牛顿第二定律的应用题型分类全解优秀PPT.ppt
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1、牛顿其次定律的运用牛顿其次定律的运用 -题型分类题型分类四川省什邡中学物理组四川省什邡中学物理组 王树斌王树斌题型一:变力作用问题分析题型一:变力作用问题分析 加速度和力是瞬时对应关系,加速加速度和力是瞬时对应关系,加速度随力的变更而变更,消逝而消逝,且度随力的变更而变更,消逝而消逝,且加速度方向始终与力的方向一样。加速度方向始终与力的方向一样。例例1一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态,簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态,正确的是正确的是()A接触后,小球作减速运动,加速度的确定值越来越
2、接触后,小球作减速运动,加速度的确定值越来越大,速度越来越小,最终等于零大,速度越来越小,最终等于零B接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零度先增加后减小直到为零C接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D接触后,小球速度最大的地方就是接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方加速度等于零的地方BD例例2设雨滴从很高处竖直下落,所受空气设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力阻力f和其速度和其速
3、度v成正比则雨滴的运动状成正比则雨滴的运动状况是(况是()A先加速后减速,最终静止先加速后减速,最终静止B先加速后匀速先加速后匀速C先加速后减速直至匀速先加速后减速直至匀速D加速度渐渐减小到零加速度渐渐减小到零BD例例3一物体在几个力的共同作用下处于静一物体在几个力的共同作用下处于静止状态现使其中向东的一个力止状态现使其中向东的一个力F的值渐渐的值渐渐减小到零,又立刻使其复原到原值(方向不减小到零,又立刻使其复原到原值(方向不变),则(变),则()A物体始终向西运动物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小物体的加速度先增大后减小D物体的速度先
4、增大后减小物体的速度先增大后减小AC题型二:连接体问题题型二:连接体问题当两个或两个以上的物体之间通过当两个或两个以上的物体之间通过轻绳、轻杆相连或干脆接触一起运轻绳、轻杆相连或干脆接触一起运动的问题动的问题.解题方法:整体法与隔离法解题方法:整体法与隔离法 1.1.当探讨问题中涉及多个物体组成的系统时,当探讨问题中涉及多个物体组成的系统时,通常把探讨对象从系统中通常把探讨对象从系统中“隔离隔离”出来,单独进出来,单独进行受力及运动状况的分析行受力及运动状况的分析.这叫隔离法这叫隔离法.2.2.系统中各物体加速度相同时,我们可以把系系统中各物体加速度相同时,我们可以把系统中的物体看做一个整体统
5、中的物体看做一个整体.然后分析整体受力,然后分析整体受力,由由F=maF=ma求出整体加速度,再作进一步分析求出整体加速度,再作进一步分析.这种这种方法叫整体法方法叫整体法.3.3.解决连接体问题时,常常要把整体法与隔离解决连接体问题时,常常要把整体法与隔离法结合起来应用法结合起来应用.例例1.1.如图所示,静止的如图所示,静止的A A、B B两物体叠放在光滑水平面两物体叠放在光滑水平面上,已知它们的质量关系是上,已知它们的质量关系是m mA Am mB B,用水平恒力拉,用水平恒力拉A A物物体,使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的体,使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为
6、最大值为F F1 1;改用水平恒力拉;改用水平恒力拉B B物体,同样使两物体向物体,同样使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为F F2 2,比,比较较F F1 1与与F F2 2的大小,正确的是(的大小,正确的是()A.FA.F1 1F F2 2B.FB.F1 1=F=F2 2C.FC.F1 1F F2 2D.D.无法比较大小无法比较大小A A例例2 2:如图所示,物体:如图所示,物体A A放在物体放在物体B B上,物体上,物体B B放在光滑的水放在光滑的水平面上,已知平面上,已知mA=6kgmA=6kg,mB=2kgmB=2kg,A A、B
