牛頓第二定律解題技巧(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上考點名稱：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系· 實驗?zāi)康模?#160;驗證牛頓第二定律。 實驗原理： 1、如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與外力成正比。 2、保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與質(zhì)量成反比。 實驗器材： 小車，砝碼，小桶，砂，細線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶

2、，托盤天平及砝碼，米尺。 實驗步驟： 1、用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M'，把數(shù)據(jù)記錄下來。 2、按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細線系在小車上，即不給小車加牽引力。 3、平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷）。 4、在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編

3、號。 5、保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實驗。 6、算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。 7、用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出相應(yīng)的點，作圖線。若圖線為一條過原點的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。 8、保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實驗，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果描出相應(yīng)的點并作圖線，若圖線為一條過原點

4、的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。 注意事項： 1、砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的。 2、在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3、作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點可舍去。1、牛頓運動定律牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓第二定律：物體的加速度跟

5、所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表達式F合=ma。牛頓第三定律：兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。2、應(yīng)用牛頓運動定律解題的一般步驟認真分析題意，明確已知條件和所求量；選取研究對象，所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)，同一題，根據(jù)題意和解題需要也可先后選取不同的研究對象；分析研究對象的受力情況和運動情況；當(dāng)研究對對象所受的外力不在一條直線上時；如果物體只受兩個力，可以用平行四力形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個方向上，分別求合力；如果物體做直線運動，一般把各個力分解到

6、沿運動方向和垂直運動方向上；根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式列方程，物體所受外力，加速度、速度等都可以根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負值代公式，按代數(shù)和進行運算；求解方程，檢驗結(jié)果，必要時對結(jié)果進行討論。3、常見問題：、動力學(xué)的兩類基本問題：已知力求運動，已知運動求力根據(jù)物體的受力情況，可由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運動學(xué)的規(guī)律確定物體的運動情況；根據(jù)物體的運動情況，可由運動學(xué)公式求出物體的加速度，再通過牛頓第二定律確定物體所受的外力。分析這兩類問題的關(guān)鍵是抓住受力情況和運動情況的橋梁加速度。求解這兩類問題的思路，可由下面的框圖來表示。、超重和失重物體有向上的加速度（向上加速運動時或向下減速運動

7、）稱物體處于超重，處于超重的物體對支持面的壓力FN（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力mg，即FN=mg+ma；物體有向下的加速度（向下加速運動或向上減速運動）稱物體處于失重，處于失重的物體對支持面的壓力FN（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg，即FN=mg-ma。、連接體問題連接體：當(dāng)兩個或兩個以上的物體通過繩、桿、彈簧相連，或多個物體直接疊放在一起的系統(tǒng)。處理方法整體法與隔離法：當(dāng)兩個或兩個以上的物體相對同一參考系具有相同加速度時，有些題目也可采用整體與隔離相結(jié)合的方法，一般步驟用整體法或隔離法求出加速度，然后用隔離法或整體法求出未知力。、瞬時加速度問題兩種基本模型  

8、      剛性繩模型（細鋼絲、細線等）：認為是一種不發(fā)生明顯形變即可產(chǎn)生彈力的物體，它的形變的發(fā)生和變化過程歷時極短，在物體受力情況改變（如某個力消失）的瞬間，其形變可隨之突變?yōu)槭芰η闆r改變后的狀態(tài)所要求的數(shù)值。        輕彈簧模型（輕彈簧、橡皮繩、彈性繩等）：此種形變明顯，其形變發(fā)生改變需時間較長，在瞬時問題中，其彈力的大小可看成是不變。解決此類問題的基本方法a、分析原狀態(tài)（給定狀態(tài)）下物體的受力情況，求出各力大?。ㄈ粑矬w處于平衡狀態(tài)，則利用平衡條件；若處于加速狀態(tài)

9、則利用牛頓運動定律）；b、分析當(dāng)狀態(tài)變化時（燒斷細線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個力等），哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失（被剪斷的繩、彈簧中的彈力，發(fā)生在被撤去物接觸面上的彈力都立即消失）；c、求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時加速度。、傳送帶問題分析物體在傳送帶上如何運動的方法分析物體在傳送帶上如何運動和其它情況下分析物體如何運動方法完全一樣，但是傳送帶上的物體受力情況和運動情況也有它自己的特點。具體方法是：a、分析物體的受力情況        在傳送帶上的物體主要是分析它是否受到摩擦力、它受到

