牛顿第二定律解题技巧分析
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牛顿第二定律解题思路一、高中物理研究问题,有两条最基本的途径:一是从运动和力的角度去进行研究,另一条是从功和能的角度去进行研究。
这两条途径,几乎渗透于整个高中物理的全部,其中第一条途径的核心是牛顿运动定律。
应用牛顿定律来解决问题,我们应该遵循的最基本的方法是:对象→受力→过程→模型→规律→方程→结果即首先要弄清研究的对象是哪个物体,它受到哪些力,运动的过程是怎么样的;然后建立起一个合理的动力学模型,确定所应用规律,例出方程,求得结果。
一般来说,应用牛顿定律来解决问题通常有如下二大类问题:第一类是非常重视力和加速度的因果关系。
第二类是动力学与运动学结合在一起。
二、解题方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合外力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x 轴或y 轴,有时也可分解加速度,即⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma x F y =ma y 基本(3)解题步骤:1、 确定研究对象2、 对研究对象进行受力分析3、 分析对象的运动情况(特别确定加速度的情况:包括方向和大小)4、 把物体受到的所有外力分解到加速度方向和垂直加速度方向5、 在加速度方向:利用牛顿第二定律建议程;在垂直加速度方向:利用单方向平衡建方程解题。
6、 关于加速度:利用已知条件或其它求解。
三:应用举例:例1:11.如图6-2-2所示,位于水平面上的质量为M 的小木块,在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为[ ] 图6-2-2A F/MB .Fcos α/MC .(Fcos α-μMg)/M D.[Fcos α-μ(Mg-Fsin α)]/M 例2:如图所示,车内绳AB 与绳BC 拴住一小球,BC 绳水平,车由静止向右作匀加速直线运动,小球仍处于图中所示位置,则[ ]A .AB 绳拉力变大,BC 绳拉力变大 B .AB 绳拉力变大,BC 绳拉力变小C .AB 绳拉力变大,BC 绳拉力不变D .AB 绳拉力不变,BC 绳拉力变大例3. 如图所示,质量为m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m 1的物体l ,与物体l 相连接的绳与竖直方向成θ角,则( )A. 车厢的加速度为gsin θB. 绳对物体1的拉力为m 1g /cos θC. 底板对物体2的支持力为(m 2-m 1)gD. 物体2所受底板的摩擦力为m 2gtan θ例4:风洞实验中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图1所示。
牛顿第二定律的应用、超重与失重一、应用牛顿第二定律分析问题的基本思路:(1)已知力求物体的运动状态:先对物体进行受力分析,由分力确定合力;根据牛顿第二定律确定加速度,再由初始条件分析物体的运动状态,应用运动学规律求出物体的速度或位移。
(2)已知物体的运动状态求物体的受力情况:先由物体的运动状态(应用运动学规律)确定物体的加速度;根据牛顿第二定律确定合力,再根据合力与分力的关系求出某一个分力。
二、解题步骤:(1)根据题意,确定研究对象;(2)用隔离法或整体法分析研究对象的受力情况,画受力示意图;(3)分析物理过程是属于上述哪种类型的问题,应用牛顿第二定律分析问题的基本思路进行分析;(4)选择正交坐标系(或利用力的合成与分析)选定正方向,列动力学方程(或结合初始条件列运动学方程);(5)统一单位,代入数据,解方程,求出所需物理量;(6)思考结果的合理性,决定是否需要讨论。
三、例题分析:例1:如图所示,质量m=2kg的物体,受到拉力F=20N的作用,F与水平成37°角。
物体由静止开始沿水平面做直线运动,物体与水平面间的摩擦因数μ=0.1,2s末撤去力F,求:撤去力F 后物体还能运动多远?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)例2:一个质量m=2kg的物体放在光滑的水平桌面上,受到三个与桌面平行的力作用,三个力大小相等F1=F2=F3=10N,方向互成120°,方向互成120°,则:(1)物体的加速度多大?(2)若突然撤去力F1,求物体的加速度?物体运动状况如何?(3)若将力F1的大小逐渐减小为零,然后再逐渐恢复至10N,物体的加速度如何变化?物体运动状况如何?例3:如图所示,停在水平地面的小车内,用轻绳AB、BC拴住一个小球。
绳BC呈水平状态,绳AB 的拉力为T1,绳BC的拉力为T2。
当小车从静止开始以加速度a水平向左做匀加速直线运动时,小球相对于小车的位置不发生变化;那么两绳的拉力的变化情况是:()A、T1变大,T2变大B、T1变大,T2变小C、T1不变,T2变小D、T1变大,T2不变例4:如图所示,物体A质量为2kg,物体B质量为3kg,A、B叠放在光滑的水平地面上,A、B间的最大静摩擦力为10N;一个水平力F作用在A物体上,为保证A、B间不发生滑动,力F的最大值为多少?如果力F作用在B上,仍保证A、B间不滑动,力F最大值为多少?四、超重和失重(1)重力:重力是地球对物体吸引而使物体受到的作用力,是引力,G=mg。