7、 B间动摩擦因数间动摩擦因数=0.2.A=0.2.A物上系一细线,细线能承受的最大拉力是物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N20N,水,水平向右拉细线,假设平向右拉细线,假设A A、B B之间最大静摩擦力等于滑动摩擦之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力力.在细线不被拉断的状况下,下述中正确的是在细线不被拉断的状况下,下述中正确的是(g=10m/s2g=10m/s2)()()CDCDA.A.当拉力当拉力F F12N12N时,时,A A静止不动静止不动B.B.当拉力当拉力F F12N12N时,时,A A相对相对B B滑动滑动C.C.当拉力当拉力F=16NF=16N时,时,B B受受A A摩擦力摩擦
8、力等于等于4N4ND.D.无论拉力无论拉力F F多大,多大,A A相对相对B B始终始终静止静止例例3 3:如图所示,质量如图所示,质量M M60kg60kg的人通过光的人通过光滑的定滑轮用绳拉着滑的定滑轮用绳拉着m m20kg20kg的物体。当的物体。当物体以加速度物体以加速度a a5m/s5m/s2 2上升时,人对地面上升时,人对地面的压力为多少?的压力为多少?例例4.如图示,两物块质量为如图示,两物块质量为M和和m,用绳连接后放在倾,用绳连接后放在倾角为角为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为,用沿斜,用沿斜面对上的恒力面对上的恒力F拉物块拉物块M运动,求
9、中间绳子的张力运动,求中间绳子的张力.MmFN1Mgf1Tmgf2N2T例例5.如图示,两物块质量为如图示,两物块质量为M和和m,用绳连接后放在倾,用绳连接后放在倾角为角为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为,用沿斜,用沿斜面对上的恒力面对上的恒力F拉物块拉物块M运动,求中间绳子的张力运动,求中间绳子的张力.MmF由牛顿运动定律,由牛顿运动定律,解解:画出:画出M和和m的受力图如图示:的受力图如图示:N1Mgf1Tmgf2N2T对对M有有F-T-Mgsin-Mgcos=Ma(1)对对m有有T-mgsin-mgcos=ma(2)a=F/(M+m)-gsin-gco
10、s(3)(3)代入(代入(2)式得)式得T=m(a+gsin+gcos)=mF(M+m)由上式可知:由上式可知:T的大小与运动状况无关的大小与运动状况无关T的大小与的大小与无关无关T的大小与的大小与无关无关例例6 6:如图所示,两个光滑的梯形木块如图所示,两个光滑的梯形木块A A和和B B紧挨着并排放在光滑水平面上,已知紧挨着并排放在光滑水平面上,已知6060,m mA A2kg2kg,m mB B1kg1kg,现施水平力,现施水平力F F作用于作用于A A,两木块在运动中无相对滑动,两木块在运动中无相对滑动,F F最大为多少?最大为多少?例例7 7:如图所示,如图所示,A A、B B两物体用
11、轻绳连接,两物体用轻绳连接,置于光滑水平面上,它们的质量分别为置于光滑水平面上,它们的质量分别为M M和和m m,且,且MmMm,现以水平力,现以水平力F F分别拉分别拉A A和和B B,ABAB间绳间绳的拉力的拉力T T1 1和和T T2 2分别为多少?分别为多少?例例8:如如图图所所示示,倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面固固定定在在水水平平地地面面上上,质质量量为为m的的物物块块A叠叠放放在在物物体体B上上,物物体体B的的上上表表面面水水平平,现现在在斜斜面面上上释释放放B,A随随B一一起起沿沿斜斜面面下下滑滑,已已知知A、B始始终终保保持持相相对对静静止止。求求B对对A的支持力和摩擦力。
12、的支持力和摩擦力。解:解:水平方向:水平方向:Ffmaxmgsincos竖直方向:竖直方向:mgFNmaymgsin2得得FNmgcos2Mm例例9:水平面光滑,:水平面光滑,M与与m相互接触,相互接触,Mm,第,第一次用水平力一次用水平力F向右推向右推M,M与与m间相互作用力为间相互作用力为F1,其次次用水平力,其次次用水平力F向左推向左推m,M与与m间相互间相互作用力为作用力为F2,那麽那麽F1与与F2的关系如何?的关系如何?练习1:桌面光滑,求绳的拉力?12345F练习练习2:每个木块的质量为每个木块的质量为m,求求2对对3的作用力(水平面光滑)的作用力(水平面光滑)练练习习3:如如图图
