上，由牛頓第二定律，有:mgsin0+Fcos0Ff=maFN+Fsin0mgcos0=0解上述三式得：a=7.5m/s2在y軸上，由平衡條件，有又Ff=FN又由運(yùn)動學(xué)公式s=at2，題型訓(xùn)練1.如圖所示，質(zhì)量m=4.0kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)為卩=0.50.物體在與地面成0=37的恒力F=54.5N作用下，由靜止開始運(yùn)動，t1=0.20s撤去F,則再經(jīng)過多長時間物體停下來？(g=10m/s2,sin37=0.

3、6,cos37=0.8)解析：物體受到恒力F作用時受力如右圖所示，設(shè)物體此時加速度為a1，對這些力進(jìn)行正交分解,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律有:N仲sin0mg=0Fcos0fz=na1又因?yàn)閒=N聯(lián)立解得：a1=10m/s2由v=at，得v=a1t1=2.0m/s撤去F后物體的受力如右圖所示，設(shè)物體此時加速度為a2，物體停下來經(jīng)過時間為t2，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律有：f=ma2Nmg=0又因?yàn)閒=N聯(lián)立解得:a2=5.0m/s2=0.4s.由0=vat，得t2=答案：0.4s已知運(yùn)動情況求受力情況根據(jù)物體的運(yùn)動情況，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出物體所受的合外力，從而求出未知的力，或與力相關(guān)

4、的某些物理量如：動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)等.根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦可用程序圖表示如下:根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦例2如圖所示，電梯與水平面夾角為30,電梯從初速度為零開始加速啟動，當(dāng)速度達(dá)到1m/s時，一個質(zhì)量為50kg的人踏上第一級（不計(jì)這一級的寬度），然后跟電梯一起加速向上運(yùn)動，到達(dá)電梯終點(diǎn)時已經(jīng)過4s，電梯的終點(diǎn)離地面高度為10m.求這個過程中人對梯面壓力和人與梯面間的靜摩擦力.（g=10m/s2

5、）根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦解析：以人為研究對象，人運(yùn)動的初速度為v0=1m/s，位移為s=h/sin30=20m，時間為t=4s.根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式：s=v0t+at2代入數(shù)據(jù)解得：a=2m/s2對人進(jìn)行受力分析，人受重力mg、豎直向上的支持力FN、水平向右的靜摩擦力F皿摩擦力方向一定與接觸面平行），為了便于研究，取水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系（如左下圖）.此時只需分解加速度，其中ax=acos30,ay=asin30（如右下圖）

6、根據(jù)牛頓第二定律有X方向：F(i=max=macos30Y方向：FNmg=may=masin30由式解得：F卩=87N由式解得：FN=550N力等于87N，方向水平向右.答案：人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下；人與梯面間的靜摩擦力等于87N，方向水平向右2牛頓運(yùn)動定律在傳送帶問題中的應(yīng)用傳送帶在自動輸送各種糧食起很大作用，如圖所示.而該模型可分為以下三類：(1)水平傳送帶當(dāng)傳送帶水平運(yùn)動時，應(yīng)特別注意摩擦力的突變和物體運(yùn)動狀態(tài)的變化.摩擦力的突變，常常導(dǎo)致物體的受力情況和運(yùn)動性質(zhì)的突變.靜摩擦力到達(dá)最大值，是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)；滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運(yùn)動的物體之間，因此兩物

7、體的速度達(dá)到相同時,滑動摩擦力要發(fā)生突變(摩擦力為零或?yàn)殪o摩擦力).傾斜傳送帶當(dāng)傳送帶傾斜運(yùn)動時，除了要注意摩擦力的突變和物體運(yùn)動狀態(tài)的變化外，還要注意物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)卩和傳送帶傾斜角度B的關(guān)系，從而正確判斷物體的速度和傳送帶速度相等時物體運(yùn)動的性質(zhì).組合傳送帶組合傳送帶是水平傳送帶和傾斜傳送帶連接在一起傳送物體.例3.如圖所示，傳送帶與地面的傾角0=37，從A到B的長度為16m,傳送帶以v0=10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端無初速的放一個質(zhì)量為m=0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)卩=0.5，求物體從A運(yùn)動到B所需的時間是多少？(sin37=0.6,cos37=

8、0.8,g=10m/s2)解析：物體放在傳送帶上后，開始階段，傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一沿根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦斜面向下的滑動摩擦力，物體由靜止開始加速下滑，受力分析如圖(a)所示；當(dāng)物體加速至(b)所示.綜上與傳送帶速度相等時，由于卩tanB,物體在重力作用下將繼續(xù)加速，此后物體的速度大于傳送帶的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力，但合力沿傳送帶向下，物體繼續(xù)加速下滑，受力分析如圖可知，滑動摩擦力的方向在獲得共同速度的瞬間發(fā)生了“突變”.開始階段由牛二定律：mgsinB+mgcos0=ma1所以：al=gsi