牛顿第二定律详解实验:用控制变量法研究:a与F的关系,a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=ma揭示了:①力与a的因果关系,力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是米/秒2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系);只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合;Fx合=ax合;Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2.物理解题的一般步骤:(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理基本模型解题思路——板块模型(一)本模型难点:(1)长板下表面是否存在摩擦力,摩擦力的种类;静摩擦力还是滑动摩擦力,如滑动摩擦力,N F 的计算(2)物块和长板间是否存在摩擦力,摩擦力的种类:静摩擦力还是滑动摩擦力。
(3)长板上下表面摩擦力的大小。
(二)在题干中寻找注意已知条件:(1)板的上下两表面是否粗糙或光滑(2)初始时刻板块间是否发生相对运动(3)板块是否受到外力F ,如受外力F 观察作用在哪个物体上(4)初始时刻物块放于长板的位置(5)长板的长度是否存在限定一、光滑的水平面上,静止放置一质量为M ,长度为L 的长板,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为μ。
首先受力分析:对于m :由于板块间发生相对运动,所以物块所受长板向左的滑动摩擦力, 即:⎪⎩⎪⎨⎧===m N N ma f F f mg F 动动μg a m μ= (方向水平向左)由于物块的初速度向右,加速度水平向左,所以物块将水平向右做匀减速运动。
对于M :由于板块间发生相对运动,所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力,但下表面由于光滑不受地面作用的摩擦力。
即:动f N F N F '⎪⎩⎪⎨⎧==+='M N N N Ma f F f F Mg F 动动μM mg a M μ= (方向水平向右) 由于长板初速度为零,加速度水平向右,所以物块将水平向右做匀加速运动。
假设当M m v v=时,由于板块间无相对运动或相对运动趋势,所以板块间的滑动摩擦力会突然消失。
则物块和长板将保持该速度一起匀速运动。
关于运动图像可以用t v -图像表示运动状态:公式计算:设经过时间 t 板块共速,共同速度为共v 。
由 共v v v M m == 可得: m 做匀减速直线运动: t a v v m -=0共M 做初速度为零的匀加速直线运动:t a v M M =可计算解得时间: t a t a v M m =-0物块和长板位移关系:m : 2021t a t v x m m -= M : 221t a x M M = 相对位移:M m x x x -=∆v v二、粗糙的水平面上,静止放置一质量为M ,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为1μ,长板和地面间的动摩擦因数为2μ,长板足够长。
高中物理基本模型解题思路——板块模型(一)本模型难点:(1)长板下表面是否存在摩擦力,摩擦力的种类;静摩擦力还是滑动摩擦力,如滑动摩擦力,N F 的计算(2)物块和长板间是否存在摩擦力,摩擦力的种类:静摩擦力还是滑动摩擦力。
(3)长板上下表面摩擦力的大小。
(二)在题干中寻找注意已知条件:(1)板的上下两表面是否粗糙或光滑(2)初始时刻板块间是否发生相对运动(3)板块是否受到外力F ,如受外力F 观察作用在哪个物体上(4)初始时刻物块放于长板的位置(5)长板的长度是否存在限定一、光滑的水平面上,静止放置一质量为M ,长度为L 的长板,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为μ。
首先受力分析:对于m :由于板块间发生相对运动,所以物块所受长板向左的滑动摩擦力, 即:⎪⎩⎪⎨⎧===m N N ma f F f mg F 动动μg a m μ= (方向水平向左)由于物块的初速度向右,加速度水平向左,所以物块将水平向右做匀减速运动。
对于M :由于板块间发生相对运动,所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力,但下表面由于光滑不受地面作用的摩擦力。
即:动f N F N F '⎪⎩⎪⎨⎧==+='M N N N Ma f F f F Mg F 动动μM mg a M μ= (方向水平向右) 由于长板初速度为零,加速度水平向右,所以物块将水平向右做匀加速运动。
