高一物理_牛頓運動定律應(yīng)用專題練習(xí).ppt

1、牛頓運動定律應(yīng)用（三）,（一）變力作用問題分析,1一小球自空中自由落下，與正下方的直立輕質(zhì)彈簧接觸，直至速度為零的過程中，關(guān)于小球運動狀態(tài)，正確的是 （ ） A接觸后，小球作減速運動，加速度的絕對值越來越大，速度越來越小，最后等于零 B接觸后，小球先做加速運動，后做減速運動，其速度先增加后減小直到為零 C接觸后，速度為零的地方就是彈簧被壓縮最大之處，加速度為零的地方也是彈簧被壓縮最大之處 D接觸后，小球速度最大的地方就是 加速度等于零的地方,BD,2設(shè)雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力f和其速度v成正比則雨滴的運動情況是（ ） A先加速后減速，最后靜止 B先加速后勻速 C先加速后減速直至勻速

2、D加速度逐漸減小到零,BD,3一物體在幾個力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使其中向東的一個力F的值逐漸減小到零，又馬上使其恢復(fù)到原值（方向不變），則（ ） A物體始終向西運動 B物體先向西運動后向東運動 C物體的加速度先增大后減小 D物體的速度先增大后減小,AC,（二）連結(jié)體問題分析,一.連接體:一些（由斜面、繩子、輕桿等）通過相互作用連接在一起的物體系統(tǒng)。 它們一般有著力學(xué)或者運動學(xué)方面的聯(lián)系。,二.連接體問題的常見圖景,1.按連接的形式,a.依靠繩子或彈簧的彈力相連接,b.依靠相互的擠壓（壓力）相聯(lián)系,c.依靠摩擦相聯(lián)系（疊加體）,實際中的連接體都是上述三種典型方式的組合,a.有共同加速度的連

3、接體問題,2.按連接體中各物體的運動,b.有不同加速度的連接體問題,一個靜止一個加速 兩個均加速,但加速度不等,基本方法：整體法求加速度再隔離分析,基本方法: 隔離分析；找加速度之間的關(guān)系,連接體中相互作用的物體間的作用力始終 大小相等，方向相反,整體法求加速度（優(yōu)先）,隔離法求相互作用力,三.連接體的解法:,.a.隔離法:分別對每一個物體列動力學(xué)方程（組），一般總是可以解題。,b.整體法：當(dāng)系統(tǒng)有共同的加速度時，可使用整體法。整體方程的優(yōu)勢是解（共同的）加速度非常容易。,隔離法是解連接體問題的根本方法。而在解隔離方程組時，隱含著牛頓第三定律的內(nèi)容（作用與反作用的大小關(guān)系），所以連接體問題牛頓

4、第二定律和牛頓第三定律結(jié)合的典型應(yīng)用。,1.整體法與隔離法,B：mg-T=ma A: T=Ma,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各個物體的加速度相同時，則可把系統(tǒng)作為一個整體來研究但這并不是使用整體法的必要條件，有些問題中系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度不同，也可用整體法來研究處理。,2.用整體法解題的條件:,例：一物塊m沿斜面體M以加速度a下滑，斜面體不動求地面對斜面體的靜摩擦力f？,可把此系統(tǒng)（m和M）作為整體處理，由牛頓第二定律得fmacosM0macos式中acos為物塊加速度的水平分量,例1. 如圖所示,把長方體切成質(zhì)量分別為m和M的兩部分，切面與底面的夾角為,長方體置于光滑的水平地面，設(shè)切面亦光滑，問至少用多大的水平推

