牛顿第二定律的应用

牛顿第二定律的应用第一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一牛顿第二定律的解题步骤：1、确定研究对象2、分析受力情况，画受力图3、建立直角坐标系，一般x轴建立在物体运动的加速度方向上，y轴建立在垂直于加速度的方向上。4、在x轴的正方向上求合力，利用牛顿第二定律列方程。在y轴上求合力利用平衡条件列方程。5、方程求解，如不涉及滑动摩擦力，y轴方向上的方程通常用不着。第二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一牛顿第二定律的应用第三页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之二质量为m的物体放在粗糙的水平地面上，在恒定的水平外力F作用下由静止开始运动，已知物体与地面间的动摩擦系数为，求物体经过t秒运动产生的位移。mgNFOXY答案：f第四页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之三质量为m的物体放在光滑的水平地面上，在恒定的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动，拉力与水平方向成角，求物体经过t秒运动产生的位移。mgNOXY答案：F由于不涉及到滑动摩擦力，所该方程用不着！第五页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之四质量为m的物体放在粗糙的水平地面上，在恒定的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动，拉力与水平方向成角，且物体与水平地面间的动摩擦因数为。求物体经过t秒运动产生的位移。mgNOXY答案：fF第六页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之五质量为m的物体放在粗糙的水平地面上，在恒定的斜向下的推力F作用下由静止开始运动，推力与水平方向成角，且物体与水平地面间的动摩擦因数为。求物体经过t秒运动产生的位移。mgNOXY答案：fF第七页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之六：质量为m的物体放在倾角为光滑斜面顶端由静止开始运动，已知斜面的长为L。求物体到达斜面底端时的速度。答案：mgNXY由于斜面光滑，所以y轴方向上受力情况并不影响物体运动的加速度。第八页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之七：质量为m的物体放在倾角为粗糙斜面顶端由静止开始运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，斜面的长为L。求物体到达斜面底端时的速度。答案：mgNXYf第九页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之八：质量为m的物体从斜面的底端以一定的初速度刚好冲上倾角为粗糙斜面顶端，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，斜面的长为L。求物体的初速度是多大。答案：mgNXYf第十页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgFNXY质量为m的物体放在倾角为的光滑斜面底端，在平行于斜面的斜向上的恒定拉力F作用下由静止开始运动，已知斜面的长度为L。求物体到达斜面顶端时的速度。应用之九：答案：第十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgFNXY质量为m的物体放在倾角为的光滑斜面底端，在平行于斜面的斜向上的恒定拉力F作用下由静止开始向下加速运动，已知斜面的长度为L。求物体到达斜面底端时的速度。应用之十：答案：第十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgFNXY质量为m的物体放在倾角为的斜面底端，在平行于斜面的斜向上的恒定拉力F作用下由静止开始沿斜面向上运动，已知斜面的长度为L，且物体与斜面之间的动摩擦因数为。求物体到达斜面顶端时的速度。应用之十一：答案：f第十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgFNXY质量为m的物体放在倾角为的斜面顶端，在平行于斜面的斜向上的恒定拉力F作用下由静止开始向下加速运动，已知斜面的长度为L，且物体与斜面之间的动摩擦因数为。求物体到达斜面底端时的速度。应用之十二：答案：f第十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgNXY质量为m的物体放在倾角为的光滑斜面底端，在水平恒力F的作用下沿斜面向上做加速运动，已知斜。求物体运动的加速度。应用之十三：答案：F由于斜面光滑，所以y轴方向上受力情况并不影响物体运动的加速度。第十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgFNXY质量为m的物体放在倾角为的光滑斜面顶端，在水平恒力F的作用下沿斜面向下做加速运动。求物体运动的加速度。应用之十四：答案：由于斜面光滑，所以y轴方向上受力情况并不影响物体运动的加速度。第十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgNXY质量为m的物体放在倾角为的斜面底端，在水平恒力F的推动下由静止开始向上做加速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，斜面的长度为L。求物体到达斜面顶端时的速度。应用之十五：答案：fF第十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgNXY质量为m的物体放在倾角为的斜面底端，在水平恒力F的推动下由静止开始向下做加速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为。求物体沿斜面运动的加速度。应用之十六：答案：fF第十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期一连接体的解题方法：1、连接体一般采用隔离法。