13、所所示示,置置于于水水平平面面上上的的相相同同材材料料的的m和和M用用轻轻绳绳连连接接,在在M上上施施一一水水平平力力F(恒恒力力)使使两两物物体体作作匀匀加加速速直直线线运运动动,对对两两物物体体间间细细绳绳拉拉力力正正确确的说法是:的说法是:()(A)水平面光滑时,绳拉力等于水平面光滑时,绳拉力等于mF/(Mm);(B)水平面不光滑时,绳拉力等于水平面不光滑时,绳拉力等于mF/(Mm);(C)水平面不光滑时,绳拉力大于水平面不光滑时,绳拉力大于mF/(Mm);(D)水平面不光滑时,绳拉力小于水平面不光滑时,绳拉力小于mF/(Mm)。MmF解解:由上题结论:由上题结论:T的大小与的大小与无关
14、,应选无关,应选ABAB练习练习4:如图所示,质量为:如图所示,质量为M的斜面放在水的斜面放在水平面上,其上游质量为平面上,其上游质量为 m 的物块,各接触的物块,各接触面均无摩擦,第一次将水平力面均无摩擦,第一次将水平力F1加在加在m 上,上,其次次将水平力其次次将水平力F2加在加在M上,两次要求上,两次要求m与与M不发生相对滑动,求不发生相对滑动,求F1与与F2之比之比F1F2m:M练习练习5 5:如图,物体如图,物体M M、m m紧靠着置于动摩擦紧靠着置于动摩擦因数为的斜面上,斜面的倾角为因数为的斜面上,斜面的倾角为,现施,现施一水平力一水平力F F作用于作用于M M,M M、m m共同
15、向上加速运共同向上加速运动,求它们之间相互作用力的大小动,求它们之间相互作用力的大小.【解析】因两个物体具有相同的沿斜【解析】因两个物体具有相同的沿斜面对上的加速度,可以把它们当成一面对上的加速度,可以把它们当成一个整体(看做一个质点),其受力如个整体(看做一个质点),其受力如图所示,建立图示坐标系:图所示,建立图示坐标系:练习练习6.物体物体B放在物体放在物体A上,上,A、B的上下表面均与斜面平的上下表面均与斜面平行行(如图如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面,当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时向上做匀减速运动时()AA受到受到B的摩擦力沿斜面方向向上的
16、摩擦力沿斜面方向向上BA受到受到B的摩擦力沿斜面方向向下的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之间的摩擦力为零之间的摩擦力为零DA、B之间是否存在摩擦力取决于之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质表面的性质C解:对解:对A、B整体,由牛顿其次定律得,整体,由牛顿其次定律得,ABCfAB mBgFAByx假设假设B受摩擦力如图所示,则对受摩擦力如图所示,则对B,由牛顿其次定律得,由牛顿其次定律得,练习练习7 7:光滑的水平面上有质量分别为光滑的水平面上有质量分别为m m1 1、m m2 2的两物体的两物体 静静止靠在一起止靠在一起(如图如图),),现对现对m m1 1施加一个大小为施加一个大小为 F
17、F 方向向方向向右的推力作用。求此时物体右的推力作用。求此时物体m m2 2受到物体受到物体 m m1 1的作用力的作用力F F1 1m1m2Fm1FF1m2F1FN1 解法一解法一 :分别以分别以m m1 1、m m2 2为隔离体作受力分析为隔离体作受力分析FN2m1gm2g对对m m1 1有有 :F FF F1 1=m =m 1 1a a (1 1)对对m m2 2有有:F:F1 1=m=m2 2 a a (2 2)联立(联立(1 1)、()、(2 2)可得)可得F1=m1m2Fm2F1FN2 解法二解法二 :对对m m1 1、m m2 2视为整体作受力分析视为整体作受力分析m2g有有 :
18、F=F=(m m 1 1+m+m2 2)a a (1 1)对对m m2 2作受力分析作受力分析联立(联立(1 1)、()、(2 2)可得)可得F1=FN(m1+m2)gF有有 :F F1 1=m=m2 2 a a (2 2)练习练习8:光滑的水平面上有质量分别为光滑的水平面上有质量分别为m m1 1、m m2 2的两物体的两物体 静静止靠在一起止靠在一起(如图如图),),现对现对m m1 1施加一个大小为施加一个大小为 F F 方向向方向向右的推力作用。求此时物体右的推力作用。求此时物体m m2 2受到物体受到物体 m m1 1的作用力的作用力F F1 1求求m m1 1对对m m2 2的作用
19、力大小。的作用力大小。m1 m2m2gF1FNFf用水平推力用水平推力F F向左推向左推 m m1 1、m m2 2间的作用间的作用力与原来相力与原来相同吗?同吗?对对m m2 2受力分析受力分析:练习练习9 9:如图如图:m m1 1mm2 2,滑轮质量滑轮质量和摩擦不计和摩擦不计,则当将两物体由静则当将两物体由静止释放后止释放后,弹簧秤的读数是多少弹簧秤的读数是多少?M1M2练习练习10:如图所示如图所示,在光滑的地面上在光滑的地面上,水平水平外力外力F F拉动小车和木块一起做加速运动拉动小车和木块一起做加速运动,小小车质量为车质量为M,木块质量为木块质量为m,设加速度大小为设加速度大小为