10、的摩擦力的大小和方向如何、是靜摩擦力還是滑動摩擦力。在受力分析時，正確的理解物體相對于傳送帶的運動方向，也就是弄清楚站在傳送帶上看物體向哪個方向運動是至關(guān)重要的！因為是否存在物體與傳送帶的相對運動、相對運動的方向決定著物體是否受到摩擦力和摩擦力的方向。b、明確物體運動的初速度        分析傳送帶上物體的初速度時，不但要分析物體對地的初速度的大小和方向，同時要重視分析物體相對于傳送帶的初速度的大小和方向，這樣才能明確物體受到摩擦力的方向和它對地的運動情況。c、弄清速度方向和物體所受合力方向之間的關(guān)系  

11、;      物體對地的初速度和合外力的方向相同時，做加速運動，相反時做減速運動；同理，物體相對于傳送帶的初速度與合外力方向相同時，相對做加速運動，方向相反時做減速運動。常見的幾種初始情況和運動情況分析a、物體對地初速度為零，傳送帶勻速運動（也就是將物體由靜止放在運動的傳送帶上）        物體的受力情況和運動情況如圖1所示：其中V是傳送帶的速度，V10是物體相對于傳送帶的初速度，f是物體受到的滑動摩擦力，V20是物體對地運動初速度。（以下的說明中個字母的意義與此相同）&

12、#160;       物體必定在滑動摩擦力的作用下相對于地做初速度為零的勻加速直線運動。其加速度由牛頓第二定律，求得；        在一段時間內(nèi)物體的速度小于傳送帶的速度，物體則相對于傳送帶向后做減速運動，如果傳送帶的長度足夠長的話，最終物體與傳送帶相對靜止，以傳送帶的速度V共同勻速運動。b、物體對地初速度不為零其大小是V20，且與V的方向相同，傳送帶以速度V勻速運動（也就是物體沖到運動的傳送帶上）     &#

13、160;  若V20的方向與V的方向相同且V20小于V，則物體的受力情況如圖1所示完全相同，物體相對于地做初速度是V20的勻加速運動，直至與傳送帶達到共同速度勻速運動。        若V20的方向與V的方向相同且V20大于V，則物體相對于傳送帶向前運動，它受到的摩擦力方向向后，如圖2所示，摩擦力f的方向與初速度V20方向相反，物體相對于地做初速度是V20的勻減速運動，一直減速至與傳送帶速度相同，之后以V勻速運動。c、物體對地初速度V20，與V的方向相反     &

14、#160;  如圖3所示：物體先沿著V20的方向做勻減速直線運動直至對地的速度為零。然后物體反方向（也就是沿著傳送帶運動的方向）做勻加速直線運動。        若V20小于V，物體再次回到出發(fā)點時的速度變?yōu)?V20，全過程物體受到的摩擦力大小和方向都沒有改變。        若V20大于V，物體在未回到出發(fā)點之前與傳送帶達到共同速度V勻速運動。        說明：上述分析都

15、是認為傳送帶足夠長，若傳送帶不是足夠長的話，在圖2和圖3中物體完全可能以不同的速度從右側(cè)離開傳送帶，應(yīng)當(dāng)對題目的條件引起重視。物體在傳送帶上相對于傳送帶運動距離的計算弄清楚物體的運動情況，計算出在一段時間內(nèi)的位移X2。計算同一段時間內(nèi)傳送帶勻速運動的位移X1。兩個位移的矢量之X=X2-X1就是物體相對于傳送帶的位移。說明：傳送帶勻速運動時，物體相對于地的加速度和相對于傳送帶的加速度是相同的。傳送帶系統(tǒng)功能關(guān)系以及能量轉(zhuǎn)化的計算物體與傳送帶相對滑動時摩擦力的功滑動摩擦力對物體做的功由動能定理，其中X2是物體對地的位移，滑動摩擦力對物體可能做正功，也可能做負功，物體的動能可能增加也可能減少?；瑒幽Σ亮魉蛶ё龅墓τ晒Φ母拍畹?，也就是說滑動摩擦力對傳送帶可能做正功也可能做負功。例