5、力推m，m才相對M滑動？,解: 設(shè)水平推力為F時，m剛好相對M滑動對整體和m分別根據(jù)牛頓第二定律,聯(lián)立式解出使m相對M相對滑動的最小推力,整體法和隔離法相結(jié)合,動態(tài)分析臨界狀態(tài)，從兩個方面理解臨界狀態(tài),例2.如圖，一細(xì)線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處， 細(xì) 線的另一端拴以質(zhì)量為m的小球， .當(dāng)滑塊至少以多大加速度向左運動時，小球?qū)瑝K的壓力為零？ .當(dāng)滑塊以加速度a=2g向左運動時，線中張力多大？,解：根據(jù)牛頓第二定律得,a=2g a0 ,小球離開斜面，設(shè)此時繩與豎直方向的夾角為,因此當(dāng)滑塊至少以加速度g向左運動時，小球?qū)瑝K的壓力為零.,關(guān)鍵是找出裝置現(xiàn)狀（繩的位置）和臨

6、界條件，而不能認(rèn)為不論a多大，繩子的傾斜程度不變,例7 如圖所示，光滑球恰好放在木塊的圓弧槽中，它的左邊的接觸點為A，槽的半徑為R，且OA與水平線成角，通過實驗知道:當(dāng)木塊的加速度過大時，球可以從槽中滾出，圓球的質(zhì)量為m，木塊的質(zhì)量為M，各種摩擦及繩和滑輪的質(zhì)量不計，則木塊向右加速度最小為多大時球才離開圓槽？,解析:當(dāng)加速度a=0時，球受重力和支持力.支持力的作用點在最底端當(dāng)加速度略大于零，球不能離開圓槽，球同樣受重力和支持力，但支持力的方向斜向右上方，即支持力的作用點沿圓弧槽向A點移動.,當(dāng)加速度逐漸增大，支持力的作用點移到A點時,球即將離開圓弧槽，此狀態(tài)為臨界狀態(tài)，分析小球受力如右圖所示.

7、 由牛頓第二定律：mgcot=ma0可得a0=gcot 顯然，當(dāng)木塊向右的加速度a至少為gcot時，球離開圓弧槽,（三）F=ma的理解應(yīng)用,1、矢量性,2、瞬時性,3、相對性,1、矢量性,F=ma F=max F=may,例.如圖示，傾斜索道與水平方向夾角為，已知tan=3/4，當(dāng)載人車廂勻加速向上運動時，人對廂底的壓力為體重的1.25倍，這時人與車廂相對靜止，則車廂對人的摩擦力是體重的( ) A. 1/3倍 B.4/3倍 C. 5/4倍 D.1/4倍,解：將加速度分解如圖示,對人進(jìn)行受力分析,A,例2.在如圖所示的升降機(jī)中，物體m靜止于固定的斜面上，當(dāng)升降機(jī)加速上升時，與原來相比( ) A.

8、物體受到斜面的支持力增加 B.物體受到的合力增加 C.物體受到的重力增加 D.物體受到的摩擦力增加,ABD,作圖法是解決動態(tài)分析問題的有效方法,2、瞬時性,F=ma對運動過程的每一瞬間成立，且瞬時力決定瞬時加速度，可見，確定瞬時加速度的關(guān)鍵是正確確定瞬時作用力。,明確“輕繩”“輕線”“輕彈簧”“輕橡皮繩”幾個理想物理模型,例1. 質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計質(zhì)量的輕彈簧，放在光滑水平臺面上，A求緊靠著墻壁，現(xiàn)用力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間，A、B球的加速度如何？,解：撤去F前， A、B球受力分析如圖所示撤去F瞬間，F(xiàn)立即消失，而彈簧彈力不能突變根據(jù)牛頓第二定律

9、有,分析問題在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析瞬時前后的受力情況及其變化先看不變量，再看變化量；加速度與合外力瞬時一一對應(yīng),例.如圖所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。,解：L2被剪斷的瞬間，L1上的張力大小發(fā)生了變化。剪斷瞬時物體的加速度a=gsin.,例4.如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧和一根細(xì)線共同拉住一個質(zhì)量為m的小球，平衡時細(xì)線恰是水平的，彈簧與豎直方向的夾角為.若突然剪斷細(xì)線，則在剛剪斷的瞬時，彈簧拉力的大小是，小球加速度的大小為，方向與豎直方向的夾角

