牛顿运动定律及其应用35158

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,牛顿运动定律及其应用,吕叔湘中学,庞留根,2005年7,月,dyszplg,.,cn,牛顿运动定律,基本题,例1,例2,练习,1,例3,同向,例4,例5,练习,2,同时,例6,例7,1999,年上海高考,正交分解法,2001,年春,力和运动,例8,练习,3,例9,例10,例11,例12,93,年高考,例13,例14,例15,练习,4,例16,例17,例18,例19,20,05,年广东卷,1,2005,年理综全国卷,/14,2005,年北京春季理综,24,2005,年江苏理综,35,05,年理,综,全国卷,I,/14,2005,年全国卷,/23,牛顿运动定律及其应用,一.,牛顿第一定律,：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。,伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础。,惯性的大小只跟物体的质量有关，与其它因素均无关。,二.,牛顿第二定律,：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。,F,合,=,ma,注意：,a.,牛顿第二定律中的,F,应该是物体受到的合外力。,b.,同向,加速度的方向跟合外力的方向相同,c.,同时,加速度的大小随着合外力的大小同时变化,d.,同体,三.,牛顿第三定律,：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，同时出现，同时消失，分别作用在两个不同的物体上。,F=-F,四.,研究方法：,正交分解法,整体法和隔离法,五.,解题步骤：,明确对象,分析受力,选定坐标,列出方程,求解作答,例,1,、,下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是：（,）,(,A),物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定,变化；,(,B),物体在恒力作用下，一定作匀变速直线运动；,(,C),物体的运动状态保持不变，说明物体所受的合外,力为零；,(,D),物体作曲线运动时，受到的合外力可能是恒力。,C D,例,2.,如图示，两物块质量为,M,和,m，,用绳连接后放在倾角为,的斜面上，物块和斜面的动摩擦因素为,，,用沿斜面向上的恒力,F,拉物块,M,运动，求中间绳子的张力,.,M,m,F,由牛顿运动定律，,解,：画出,M,和,m,的受力图如图示：,N,1,Mg,f,1,T,mg,f,2,N,2,T,对,M,有,F-T-,Mgsin,-,Mgcos,=M,a,（1）,对,m,有,T-,mgsin,-,mgcos,=m,a,（2）,a,=F/(M+m)-,gsin,-,gcos,（3）,（3,）,代入（,2,）式得,T=m(,a,+,gsin,+,gcos,)=mF(M+m),由上式可知：,T,的大小与运动情况无关,T,的大小与,无关,T,的大小与,无关,练习,1,、,如图所示，置于水平面上的相同材料的,m,和,M,用轻绳连接，在,M,上施一水平力,F(,恒力,),使两物体作匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是：（）,(,A),水平面光滑时，绳拉力等于,mF/(Mm)；,(B),水平面不光滑时，绳拉力等于,m F/(Mm)；,(C),水平面不光滑时，绳拉力大于,mF/(Mm)；,(D),水平面不光滑时，绳拉力小于,mF/(Mm)。,M,m,F,解：,由上题结论：,T,的大小与,无关，应选,A B,A B,例3,、,如图所示，质量为,m,的光滑小球,A,放在盒子,B,内，然后将容器放在倾角为,a,的斜面上，在以下几种情况下，小球对容器,B,的侧壁的压力最大的是 （）,(,A),小球,A,与容器,B,一起静止在斜面上；,(,B),小球,A,与容器,B,一起匀速下滑；,(,C),小球,A,与容器,B,一起以加速度,a,加速上滑；,(,D),小球,A,与容器,B,一起以加速度,a,减速下滑,.,C D,例,4.,一质量为,M、,倾角为,的,楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为,，,一物块质量为,m，,置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力,F,推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于,。,m,M,解：,对于物块，受力如图示：,mg,N,1,物块相对斜面静止，只能有向左的加速度，,所以合力一定向左。,由牛顿运动定律得,mg,tg,=m,a,a,=,gtg,对于整体,受力如图示,：,f,F,(M+m)g,N,2,由牛顿运动定律得,F f=(m+M),a,N,2,=(m+M)g,F=N,2,=(m+M)g,F=f+(m+M),a,=(m+M)g(+,tg,),(,m+M)g(+,tg,),例5,、,如图，有一斜木块，斜面是光滑的，倾角为,，,放在水平面上，用竖直放置的固定挡板,A,与斜面夹住一个光滑球，球质量为,m，,要使球对竖直挡板无压力，球连同斜木块一起应向,(,填左、右,),做加速运动，加速度大小是,.,解:,画出小球的受力图如图示,:,mg,N,合力一定沿水平方向向,左,F=,mgtg,a,=,gtg,左,gtg,练习,2,、如图示，倾斜索道与水平方向夹角为,，,已知,tg,=3/4，,当载人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的,1.25,倍，这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体重的 （,）,A.1/3,倍,B.4/3,倍,C.5/4,倍,D.1/4,倍,a,解：,将加速度分解如图示，,a,a,x,a,y,由,a,与合力同向关系，分析人的受力如图示：,N,f,mg,N-mg=m,a,y,a,y,=0.25g,f =m,a,x,=m,a,y,/,tg,=0.25mg4/3=mg/3,A,例6,、,如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为,m,的小球，平衡时细线恰是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为,.,若突然剪断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小是,，小球加速度的大小为,，方向与竖直方向的夹角等于,.,小球再,回到原处时弹簧拉力的大小是,，,m,解：,小球受力如图示：,T,F,mg,平衡时合力为,0,由平衡条件,F=mg/,cos,剪断线的瞬时，弹簧拉力不变。