2、跨过无质量、无摩擦的动（静）滑轮一根细绳上拉力相等。3、相互连接的两个物体，如果都沿绳子的方向运动，则两个物体的速度大小和加速度大小相等。第十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之十七：m1m2FAB质量为m1、m2的物体用细线相连，在竖直向上的拉力F的作用下向上做加速运动，求细线上拉力是多大。FM1gTm2gT思考：该题能不能用整体与隔离法交叉应用求解第二十页，共五十七页，编辑于2023年，星期一质量为m的人站在质量为M的箱子里，人利用一根细绳通过一个定滑轮向上拉箱子，使人和箱子一起以加速度a向上作匀加速运动，求绳上的拉力是多大。TNmgTMgN答案：应用之十八：第二十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mM质量为M的物体放在光滑的桌面上，通过一根跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m的物体相连，不计一切摩擦。求物体运动的加速度。应用之十九：MgNT将M隔离出来XY将m隔离出来mgT答案：第二十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mM质量为M的物体放在的桌面上，与桌面之间的动摩擦因数为，通过一根跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m的物体相连，不计一切摩擦。求物体运动的加速度。应用之二十：MgNTfXY将M隔离出来将m隔离出来mgT答案：第二十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之二十一：Mm质量为M的物体放在倾角为的光滑斜面上，通过一根跨过定滑轮的与质量为m的物体相连，当M沿斜面向上作加速运动时。求物体运动的加速度。MgNTmgT答案：第二十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之二十二：Mm质量为M的物体放在倾角为的光滑斜面上，通过一根跨过定滑轮的与质量为m的物体相连，当M沿斜面向下作加速运动时。求物体运动的加速度。MgNTmgT答案：xy第二十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之十三：Mm质量为M的物体放在倾角为的斜面上，通过一根跨过定滑轮的与质量为m的物体相连，已知M和斜面间的滑动摩擦系数为。当M沿斜面向上作加速运动时。求物体运动的加速度。MgNTmgT答案：f第二十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期一举一反三：Mm质量为M的物体放在倾角为的斜面上，通过一根跨过定滑轮的与质量为m的物体相连，已知M和斜面间的滑动摩擦系数为，当M沿斜面向下作加速运动时。求物体运动的加速度。MgNTmgT答案：xyf第二十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mM如图所示，质量为m和M的物体通过一根跨过定滑轮的细绳相连，不计一切摩擦。求两物体运动的加速度。应用之二十四：隔离出MMgT正隔离出mmgT正答案：第二十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期一牛顿第二定律的矢量性：物体运动的加速度方向一定跟物体所受合力方向一致，因此明确物体运动的加速度方向是利用牛顿第二定律的一个重要方面。同时还要注意物体受到的摩擦力方向。第二十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期一F应用之二十五：质量为m的物体紧靠在竖直光滑的墙壁上，在斜向上的推力作用下由静止开始向上做加速运动。求物体运动的加速度大小。FmgNOXY受力分析如图第三十页，共五十七页，编辑于2023年，星期一F应用之二十六：质量为m的物体紧靠在竖直光滑的墙壁上，在斜向上的推力作用下由静止开始向上做加速运动。求物体运动的加速度大小。FmgNOXY受力分析如图第三十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之二十七：质量为m的物体紧靠在竖直粗糙的墙壁上，在斜向上的推力F作用下由静止开始向上做加速运动，已知物体与墙壁间的动摩擦因数为，求物体运动的加速度大小。FFmgNOXY受力分析如图f第三十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一应用之二十八：质量为m的物体紧靠在竖直粗糙的墙壁上，在斜向上的推力F作用下由静止开始向下做加速运动，已知物体与墙壁间的动摩擦因数为，求物体运动的加速度大小。FFmgNOXY受力分析如图f第三十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期一整体法与隔离法不涉及到相互作用力，且系统内各个物体具有相同的加速度时，优先使用整体法涉及到相互作用力，且系统内各个物体具有不同的加速度时，优先使用隔离法不涉及到相互作用力，且系统内各个物体具有相同的加速度时，可整体受力分析、效果采用隔离。涉及到相互作用力，且系统内各个物体具有不同的加速度时，可整体法与隔离法交叉使用。第三十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期一ma质量为m的物体放在车厢地板上，和车保持相对静止，随车一起向右用匀加速运动，运动的加速度为a，求物体受到车厢底板的摩擦力。Nmgfxy静摩擦力的大小与正压力无关应用之二十九：第三十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期一小车车箱的顶板上悬挂一物体，当小车沿水平方向做匀加速时，悬挂小球的细绳与水平方向成角，若小球质量为m，求：（1）小车运动的加速度（2）细绳所受的拉力大小xYmgT应用之三十：为什么要把x轴建立在水平方向上呢？第三十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期一质量为m的物体放在倾角为的斜面上，和斜面保持相对静止一起向右作匀加速直线运动，试讨论物体受斜面的摩擦力大小和方向。