牛頓定律的應(yīng)用

牛頓定律的應(yīng)用一、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟二、簡(jiǎn)單連接體問(wèn)題的處理方法三、牛頓第二定律的“五性”四、牛頓第二定律的適用范圍牛頓定律的應(yīng)用一、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟復(fù)習(xí)精要1、審題、明確題意，清楚物理過(guò)程；2、選擇研究對(duì)象，可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的物體組；3、運(yùn)用隔離法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力的示意圖；4、建立坐標(biāo)系，一般情況下可選擇物體的初速度方向或加速度方向?yàn)檎较颉?、根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、題目給定的條件列方程；6、解方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、檢驗(yàn)或討論。二、簡(jiǎn)單連接體問(wèn)題的處理方法在連接體問(wèn)題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)），分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）；如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體的問(wèn)題。三、牛頓第二定律的“五性”，A、“瞬時(shí)性”：牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，a為某一瞬時(shí)的加速度，F(xiàn)即為該時(shí)刻物體所受的合力。B、“矢量性”：公式F=ma

是矢量式，任一瞬時(shí)，a的方向均與合外力方向相同，當(dāng)合外力方向變化時(shí)，a的方向同時(shí)變化，且任意時(shí)刻兩者方向均保持一致。C、“同一性”：牛頓第二定律的“同一性”有兩層意思:一是指加速度a相對(duì)于同一個(gè)慣性系，一般以大地參考系；二是指式中F、m、a三量必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體或同一個(gè)系統(tǒng)。D、“同時(shí)性”：牛頓第二定律中F、a只有因果關(guān)系而沒(méi)有先后之分,F發(fā)生變化,a同時(shí)變化,包括大小和方向。E、“獨(dú)立性”：作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和。四、牛頓第二定律的適用范圍1、適用于慣性參考系[相對(duì)地面靜止或勻速運(yùn)動(dòng)(即加速度為零)的參考系]。2、適用于宏觀物體（相對(duì)分子、原子）低速運(yùn)動(dòng)（遠(yuǎn)小于光速）的情況。06年12月廣州市X科統(tǒng)考卷1414．（13分）如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物體，靜止于動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平地面上，現(xiàn)用與水平面成θ角的力F拉物體，為使物體能沿水平地面做勻加速運(yùn)動(dòng)，求F的取值范圍．有一同學(xué)解答如下：設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由圖乙知Fcosθ-μN(yùn)=ma⑴

Fsinθ+N=mg⑵要使物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿(mǎn)足a>0⑶你認(rèn)為這樣的解答是否完整？若認(rèn)為不完整，請(qǐng)作出完整的解答．由以上三式得mF甲F乙Nfθmgθ解答：此解答不完整，還缺少限制性條件由：Fsinθ+N=mg①得：N=mg–Fsinθ②因?yàn)椋篘≥0③所以：F≤mg/sinθ④還有Fcosθ-μN(yùn)=ma⑤即力F的取值范圍應(yīng)為FNfmgθ2007年物理海南卷1616．如圖所示，一輛汽車(chē)A拉著裝有集裝箱的拖車(chē)B，以速度v1=30m/s進(jìn)入向下傾斜的直車(chē)道。車(chē)道每100m下降2m。為使汽車(chē)速度在s=200m的距離內(nèi)減到v2=10m/s,駕駛員必須剎車(chē)。假定剎車(chē)時(shí)地面的摩擦阻力是恒力,且該力的70％作用于拖車(chē)B，30％作用于汽車(chē)A。已知A的質(zhì)量m1=2000kg，B的質(zhì)量m2=6000kg。求汽車(chē)與拖車(chē)的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力。取重力加速度g=10m/s2。AB解：汽車(chē)沿斜面作勻減速運(yùn)動(dòng),用a表示加速度的大小，有①用F表示剎車(chē)時(shí)的阻力，根據(jù)牛頓第二定律有②式中③設(shè)剎車(chē)過(guò)程中地面作用于汽車(chē)的阻力為f,根據(jù)題意④方向與汽車(chē)前進(jìn)方向相反；用fN表示拖車(chē)作用于汽車(chē)的力，設(shè)其方向與汽車(chē)前進(jìn)方向相同。以汽車(chē)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有⑤由②④⑤式得⑥由①③⑥式，代入數(shù)據(jù)得⑦題目06-07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模1313．（14分）如圖所示，質(zhì)量為0.78kg的金屬塊放在水平桌面上，在與水平成37°角斜向上、大小為3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知sin37°=0.60，cos37°＝0.80，g取10m/s2．（1）求金屬塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．（2）如果從某時(shí)刻起撤去拉力，則撤去拉力后金屬塊在桌面上還能滑行多遠(yuǎn)？Fm370解：取物體的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?，由平衡條件有（2）由牛頓第二定律有或：設(shè)金屬塊撤去拉力后，在桌面上還能滑行的距離為s，則根據(jù)動(dòng)能定理有07屆1月武漢市調(diào)研考試1515．（12分）放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示.取重力加速度g=10m/s2.試?yán)脙蓤D線求：（1）物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力大?。唬?）物塊在3~6s的加速度大?。唬?）物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).02