10、等于. 小球再回到原處時彈簧拉力的大小是,小球再回到原處時,由圓周運動規(guī)律,F1 = mg cos,mg/cos,g tg,90,mg cos,細(xì)線剪斷瞬間，T立即消失,彈簧彈力不變，仍為F=mg/cos，小球所受mg和F的合力不變，仍為mgtan，加速度大小agtan，方向水平向右，與豎直方向的夾角為900,解：剪斷細(xì)線前， 小球所受mg和F的合力與T等大反向，大小等于Tmgtan,彈簧彈力Fmg/cos,彈力和摩擦力是被動力，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析,例. 小球A、B的質(zhì)量分別為m和2m，用輕彈簧相連，然后用細(xì)線懸掛而靜 止，如圖所示，在燒斷細(xì)線的瞬間，A、B的加速度各是多少？,解：燒斷細(xì)

11、繩前， A、B球受力分析如圖所示燒斷細(xì)繩瞬間，繩上張力立即消失，而彈簧彈力不能突變根據(jù)牛頓第二定律有,明確“輕繩”和“輕彈簧” 兩個理想物理模型的區(qū)別,例8. 豎直光滑桿上套有一個小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各 與小球相連，另一端分別用銷釘M N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài).若拔去銷釘M的瞬間，小球的加速度大小為12m/s2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間，小球的加速度可能為(取g=10m/s2)( ) A 22m/s2，方向豎直向上 B 22m/s2，方向豎直向下 C 2m/s2， 方向豎直向上 D 2m/s2， 方向豎直向下,BC,解：拔去銷釘M的瞬間,小球受到重力和下邊彈簧的彈力，重力

12、產(chǎn)生的加速度是10m/s2,方向豎直向下此時小球的加速度大小為12m/s2若豎直向上，則下邊彈簧的彈力產(chǎn)生的加速度為22m/s2 ，方向豎直向上；說明上邊彈簧的彈力產(chǎn)生的加速度為12m/s2 ，方向豎直向下因此在拔去銷釘N的瞬間，小球的加速度為12m/s2+10m/s2=22m/s2,方向豎直向下若豎直向下，則下邊彈簧的彈力產(chǎn)生的加速度大小為2m/s2 ，方向豎直向下說明上邊彈簧的彈力產(chǎn)生的加速度為12m/s2 ，方向豎直向上因此在拔去銷釘N的瞬間，小球的加速度為12m/s210m/s2=2m/s2,方向豎直向上,深刻理解牛頓第二定律的獨立性力的獨立作用原理,（1）若上面的彈簧壓縮有壓力，則下

13、面的彈簧也壓縮，受力如圖示：,靜止時有 k2x2= k1x1+mg,拔去M k2x2 - mg=12m,拔去N k1x1+ mg=ma, a = 22m/s2 方向向下,（2）若下面的彈簧伸長有拉力， 則上面的彈簧也伸長，受力如圖示：,靜止時有 k1x1=k2x2+mg,拔去M k2x2+mg=12m,拔去N k1x1-mg=ma, a = 2m/s2 方向向上,3、相對性,a為相對于地面參考系的加速度慣性系,例：質(zhì)量M，長L的木板放在光滑斜面上，為使木板相對斜面靜止，質(zhì)量為m的人應(yīng)以多大的加速度在木板上跑？若使人相對斜面靜止，則人在木板上跑動時，木板加速度是多大？,解：過程一物體放在傳送帶后，受到滑動摩擦力的方向沿斜面向下，物體沿傳送帶向下做初速度為零的勻加速運動,物體加速到與傳送帶速度相等所用的時間,物體在t1時間內(nèi)的位移,當(dāng)物體的速度達(dá)到傳送帶的速度時，由于tan ,繼續(xù)做加速