ammgNfxy摩擦力的方向平行于斜面向下摩擦力的方向平行于斜面向上0>0==0当应用之三十一：第三十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期一Fm1m2质量为m1和m2的物体放在光滑的水平地面上，它们之间用一根绳相连，在m1上施加一水平向右的恒力F，求连接两物体的轻上所受拉力。m1m2隔离出m1m1gTN1隔离出m2m2gN2FTXyXy应用之三十二：由于地面光滑而不影响加速度第三十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期一Fm1m2质量为m1和m2的物体放在的粗糙的水平地面上，它们之间用一根绳相连，已知m1和m2与地面间的动摩擦系数都为，今在m1上施加一水平向右的恒力F，使两个物体一起向右作匀加速运动，求连接两物体的轻上所受拉力。举一反三：答案提示：由于两个物体具有相同的加速度，因此可用整体法，但又涉及到了两个物体之间的拉力，又必须用隔离法。所以建议大家用隔离法或整体法与隔离法交叉应用。第三十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期一Fm1m2应用之三十三：质量为m1和m2的物体并排放在光滑的水平面上，在水平推力F作用下由静止开始运动。求两物体之间的正压力是多少。整体考虑m1m2（m1+m2）gNFXYm2隔离出m2m2gN2FNXY答案第四十页，共五十七页，编辑于2023年，星期一Fm1m2应用之三十四：质量为m1和m2的物体并排放在的水平面上，在水平推力F作用下由静止开始运动，已知两物体与地面间的动摩擦因数都为求两物体之间的正压力是多少。整体考虑m1m2（m1+m2）gNFXYm2隔离出m2m2gN2FNXYff2答案第四十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一FMm质量为M和m的两个木块叠放在光滑的水平地面上，在水平外力F作用下一起向右作匀加速直线运动，求两物体之间的摩擦力。1、两物体具有相同的加速度-----可用整体法（M+m）gNF2、涉及到两个物体之间的相互作用力-----可用隔离法mgNf应用之三十五：第四十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一FMm质量为M和m的两个木块叠放在光滑的水平地面上，在水平外力F作用下一起向右作匀加速直线运动，求两物体之间的摩擦力。1、两物体具有相同的加速度-----可用整体法（M+m）gN0F2、涉及到两个物体之间的相互作用力-----可用隔离法mgNfF应用之三十六：第四十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期一Mm在倾角为的斜面上叠放着质量为M、m的两个木块，M与斜面之间的动摩擦因数为1，两木块间的动摩擦因数为2，当两木块沿斜面一起向下作匀加速运动时，两木块间的静摩擦力大小是多少？（M+m）gN0f01、两物体具有相同的加速度---整体法2、涉及到两物体之间的摩擦力---隔离法mgNf静摩擦力与正压力无关应用之三十七：第四十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期一牛顿第二定律不但具有矢量性，而且具有独立性，这种独立性体现在，物体在物体在哪个方向受到的合力就在哪个方向上产生相应的加速度。因此为了计算的方便，有时候我们分解力，有时候也分解加速度牛顿第二定律的独立性：第四十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期一a质量为m的人站在倾角为的楼梯上，随楼梯一起向上作匀加速运动求此人受到的支持力和静摩擦力。mgNfxY应用之三十八：第四十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期一a质量为m的人站在倾角为的楼梯上，随楼梯一起向上作匀加速运动求此人受到的支持力和静摩擦力。mgNfxY是不是计算更简单、更方便！a第四十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgNfxYa质量为m的物体静止在电梯内倾角为的斜面上，随斜面一起向上做匀加速运动运动的加速度为a，求物体受到斜面的支持力和摩擦力。联立解方程得：应用之三十九：第四十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mgNfxYaa质量为m的物体静止在电梯内倾角为的斜面上，随斜面一起向上做匀加速运动运动的加速度为a，求物体受到斜面的支持力和摩擦力。联立求解得：是不是计算更简单、更方便！第四十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期一AB如图所示，质量mAmB的物块A、B放置于倾角为的斜面上，其中A的上表面水平，若斜面光滑，A、B保持相对静止沿斜面下滑，试分析物块B受哪几个力作用，各力分别为多大1、两物体具有相同的加速度---整体法AB2、涉及到两物体之间的摩擦力---隔离法(mA+mB)gNXyBXy应用之四十：第五十页，共五十七页，编辑于2023年，星期一牛顿第二定律的瞬时性：物体运动的加速度随物体受到的合力变化而变化，一旦物体的受力突然发生变化，物体运动的加速度也随机发生变化。纲性绳，坚硬的接触面倔强系数大，一般力作用下产生的形变小，能快速改变形变，回此所产生的弹力可以发生突变。橡皮筋，轻质的弹簧倔强系数小，一般力作用下产生的形变较大，不能很快改变形变，回此所产生的弹力只能发生渐变。当然，在橡皮筋和轻质弹簧断开时，它们产生的弹力也是突然变为零。一旦物体受力情况发生变化，纲性绳、坚硬的接触面所产生的弹力不等于受力变化前的弹力，但橡皮绳或轻质的弹簧所产生的弹力近似等于受力变化前的弹力。第五十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期一mAOB橡皮绳细钢丝如图，小球质量为m，分别用细钢丝和橡皮绳悬挂于天花板和栓竖直墙壁上，当剪断细钢丝和橡皮绳的瞬间，小球运动的加速度各是多少？mgTF分析：在剪断细钢丝或橡皮绳之前，根据平衡条件可知：得第五十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期一细绳橡皮筋mgT如果剪断细钢丝绳后的瞬间，细钢丝产生拉力立即变为零，但由于橡皮绳上的拉力不能发生突变，所以它仍等于剪断细钢丝绳前的拉力，而橡皮绳上的