,小球加速度的大小为,a,=T/m=g,tg,方向沿水平方向。,小球再回到原处时,由圆周运动规律，,F,1,-mg,cos,=mv,2,/,l,=0,F,1,=mg,cos,mg/,cos,g,tg,90,mg,cos,例7,、,在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体,A，,下面吊着一个轻质弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊着物体,B，,如下图所示，物体,A,和,B,的质量相等，都为,m5kg，,某一时刻弹簧秤的读数为,40,N，,设,g=10 m/s,2,，,则细线的拉力等于,_,，若将细线剪断，在剪断细线瞬间物体,A,的加速度是,，方向,_,；,物体,B,的加速度是,；,方向,_,。,80N,18 m/s,2,向下,2 m/s,2,向下,A,B,竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各 与小球相连，另一端分别用销钉,M N,固定于杆上，小球处于静止状态,.,若拔去销钉,M,的瞬间，小球的加速度大小为,1,2,m/s,2,，,若不拔去销钉,M,而拔去销钉,N,的瞬间，,，,小球的加速度可能为,(取,g=10m/s,2,)(),A,2,2m/s,2,，,方向竖直向上,B,22m/s,2,，,方向竖直向下,C,2m/s,2,，,方向竖直向上,D,2m/s,2,，,方向竖直向下,B C,N,M,99,年上海高考,:,解：,见下页,99,年上海高考解,N,M,1,2,（,1,）若上面的弹簧压缩有压力，则下面的弹簧也压缩，受力如图示：,k,1,x,1,k,2,x,2,mg,静止时有,k,2,x,2,=k,1,x,1,+mg,拔去,M k,2,x,2,-mg=12m,拔去,N k,1,x,1,+mg=m,a,a,=22m/s,2,方向向下,N,M,1,2,（,2,）若下面的弹簧伸长有拉力，则上面的弹簧也伸长，受力如图示：,k,1,x,1,k,2,x,2,mg,静止时有,k,1,x,1,=k,2,x,2,+mg,拔去,M k,2,x,2,+mg=12m,拔去,N k,1,x,1,-mg=m,a,a,=2m/s,2,方向向上,一物体放置在倾角为,的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为,a,，,如图所示在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是,(),（,A）,当,一定时，,a,越大，斜面对物体的正压力越小,（,B）,当,一定时，,a,越大，斜面对物体的摩擦力越大,（,C）,当,a,一定时，,越大，斜面对物体的正压力越小,（,D）,当,a,一定时，,越大，斜面对物体的摩擦力越小,a,2001,年春,.,解:,分析物体受力,画出受力图如图示,:,mg,N,f,将加速度分解如图示,:,a,y,a,a,x,由牛顿第二定律得到,f -,mgsin,=,m,a,sin,N-,mgcos,=,m,a,cos,f=m(g,a),sin,N=m(g,a),cos,若不将加速度分解,则要解二元一次方程组,.,B C,例8,、,放在光滑水平面上的物体,受到水平向右的力,F,的作用,从静止开始做匀加速直线运动,.,经过,t,秒后,改用大小与,F,相同,方向与,F,相反的力,F,作用,F,作用,t,秒物体回到原出发点,则,t,等于,(),(,A)t (B)2t (C)(D)3t,解,：画出运动示意图如图示，,A,B,C,v,1,F,F,A,到,B，,匀加速运动,S,1,=1/2,a,1,t,2,v,1,=,a,1,t,B,经,C,回到,A，,匀减速运动,S,2,=v,1,t,-1/2,a,2,t,2,a,1,=,a,2,=F/m=,a,S,1,=-S,2,1/2,a,t,2,=1/2,a,t,2,a,t t,t,2,2,t t,t,2,=0,C,练习,3.,一个质点在一个恒力,F,作用下由静止开始运动，速度达到,v,后，撤去力,F,同时换成一个方向相反、大小为,3,F,的恒力作用，经过一段时间，质点回到出发点，求质点回到出发点时的速度大小。,解:,画出运动过程的示意图如图示,:,A,B,C,v,3F,F,S,恒力,F,作用时，质点做匀加速直线运动，,设位移为,S，,加速度为,a,，,则有,v,2,=2,a,S,换成恒力,3,F,作用时，加速度为,3,a,，,质点做匀减速,直线运动，,设回到出发点时速度大小为,v,t,则有：,v,t,2,v,2,=2(-3,a,)(-S),可解得，,v,t,=2v,例9,：,如图示，传送带与水平面夹角为,37,0,，并以,v=,10m/s,运行，在传送带的,A,端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数,=0.5，,AB,长16,米，求：以下两种情况下物体从,A,到,B,所用的时间,.,（1,）传送带顺时针方向转动,（,2,）传送带逆时针方向转动,A,B,解：,（,1,）传送带顺时针方向转动时受力如图示：,v,N,f,mg,mg sinmg,cos,=m,a,a,=,gsin,gcos,=2m/s,2,S=1/2,a,t,2,A,B,v,（2,）传送带逆时针方向转动物体受力如图：,N,f,mg,开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动,a,1,=g sin37,0,+g cos37,0,=10m/s,2,t,1,=v/,a,1,=1s S,1,=1/2,a,1,t,1,2,=5m S,2,=11m,1,秒后，速度达到,10,m/s,，,摩擦力方向变为向上,N,f,mg,a,2,=g sin37,0,-g cos37,0,=2 m/s,2,物体以初速度,v=10m/s,向下作匀加速运动,S,2,=vt,2,+1/2,a,2,t,2,2,11=10 t,2,+1/22t,2,2,t,2,=1s,t=t,1,+t,2,=2s,例10,如图所示，传送带不动时，物体由皮带顶端,A,从静止开始,下滑到皮带底端,B,用的时间为,t，,则：（）,A.,当皮带向上运动时，物块由