第三章第2单元 牛顿运动定律的应用

第三章第2单元 牛顿运动定律的应用内容摘要：

1、第 2 单元 牛顿运动定律的应用一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（1）已知受力情况，要求物体的运动情况如物体运动的位移、速度及时间等（2）已知运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向） 但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，2,21, 00200 2应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.（2）据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所 2、受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.（6）求解方程，检验结果，用例析【例 1】一斜面 为 10m，倾角为30，一质量为 2小物体（大小不计）从斜面顶端 A 点由静止开始下滑，如图所示（ 0 m/小物体下滑到斜面底端 B 点时的速度及所用时间【例 2】如图所示，一高度为 h=糙的水平面在 B 点处与一倾 3、角为 =30光滑的斜面 接，一小滑块从水平面上的 A 点以 m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。 运动到 B 点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。 已知 的距离 s=5m，求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；（2）小滑块从 A 点运动到地面所需的时间；解析：（1）依题意得 ，设小滑块在水平面上运动的加速度大小为 a，则据牛顿第二定律可得 f=以 a=g ，由运动学公式可得 得 ， 009.（2）在斜面上运动的时间 ， t=t1+【例 3】静止在水平地面上的物体的质量为 2 水平恒力 F 推动下开始运动，4 s 末它的速度达到 4m/s，此时将 F 撤去，又经 6 s 物体停下来，如果物体与地面的 4、动摩擦因数不变，求 F 的大小。 解析：物体的整个运动过程分为两段，前 4 s 物体做匀加速运动，后 6 s 物体做匀减速运动。 前 4 s 内物体的加速度为 221/1/0设摩擦力为 ，由牛顿第二定律得 6 s 内物体的加速度为 222/3/640物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得 2可求得水平恒力 F 的大小为 1()(21二、整体法与隔离法1整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。 采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。 运用整体法解题的基本步骤 5、：明确研究的系统或运动的全过程.画出系统的受力图和运动全过程的示意图.寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解2隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。 可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。 采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理。 运用隔离法解题的基本步骤：明确研究对象或过程、状态，要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.将研究对象从系统中隔离出来；或将研究的某状态、某过程从运动的全过程 6、中隔离出来.对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图.寻找未知量与已知量之间的关系，体和局部是相对统一的，相辅相成的。 隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，用例析【例 4】如图所示， A、 B 两木块的质量分别为 水平推力 F 作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求 A、 B 间的弹力 析：这里有 a、 要要建立两个方程，要取两次研究对象。 比较后可知分别以 B、 （ A+B）为对象较为简单（它们在水平方向上都只受到一个力作用）。 可得点评：这个结论还可以推广到水平面粗糙时（ A、 B 与水平面间 相同） ；也可以推广到沿斜面方向推 A、 B 向上加速的问题，有趣的是，答案是完全一样的。 【例 5】如图所示，质量为 M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的 ，即 a= g，则小21球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少。 解法一：（隔离法） 且 f 由式得 牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为 = 法二：（整体法）对于“一动一静”连接体，也可选取整体为研究对象，依牛顿第二定律列式：（ g）- = 0故木箱所受支持力： g，由牛顿第三定律知：2m木箱对地面压力 g.。