6t/sF/N936403

6t/sv/(ms-1

)936（1）由v-t圖象可知，物塊在6~9s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，由F-t圖象知，6~9s的推力F3=4N故Ff=F3=4N①解:（2）由v-t圖象可知，3~6s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，得a=2m/s2③（3）在3~6s內(nèi)，由牛頓第二定律有：F2–Ff

=ma④且Ff=μN(yùn)=μmg⑤由以上各式求得：m=1kg

μ=0.4⑥07年佛危山市帶教學(xué)衣質(zhì)量擇檢測(cè)1313．曉駝晗同份學(xué)覺(jué)顫得去患新疆凈玩，貞最刺遮激的鉛莫過(guò)甲于滑成沙運(yùn)墓動(dòng)。滿(mǎn)當(dāng)曉禾晗蹲狗在滑怒沙板吼上從憂沙坡姜斜面卷的頂土端由貸靜止喊沿直件線下季滑到窄達(dá)斜墓面底花端時(shí)將，速惕度為2v0。（1）若曉裝晗在電斜面撈頂端青被其開(kāi)他人佛推了羅一把哪，沿爭(zhēng)斜面浴以v0的初揀速度之下滑波，則柱曉晗慌到達(dá)漲斜面棄底端嬸的速禁度多靠大?（2）曉違晗估智測(cè)到銳沙坡暑長(zhǎng)L，約為瀉坡高扯的2倍（擺即斜消面傾按角約30風(fēng)°)開(kāi),已知閘曉晗框質(zhì)量石為m，則曉頌晗沿返沙坡載下滑薦時(shí)所臨受的晴平均貼阻力蘋(píng)約多總大？解：（1）設(shè)揀曉晗裕沿斜眾面做衡勻加楊速直熔線運(yùn)貿(mào)動(dòng)，拼加速陶度大站小為a，斜面僚長(zhǎng)為s，曉晗釣被人動(dòng)推一歲把后碰，到煉達(dá)斜岸面底這端的生速度招為vt，根據(jù)鬧勻變惑速直呀線運(yùn)嘉動(dòng)的堂公式得：①②③解得：（2）將L代入樸①式懲得畫(huà)出舉受力盞圖如壇圖示mgNfG1G2α根據(jù)覆牛頓歉第二傭定律坑得：F合＝G1－f＝ma而G1＝mg央si眾nα解得：07年1月山桑東濰帳坊市尤期末躍統(tǒng)考1515．（11分）失如圖興所示甚，長(zhǎng)L=1蜂.6m，質(zhì)量M=3kg的木深板靜崖放在霧光滑墊水平故面上輕，質(zhì)祖量m=1kg的小培物塊性放在要木板詢(xún)的右肉端，脊木板趨和物甲塊間陽(yáng)的動(dòng)搜摩擦嫩因數(shù)μ=0飲.1辜.現(xiàn)對(duì)從木板航施加貧一水剪平向至右的罷拉力F，取g=1在0本m/灶s2，求：（1）使階物塊蝕不掉盆下去四的最宏大拉陜力F；（2）如果住拉力F=1捷0N恒定極不變弊，小役物塊埋所能桑獲得喇的最趣大動(dòng)安能.FMm解：（1）F最大哥的時(shí)泊物塊尼不掉外下，餐必是籌物塊封與木愁板具礎(chǔ)有共閥同的宴最大鼓加速理度a1，對(duì)物王塊，醋最大竟加速援度，對(duì)整犁體F=（M+宅m）a1=(掠3+批1)灣×1=郊4N（2）木塞板的諸加速墊度由得物延塊滑季過(guò)木拌板所拍用時(shí)昨間物塊謹(jǐn)離開(kāi)研木板秩時(shí)的舊速度小物控塊所則能獲腿得的盯最大般動(dòng)能⑶襖若災(zāi)當(dāng)Fb′=這-奸5N時(shí)，ΔFb″=緒15償N則Fa″=Fa0+ΔFb″=麗10趨N+涉15棟N簡(jiǎn)=2盞5Nm受到詠的合雙力大薄小為此時(shí)m的加鐘速度鼻為：a′=F/m=3償0/深2虧m/梅s2=1飼5m/評(píng)s2方向差向左芬。題目20珠07年上命海卷2121．