牛顿第二定律的应用(一)
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牛顿第二定律的应用(一). 要点 · 疑点 · 考点. 课 前 热 身. 能力 · 思维 · 方法. 要点 · 疑点 · 考点. 一、基本题型 1. 应用牛顿第二定律解题的基本题型可分两类: 一类是已知受力情况求解运动情况;另一类是已知运动情况求解受力情况 . 2. 解题思路:. 要点 · 疑点 · 考点. 二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点: 1. 同体性:是指表达式中的 F 、 m 、 a 是对同一物体而言的 . 2. 矢量性:是指加速度的方向与合外力的方向是一致的 .

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牛顿第二定律的应用(一)

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Presentation Transcript


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牛顿第二定律的应用(一)

要点·疑点·考点

课 前 热 身

能力·思维·方法


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要点·疑点·考点

一、基本题型

1.应用牛顿第二定律解题的基本题型可分两类:

一类是已知受力情况求解运动情况;另一类是已知运动情况求解受力情况.

2.解题思路:


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要点·疑点·考点

二、应用牛顿第二定律时要注意以下几个特点:

1.同体性:是指表达式中的F、m、a是对同一物体而言的.

2.矢量性:是指加速度的方向与合外力的方向是一致的.

3.瞬时性:是指式中的a和F具有瞬时对应关系,即a与F是对于同一时刻的,如果F发生变化,a也同时发生变化.

4.独立性:是指作用在物体上的每一个力都能单独产生加速度,而合外力产生的加速度是这些加速度的矢量和.


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课 前 热 身

1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,洒水车原来在平直路面上匀速行驶,开始洒水后( )

A.继续做匀速运动

B.变为做匀加速运动

C.惯性越来越大

D.变为做变加速行动

D


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课 前 热 身

3.如图3-3-1所示,小车沿水平直线运动时,车内悬挂小球的细线与竖直方向成角,并与小车保持相对静止,分析小车可能的运动情况,并求出加速度大小.

图3-3-1


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课 前 热 身

【答案】小车可能向右匀加速运动,也可能向左匀减速运动,加速度大小为gtan


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能力·思维·方法

【例1】如图3-3-3所示,小车沿水平面以加速度a向右做匀加速直线运动,车上固定的硬杆和水平面的夹角为,杆的顶端固定着的一个质量为m的小球,则杆对小球的弹力多大?方向如何?

图3-3-3


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能力·思维·方法

【解析】由于小球的质量为m,小球加速度为a,方向水平向右,因此小球所受合外力方向向右,大小为ma.且小球只受重力和弹力作用,则重力、弹力与合力的关系如图所示,由图3-3-4可知

图3-3-4


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能力·思维·方法

【解题回顾】硬杆对小球的弹力的方向并不一定沿杆的方向,它要随小球的运动状态的改变而改变,分析球受力时一定要注意其方向.这可借助于牛顿运动定律来进行受力分析.基本思路是物体处于平衡状态时,合外力应为0;物体处于变速运动状态时,满足F合=ma,F合方向与加速度方向一致.本题已知小球的加速度的大小及方向,根据牛顿第二定律可知小球受到的合外力的大小和方向,从而使问题转化为已知合力的大小、方向,和已知一个分力即重力的大小、方向,求解另一分力的问题.


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能力·思维·方法

【例2】一倾角为30°的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与滑块相对静止共同运动.如图3-3-5所示,当细线①沿竖直方向;②与斜面方向垂直;③沿水平方向,求上述三种情况下滑块下滑的加速度.

图3-3-5


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能力·思维·方法

【解析】由题意知,小球与木块的加速度相等,而此加速度必定沿斜面方向.

(1)如图3-3-6(a)所示,T1与mg都是竖直方向,故不可能有加速度,T1-mg=0,a=0,说明木块沿斜面匀速下滑.

图3-3-6


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能力·思维·方法

(2)如图3-3-6(b)所示,T2与mg的合力必为加速度方向,即沿斜面方向,作出平行四边形,由直有三角形知识可知F合=mgsin,得a=F合/m=gsin,即加速度沿斜面向下,大小为gsin.

(3)由于细绳只能产生拉力且沿绳的方向,故小球受力情况如图3-3-6(c)所示,由图可见

F合=mg/sin,即a=F合/m=g/sin


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能力·思维·方法

【解题回顾】应用牛顿定律解题时要注意a与F合方向一致性的关系.有时可根据已知合力方向确定加速度方向,有时候则需要通过加速度的方向来判断合力方向.


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能力·思维·方法

【例4】如图3-3-9所示,小球自由下落一段时间后,落在竖直放置的弹簧上,从接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的?

图3-3-9


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能力·思维·方法

【解题回顾】在分析物体某一运动过程中,要养成一个科学分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同小过程,中间是否存在转折点,找出了转折点就可以知道物体的前后过程是怎样运动了,如上题中弹力等于重力这一位置是个转折点,以这个转折点把小球的运动分为两个阶段进行分析.


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