20、a,木块和小车之间的动摩擦因数为木块和小车之间的动摩擦因数为,则在这则在这个过程中个过程中,木块受到的摩擦力大小是木块受到的摩擦力大小是:MmaFA,mgB.maC,mF/(M+m)D,F-Ma练习练习11:在气垫导轨上用不行伸缩的细:在气垫导轨上用不行伸缩的细绳,一端系在质量为绳,一端系在质量为m1 的滑块上,另一的滑块上,另一端系在质量为端系在质量为m2 的钩码上,如图所示。的钩码上,如图所示。设导轨与滑块之间、细绳与滑轮之间无设导轨与滑块之间、细绳与滑轮之间无摩擦,求滑块的加摩擦,求滑块的加 速度以及细绳的拉力。速度以及细绳的拉力。m1m2aa练习练习1212:如图所示,甲、乙两物体质量
21、分别为:如图所示,甲、乙两物体质量分别为m1=2kg,m2=3kgm1=2kg,m2=3kg,叠放在水平桌面上。已知甲、,叠放在水平桌面上。已知甲、乙间的动摩擦因数为乙间的动摩擦因数为1=0.61=0.6,物体乙与水平面间,物体乙与水平面间的动摩因数为的动摩因数为2=0.52=0.5,现用水平拉力,现用水平拉力F F作用于物作用于物体乙上,使两物体一起沿水平方向向右做匀速直体乙上,使两物体一起沿水平方向向右做匀速直线运动,假如运动中线运动,假如运动中F F突然变为零,则物体甲在水突然变为零,则物体甲在水平方向上的受力状况(平方向上的受力状况(g g取取10m/s210m/s2)A A大小为大小
22、为12N12N,方向向右,方向向右B B大小为大小为12N12N,方向向左,方向向左C C大小为大小为10N10N,方向向右,方向向右D D大小为大小为10N10N,方向向左,方向向左题型三:加速度的突变问题分析题型三:加速度的突变问题分析分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键分析瞬时前后的受力状况及运动状态,再分析瞬时前后的受力状况及运动状态,再由牛顿其次定律求出瞬时加速度。由牛顿其次定律求出瞬时加速度。有两种模型:有两种模型:刚性绳(或接触面):是一种不须要发生明显刚性绳(或接触面):是一种不须要发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,形变就能
23、产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力马上发生变更,不须要形变复原的时间。其中弹力马上发生变更,不须要形变复原的时间。弹簧(或橡皮绳):特点是形变量大,形变弹簧(或橡皮绳):特点是形变量大,形变复原须要较长时间,在瞬时问题中,其弹力可复原须要较长时间,在瞬时问题中,其弹力可以看成不变。以看成不变。例例1 1:一条轻弹簧上端固定在一条轻弹簧上端固定在天花板上天花板上,下端连接一物体下端连接一物体A,AA,A的下边通过一轻绳连接物的下边通过一轻绳连接物体体B.A,BB.A,B的质量相同均为的质量相同均为m,待待平衡后剪断平衡后剪断A,BA,B间的细绳间的细绳,则则剪断细绳的剪断细绳的瞬间瞬间
24、,物体物体A A的加的加速度和速度和B B的加速度的加速度?ABAB例例2 2:如图如图,两个质两个质量均为量均为m的重物静的重物静止止,若剪断绳若剪断绳OA,OA,则则剪断剪断瞬间瞬间A A和和B B的加的加速度分别是多少速度分别是多少?0例例3 3:质量皆为质量皆为m的的A,BA,B两球之间两球之间系着一个不计质量的轻弹簧系着一个不计质量的轻弹簧,放在放在光滑水平台面上光滑水平台面上,A,A球紧靠墙壁球紧靠墙壁,今今用力用力F将将B B球向左推压弹簧球向左推压弹簧,平衡平衡后后,突然将力突然将力F撤去的瞬间撤去的瞬间A,BA,B的的加速度分别为多少?加速度分别为多少?.AB例例4 4:两物
25、体:两物体P,QP,Q分别固定分别固定在质量可以忽视不计的弹在质量可以忽视不计的弹簧的两端簧的两端,竖直放在一块竖直放在一块水平板上并处于平衡状态水平板上并处于平衡状态,两物体的质量相等两物体的质量相等,如突如突然把平板撤开然把平板撤开,在刚撤开在刚撤开的瞬间的瞬间P,QP,Q的加速度各是的加速度各是多少多少?QP例例5.如如图图所所示示,一一根根轻轻质质弹弹簧簧和和一一根根细细线线共共同同拉拉住住一一个个质质量量为为m的的小小球球,平平衡衡时时细细线线恰恰是是水水平平的的,弹弹簧簧与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为.若若突突然然剪剪断断细细线线,则则在在刚刚剪剪断断的的瞬瞬时时,弹弹簧簧拉
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