牛顿定律的应用

1、牛顿定律的应用知识要点：1、牛顿定律的应用到此为止力学已讲完三章知识。应该知道: 第一章力, 是讲述了力的基本概念: 知道了力是物体间的相互作用, 力是矢量有大小、方向, 掌握了力的图示法, 通过牛顿第二定律的学习了解到力的单位牛顿(N)的来历, 认识了力学中的三种力(G、N、f)的学生计算, 方向的确定, 力的合成分解的运算法则, 初步理解到力的作用效果。通过第二章, 物体的运动的学习, 掌握了直线运动中, 匀速直线运动, 特别是变速直线中的匀变速直线运动的规律, 从中理解并掌握速度、位移、加变速、间间这些描述物体运动规律的物理量。第三章, 牛顿运动定律详细阐明了运动和力(即运动状态变化和力

2、)的关系。认识到物体为什么会这样或那样的运动的原因。因此三章知识的关系应是第一章, 力学的准备知识认识力, 第二章运动学, 只讲运动规律, 研究物体如何运动, 第三章研究运动和力的关系称之力动力学。本专题讲述牛顿运动定律的应用, 就是综合以上所学知识进行较全面地分析归纳, 简单的逻辑思维推理, 建立物理情景, 缕出解题思路, 运用数学知识列出方程求解, 借此培养和提高各种能力, 初步掌握解决力学问题的第一条途径即: 两种类型三种运动方式。A两种类型: 知道力求得加速度决定物体的运动状态要求认真分析研究对象的受力情况画出受力示意图, 依据力的作用效果进行正交分解, 并求得所受力的合力, 通过牛顿

3、第二定律可以求出运动的加速度, 如果再知道物体的初始条件, v0初速度初位置, 根据运动学或就可以求出物体在任意时刻的位置和速度, 这就是已知物体的受力情况, 就可以确定物体运动的情况。与此相反如果已知物体的运动情况根据运动学公式求出物体的加速度, 也可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力。B、三种运动方式及其在运动应该特别注意的问题(1)水平方向运动, 看有无不水平力, 此时会影响到压力N从而影响摩擦力f, 因为只有水平力作用时Nmg(2)竖直方向运动, 千万不可忘记重力mg, 匀速运动F = mg, 然后看v0, 的方向确定是向上或向下运动。如果匀加向上Fmg = ma, 若匀加向下, m

4、gF = ma(3)物体沿斜面方向运动, 看有无水平力, 此时会影响压力N从而影响摩擦力f的大小: 当无水平方向力的作用时, N = mgcos, f = , 当有水平方向力的作用时, N = mgcos如图所示。C、解题步骤(1)确定研究对象(视为质点)一个物体, 一个点或相对静止的多个物体组成的物体系。(2)研究对象的受力分析。a、画受力示意图, 只画被分析物体受到的实际力(内力不画它对外界物体的力不画, 等效力(含力分力)不画)b、受到的实际力, 不能多画, 也不能漏画, (可绕行物体一周, 找出可能受到的力, 按力的性质顺序画出重力、弹力、摩擦力)c、判断被分析物体运动状态是平衡, 还

5、是有加速度(不平衡)d、作受力分析, 即通过矢量分解合成的方法把受到的多个力简化一个等效力(即), 若被分析物平衡则 = 0, 若有加速度则方向与a方向相同。(3)建立物理情景, 弄清物理过程确定运动性质(4)列方程, 已知量统一单位制(国际单位)(5)代入数值求解(6)对结果必要应加以说明或取舍。2、超重和失重现象, 实质上是视重。因为物体在运动中重力不变, 我们知道物体的重力是由于地球对物体的吸引, 而使物体受到的力, 物体重力的大小可用弹簧秤称出来。物体在静止或上下匀速直线运动中, = 0, 有F = mg(F为弹簧的示数)。当物体在竖直方向上加速度运动时, 仍以弹簧秤吊着物体, 此时弹

6、簧的示数就有变化, 称为视点, 加速上升时F> mg, 加速下降F < mg, 分析如下: 加速上升, 以向上为正方向Fmg = ma减速下降, 以向下为正方向F = mg + maF > mgmgF = maF > mgF = mg + ma加速上升等效于减速下降同理分析, 减速上升以向上为正方向Fmg = ma加速下降以向下为正方向F = mgmaF < mgmg = F = maF = mgmaF < mg加速下降等效于减上升, 当向下加速a = g时, 处于完全失重状态。 3、有关连接体问题高考说明中明确指出: 用牛顿定律处理连接体的问题时, 只限于

7、各个物体的加速度的大小、方向都相同的情况。所谓连接体是指: 在实际问题中常常碰到的几个物体连结在一起, 在外作用下的运动即连接体运动。其特点是: 连接体的各部分之间的相互作用力总是大小相等, 方向相反的(在将连接体作为一个整体考虑时这相互作用力称之为内力)而连接体各部分的运动情况也是相互关联的。应认识到这类问题综合应用了牛顿运动定律和运动学、力的合成分解等方面的知识难度较大, 因此必须掌握解此类问题的一般规律, 即整体法求加速度, 隔离法求相互作用力。所谓整体法即把连接体看成一个整体考虑, 受力分析时的外力是连接体以外的物体对整体连接体的作用力(连接体各部分之间的相互作用称之为内力未能考虑在内)。这些力的合力产生整体加速度。所谓隔离法, 就是把连接体中的各个物体从连接体的整体中隔离出来, 单独考试它们各自的受力情况和运动情