9、n0+cos0=10m/s2物體加速至與傳送帶速度相等時需要的時間t1=v/a1=1s發(fā)生的位移：s=a1t12=5mv16m物體加速到10m/s時仍未到達(dá)B點(diǎn).第二階段，有：mgsin0mgcos0=ma2所以：a2=2m/s2設(shè)第二階段物體滑動到B的時間為t2貝U:LAB+s=vt2+a2t22解得：t2=1s,t2=11s(舍去)故物體經(jīng)歷的總時間t=t1+t2=2s.答案：2s點(diǎn)評：從上述例題可以總結(jié)出，皮帶傳送物體所受摩擦力可能發(fā)生突變，不論是其大小的突變，還是其方向的突變，都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻.根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與

10、梯面間的靜摩擦題型訓(xùn)練2如圖所示為一平直傳送帶，A、B兩處間的距離為L,傳送帶的運(yùn)動速度恒為v.有一工件輕輕從A處放上傳送帶，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為卩和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，且認(rèn)為傳送帶的形狀及速率不受影響.求傳送帶將該工件由A處送到B處可能的時間間隔t及相應(yīng)的條件.（即題中給岀量之間應(yīng)滿足的關(guān)系）解析：該工件放上傳送帶，受到水平向右的摩擦力f=mg;由牛頓第二定律，可得：a=f/m=g;該工件加速到v所需時間：t=v/a=v/；此過程中，工件運(yùn)動的位移：x=at2=v2/2若v2/2況，則工件一直勻加速直到B,可得：at2=1,得41=若v2/2L，則工件先勻加速至速度v后做勻速運(yùn)

11、動直到B,故t=t+答案：若v2/2紅，則At=;若v2/2用L，則At=+.3.整體法與隔離法1當(dāng)研究問題中涉及多個物體組成的系統(tǒng)時，通常把研究對象從系統(tǒng)中“隔離”出來，單獨(dú)進(jìn)行受力及運(yùn)動情況的分析.這叫隔離法系統(tǒng)中各物體加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)中的物體看做一個整體然后分析整體受力，由F=ma求出整體加速度，再作進(jìn)一步分析這種方法叫整體法解決連接體問題時，經(jīng)常要把整體法與隔離法結(jié)合起來應(yīng)用在連接體問題中，如果不要求知道各個運(yùn)動物體之間的相互作用力，并且各個物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個整體（當(dāng)成一個質(zhì)點(diǎn)），分析受到的外力和運(yùn)動情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其

12、他未知量）；如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體的問題。例4如圖所示：小車沿傾角為0的光滑斜面滑下，在小車的水平臺面上有一質(zhì)量為M的木塊和小車保持相對靜止，求：（1）小車下滑時木塊所受的摩擦力。（2）小車下滑時木塊所受的彈力。審題：這里由于木塊與小車在運(yùn)動過程中相對靜止，它們具有相同的加速度，所以先采用整體分析法，求出木塊和小車這個系統(tǒng)的整體加速度，a=gsin0,這樣M的加速度就求出。由于木塊所受的彈

13、力和摩擦力對小車和木塊這個系統(tǒng)來說是內(nèi)力，所以必須將木塊從系統(tǒng)中隔離出來分析。先畫出木塊的受力圖和加速度的方向。為了解題方便，本題應(yīng)將加速度分解。貝Vf=max=mgsin0cos0mg_N=mayN=mg-mgsinOsin0N=mg(1-sin20)假如按習(xí)慣把重力、彈力、摩擦力分解，問題就復(fù)雜得多。mgsin0+fcos0Nsin0=mamgcos0-Ncos0fsin0=0例5水平桌面上放著質(zhì)量為M的滑塊，用細(xì)繩通過定滑輪與質(zhì)量為m的物體相連，滑塊向右加速運(yùn)動。已知滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為卩.試求滑塊運(yùn)動的加速度和細(xì)繩中的張力。根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直

14、向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦例6.A、B、C三個物體質(zhì)量分別為ml、m2和m3,帶有滑輪的物體放在光滑的水平面上,F為多滑輪和所有接觸處的摩擦及繩的質(zhì)量不計(jì)，為使三個物體無相對運(yùn)動，則水平推力少？根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦根據(jù)牛頓第三定律可知，人對梯面壓力等于550N，方向豎直向下.而人與梯面間的靜摩擦M=10Kg，一質(zhì)量