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高考物理详解详析牛顿运动定律的应用doc高中物理
高考物理详解详析牛顿运动定律的应用doc高中物理
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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,等.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)选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体.同一题目,根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那么求其合力;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,按代数和进展运算.(6)求解方程,检验结果,必要时对结果进展讨论.3.应用例析【例1】一斜面AB长为10m,倾角为30°,一质量为2kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开场下滑,如以下图(g取10m/s2)假设斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.【例2】如以下图,一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接,一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到-4-/4\nB点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB间的距离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vB1=0,设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a,那么据牛顿第二定律可得f=μmg=ma,所以a=μg,由运动学公式可得得,t1=3.3s(2)在斜面上运动的时间t2=,t=t1+t2=4.1s【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2kg,在水平恒力F推动下开场运动,4s末它的速度到达4m/s,此时将F撤去,又经6s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小。解析:物体的整个运动过程分为两段,前4s物体做匀加速运动,后6s物体做匀减速运动。前4s内物体的加速度为①设摩擦力为,由牛顿第二定律得②后6s内物体的加速度为③物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得④由②④可求得水平恒力F的大小为二、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,采用整体法可以防止对整体内部进展繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了。运用整体法解题的根本步骤:-4-/4\n①明确研究的系统或运动的全过程.②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.③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展研究,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局部来处理,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展分别处理。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,从而进展有效的处理。运用隔离法解题的根本步骤:①明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原那么是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少.②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中隔离出来.③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.④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.3.整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,往往两种方法穿插运用,相辅相成.4.应用例析【例4】如以下图,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A、B间的弹力FN。解析:这里有a、FN两个未知数,需要要建立两个方程,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-4-/4\n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μ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】如以下图,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,开场时小球在杆的顶端,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,那么小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?解法一:(隔离法)mg-Ff=ma①FN-Ff′-Mg=0②且Ff=Ff′③由①②③式得FN=g由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为FN′=FN=g.解法二:(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:(mg+Mg)-FN=ma+M×0故木箱所受支持力:FN=g,由牛顿第三定律知:木箱对地面压力FN′=FN=g.w.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.com-4-/4
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发布时间:2022-08-25 22:46:06
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