2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：牛頓定律的應(yīng)用和彈力和重力

1、牛頓定律的應(yīng)用和彈力和重力 牛頓定律的應(yīng)用 應(yīng)用牛頓定律的解題步驟：分解不在坐標(biāo)軸上的力 確定研究對(duì)象進(jìn)行受力分析（隔離法） 建立坐標(biāo)系求解 建立方程（分量式）*牛頓定律只適用于質(zhì)點(diǎn)模型，只在慣性系中成立。分析 討論結(jié)果重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。方向：豎直向下地球?qū)ξ矬w的引力常見(jiàn)力和基本力 彈性力（1）輕繩中的張力T 處處相同，指向繩子收縮方向。（2）彈簧中的恢復(fù)力 F = -kx 指向彈簧原長(zhǎng)處。（3）物體間的正壓力、支撐力總是垂直于接觸點(diǎn)的切面指向?qū)Ψ?。彈性力：發(fā)生形變的物體，由于力圖恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。 如壓力、張力、拉力、支撐力、彈簧的

2、恢復(fù)力。摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體，在存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，由于接觸面粗糙而產(chǎn)生的阻礙運(yùn)動(dòng)（或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的力。最大靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力摩擦力 摩擦力方向：摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。分類：分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力 一般情況： 流體阻力相對(duì)速率較小時(shí)相對(duì)速率較大時(shí) 自然界中的四種基本相互作用力萬(wàn)有引力：是任意兩個(gè)物體之間的相互作用力電磁力(庫(kù)侖力) ：是兩個(gè)帶電物體之間的相互作用力。電磁力的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力！強(qiáng)力：是粒子間的相互作用力，是維持原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力，作用范圍在0.410-15米至10-15米。弱力：粒子間的另一種相互作用力，是誘發(fā)原子核內(nèi)中子

3、產(chǎn)生和衰變的力。力程短、力弱。自然界四種基本相互作用力的特征和比較 以距源 處強(qiáng)相互作用的力強(qiáng)度為 1力的種類相互作用的物體力的強(qiáng)度力程萬(wàn)有引力一切質(zhì)點(diǎn)無(wú)限遠(yuǎn)弱力大多數(shù)基本粒子小于電磁力電荷無(wú)限遠(yuǎn)強(qiáng)力核子、介子等1. 確定研究對(duì)象：幾個(gè)物體連在一起需作隔離分析，把內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力；2. 受力分析：分析時(shí)按照重力、彈力、摩擦力的順序畫受力圖；3. 分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，確定加速度a；4. 建立坐標(biāo)系，列方程求解。運(yùn)用牛頓定律解決問(wèn)題的思路和方法 應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解問(wèn)題，一般有兩種類型：一類是已知力求運(yùn)動(dòng)，另一類是已知運(yùn)動(dòng)求力。例1. 一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M的柔軟的鏈條，開(kāi)始時(shí)鏈條靜止，長(zhǎng)為 L - l 的一段放在光滑的桌面上, 長(zhǎng)為 l 的一段鉛直下垂。(1) 求整個(gè)鏈條剛離開(kāi)桌面時(shí)的速度；(2) 求鏈條由剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到完全離開(kāi)桌面所需要的時(shí)間。例2. 已知一質(zhì)量為 m 的質(zhì)點(diǎn)在 x 軸上運(yùn)動(dòng), 質(zhì)點(diǎn)只受到指向原點(diǎn)的引力作用,引力大小與質(zhì)點(diǎn)離原點(diǎn)的距離 x 的平方成反比, 即 f = -k/x2, k 是比例常數(shù), 設(shè)質(zhì)點(diǎn)在 x = A 時(shí)的速度為零, 求 x = A / 2 處的速度大小。例3. 計(jì)算一小球在水中豎直沉降的速度。已知小球的質(zhì)量為m，水對(duì)小球的浮力為B，水對(duì)小球的粘性力為R=-Kv，式中K是和水的粘性、小球的半徑有關(guān)的一個(gè)常量。求小球下沉速度與時(shí)間的函