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文档简介
第3讲牛顿第二定律【知识点1】牛顿第二定律1.内容:物体加速度大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同2.公式:3.单位:1N=1kg·m/s2.【知识点2】对牛顿第二定律的重要理解1.局限性:牛顿第二定律只适用于惯性参考系(地面或者相对于地面匀速直线运动的参考系),不能用于非惯性参考系2.独立性:物体受到的每一个力都会给物体一个加速度,物体的实际加速度是每一个力的加速度的矢量和,故物体各个方向的加速度也遵循牛顿第二定律,即,.【知识点3】牛顿第二定律解题步骤1.读题,将题中所给物理量标注在图中2.确定研究对象3.受力分析求合力:根据“重力、弹力(推、拉、提、压、支)、摩擦力(静、动)”的顺序,由整体法或隔离法画出受力示意图,再根据合成法或正交分解法求出合力(≥3个力时,一般用正交分解法)(1)合成法:平行四边形原则、三角形原则(2)正交分解法(≥3个力):坐标系建立原则——一般沿加速度方向()和垂直于加速度方向()建立坐标系4.确定加速度的方向:根据物体的运动情况,分析物体加速度的方向5.列方程(严格按照这个格式书写)6.解方程题型一[牛顿第二定律基本应用]例题:如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg。(g=10m/s2,sin37°=,cos37°=)
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)求悬线对球的拉力。答案:(1)车厢运动的加速度大小为s2,方向水平向右,车厢可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动.
(2)悬线对球的拉力为.变式1.(多选)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,弹簧的形变量为x,如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内()小车一定向左做加速运动B.小车的加速度方向向左,大小为a=gtanθC.弹簧可能处于压缩状态D.弹簧的形变量为x=m1gtanθ/kBD变式2.如图所示,质量为M的人通过定滑轮将质量为m的重物以加速度a上提,重物上升过程,人保持静止。若绳与竖直方向夹角为θ,求:(1)绳子对重物的拉力多大?(2)人受到地面的摩擦力多大?θθ答案:(1)绳子对重物的拉力为m(g+a);(2)人对地面的压力为Mg−m(g+a)cosθ.过手3.如图所示,倾角为θ=37°斜面体A固定在地面上,现将质量为m=2kg的物体B无初速度地放到斜面上,AB之间光滑,g取10m/s2,则:(1)求物体B下滑的加速度;(2)若物体B与斜面间的动摩擦因数为μ=(物体B仍能滑下),求物体B下滑的加速度;(3)若给物体B一个沿斜面向上的初速度,使其沿斜面向上运动,已知B与斜面间动摩擦因数为μ=,求物体B上滑的加速度;(4)若物体B与斜面间动摩擦因数为μ=,现给物体B施加一个沿斜面向上的恒力F=30N(图中未画出),拉着物体B向上运动,求物体B的加速度。答案:(1)6m/s2,沿着斜面向下;(2)2m/s2,沿着斜面向下;(3)10m/s2,沿着斜面向下;(4)5m/s2,沿着斜面向上过手4.质量为M的倾角为θ的斜面体上表面光滑,将质量为m的小物块放在斜面上,且用一个不知大小的恒力F推着斜面体,使斜面体和小物块一起以共同的加速度向左加速运动,求此加速度a及F的大小。答案:a=;过手5.自动扶梯与水平面的夹角为30°,扶梯上站着一个质量为50kg的人,随扶梯以加速度a=2m/s2一起向上加速运动,如图所示.则此时人受到的扶梯的支持力以及摩擦力的大小?(g取10m/s2)答案:支持力:550N;摩擦力:N题型二[牛顿第二定律与图像]例题:(多选)质量为1kg的物体静止在光滑水平面上,某时刻受到水平拉力F的作用(F-t图像如图所示),若在第1s内物体受到的拉力F向右,关于物体在0-3s时间内的运动情况,下列说法正确的是()时间内物体先向右运动,再向左运动时间内物体始终向右运动C.物体在第1s末的速度最大D.物体在第3s末的速度最大BC变式1.粗糙水平面上放有P、Q两个木块,它们的质量依次为m1、m2,与水平面的动摩擦因数依次为μ1、μ2.分别对它们施加水平拉力F,它们的加速度a随拉力F变化的规律如图所示.下列判断正确的是()A.m1>m2,μ1>μ2B.m1>m2,μ1<μ2C.m1<m2,μ1>μ2D.m1<m2,μ1<μ2B【知识点4】动力学中的过程分析物体的受力情况决定物体的加速度,加速度决定物体的速度;在分析物体运动状态时,需要对物体受力分析,求加速度;在分析运动情况时,可以画出v-t图辅助分析。题型三[动力学中的过程分析]例题:如图所示自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度变化情况是()A.加速度变大,速度变小B.加速度变小,速度变大C.加速度先变小后变大,速度先变大后变小D.加速度先变小后变大,速度先变小后变大C变式1.(多选)在光滑水平面上有一物块始终受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图,当物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是()A.物块接触弹簧后即做减速运动B.当物块的速度为零时,它所受的合力为零C.当物块的加速度等于零时,速度最大D.物块接触弹簧后先加速后减速CD题型四[动力学中的整理法与隔离法]例题:如图所示,一只质量为m的猫,抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆,当悬绳突然断裂时,小猫急速沿杆竖直向上爬,以保持它离地面的高度不变,则杆下降的加速度为()A.B.C.D.B过手1.如图所示,在倾角为
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