（12分）悉如圖損所示度，物毒體從怪光滑恰斜面姿上的A點(diǎn)由斜靜止色開(kāi)始筒下滑繁，經(jīng)李過(guò)B點(diǎn)后柜進(jìn)入根水平職面（宰設(shè)經(jīng)剃過(guò)B點(diǎn)前傘后速輔度大觸小不冤變）伍，最調(diào)后停傲在C點(diǎn)。晨每隔0.隨2秒鐘劍通過(guò)蒙速度借傳感澆器測(cè)框量物梢體的筆瞬時(shí)多速度喇，下糠表給訓(xùn)出了逝部分寄測(cè)量鹽數(shù)據(jù)龍。（疼重力份加速殼度g＝10m/列s2）t(s)0.00.20.4…1.21.4…v(m/s)0.01.02.0…1.10.7…ABCα求:（1）斜嘴面的倆傾角；（2）物絹體與熊水平卸面之踏間的泉?jiǎng)幽γ薏烈蚱輸?shù)；（3）t＝0.騎6s時(shí)的源瞬時(shí)尼速度v。解：（1）由畏前三吊列數(shù)當(dāng)據(jù)可聚知物湖體在粘斜面罰上勻彈加速?gòu)R下滑天時(shí)的塘加速眼度為由mg墓s鐮in＝ma1，可得腫：＝30，（2）由守后二精列數(shù)淺據(jù)可號(hào)知物王體在存水平半面上塵勻減拐速滑質(zhì)行時(shí)閥的加嘴速度這大小鈔為由mg＝ma2，可得?。海?.秘2，（3）設(shè)色物體過(guò)從0.猴4s起再緩經(jīng)過(guò)t到達(dá)齒斜面土底端燙，由2＋5t＝1.桿1＋2（0.存8－t），解得t＝0.拋1s，即物賞體在鈴斜面乎上下松滑的從時(shí)間油為0.襪5s，則t＝0.否6s時(shí)物住體在廉水平邊面上討，其抱速度兩為v＝v1.甚2＋a2t＝2.與3睜m/晉s。06年5月深東圳市惕第二鑒次調(diào)篩研考謹(jǐn)試1313、（14分）午質(zhì)量皇為M的平狀板長(zhǎng)分為L(zhǎng)＝0.個(gè)88烈m，在光遙滑的栗水平爺面上插以速直度v0向右嫌勻速支運(yùn)動(dòng)減，在階平板租上方份存在莊厚度d=2斗cm的“蝴相互溪作用喚區(qū)域獲”(如圖潮中虛境線部丹分所什示)瀉,“相互涼作用護(hù)區(qū)域壤”上躁方高h(yuǎn)=2叢0c紋m處有偽一質(zhì)辜量為m的靜殊止物燃?jí)KP.當(dāng)平撇板M的右摧端A經(jīng)過(guò)濾物塊P正下盼方的暈瞬時(shí),P無(wú)初猛速度沾釋放畢．物品塊P以速甲度v1進(jìn)入摟相互茄作用老區(qū)時(shí)參，除濾重力撕之外炭，P立即痕受到瞎一個(gè)積豎直廢向上衫的恒難力F．已知F=生11mg，取重置力加詢(xún)速度g=閱10束m紡/s2，不計(jì)系空氣秘阻力邪．試待求:（1）物撲塊P下落諒至與嶼平板腿剛接香觸時(shí)的闊速度v2多大長(zhǎng)？（2）欲時(shí)使物河塊P不落刻到平癥板M上，平板蹲速度v0應(yīng)不躺小于墨多少涉？v0相互作用區(qū)PmMdBhA第3頁(yè)解法基一：（1）P先做蠅自由周落體勝運(yùn)動(dòng)鋒，有密：v12=2gh①之后察進(jìn)入芬相互傘作用新區(qū)域況，受埋向上布的恒抗力F和重傷力作聚用，由牛賠頓第潤(rùn)二定刺律得綿：F－mg＝ma，即：11mg－mg＝ma②P物體童做勻示減速輕運(yùn)動(dòng)慈，有筍：v22-v12=－2ad③由①宴、②斥、③菠解得v2=0第4頁(yè)(2鉆)P先做默自由載落體姻運(yùn)動(dòng)痛過(guò)程轟，有進(jìn)入款相互田作用筆區(qū)做溝勻減浩速運(yùn)筐動(dòng)的沫末