假设当M m v v=时,由于板块间无相对运动或相对运动趋势,所以板块间的滑动摩擦力会突然消失。
则物块和长板将保持该速度一起匀速运动。
关于运动图像可以用t v -图像表示运动状态:公式计算:设经过时间 t 板块共速,共同速度为共v 。
由 共v v v M m == 可得: m 做匀减速直线运动: t a v v m -=0共M 做初速度为零的匀加速直线运动:t a v M M =可计算解得时间: t a t a v M m =-0物块和长板位移关系:m : 2021t a t v x m m -= M : 221t a x M M = 相对位移:M m x x x -=∆v v二、粗糙的水平面上,静止放置一质量为M ,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为1μ,长板和地面间的动摩擦因数为2μ,长板足够长。
牛顿第二定律的简单应用1.牛顿第二定律的用途:牛顿第二定律是联系物体受力情况与物体运动情况的桥梁.根据牛顿第二定律,可由物体所受各力的合力,求出物体的加速度;也可由物体的加速度,求出物体所受各力的合力.2.应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.(3)求出合力或加速度.(4)根据牛顿第二定律列方程求解.3.两种根据受力情况求加速度的方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法分别求物体在x 轴、y 轴上的合力F x 、F y ,再应用牛顿第二定律分别求加速度a x 、a y .在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x 轴或y 轴,有时也可分解加速度,即⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma x F y =ma y . 注意:在应用牛顿第二定律解决问题时要重点抓住加速度a 分析解决问题。
【题型1】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的夹角θ=37°,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg.sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g =10 m/s 2.求:(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;(2)悬线对小球的拉力大小.【题型2】(多选)如图所示,套在绳索上的小圆环P 下面用悬线挂一个重力为G 的物体Q 并使它们处于静止状态,现释放圆环P ,让其沿与水平面成θ角的绳索无摩擦下滑,在圆环P 下滑过程中绳索处于绷紧状态(可认为是一直线),若圆环和物体下滑时不振动,稳定后,下列说法正确的是( )A.Q 的加速度一定小于g sin θB.悬线所受拉力为G sin θC.悬线所受拉力为G cos θD.悬线一定与绳索垂直【题型3】如图所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上做减速运动,a与水平方向的夹角为α.求人受到的支持力和摩擦力.【题型4】如图所示,质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1,跟物体1相连接的绳与竖直方向成θ角不变,下列说法中正确的是()A.车厢的加速度大小为g tanB.绳对物体1的拉力为m1g cosθC.车厢底板对物体2的支持力为(m2-m1)gD.物体2受车厢底板的摩擦力为0针对训练1.如图所示,一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动,物体A相对于斜面静止,则斜面运动的加速度为()A.g sin αB.g cosC.g tan αD.gtan α2.如图所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态,现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。
牛顿第二定律的瞬时性问题根据牛顿第二定律的表达式F=ma,物体的加速度与物体所受的合外力总是同时产生、同时变化、同时消失,故物体的合外力与其加速度具有瞬时对应关系。
所以,合外力恒定时加速度恒定不变,合外力变化时加速度随之发生变化。
在某些情况下物体的合外力受力条件突然发生变化,要求分析物体加速度的变化,这类问题我们称为瞬时性问题。
一、瞬时性问题的解题步骤二、两种模型1、轻绳、轻杆和接触面这些物体产生弹力时没有明显的形变,剪断或脱离后,恢复形变不需要时间,弹力立即消失或改变,如果题目中没有特殊说明,我们均可认为轻绳、轻杆和接触面的弹力发生突变。
例题1:如图甲、乙所示,质量为m的两物体分别用长度均为L的细线悬挂在天花板上的A、B、C、D 四点,A、B及C、D两点间的距离也为L,甲图中物体通过一小段细线悬挂,而乙图中两根等长细线直接系在物体上,现在剪断悬挂在B、D两点的细线,则在剪断细线的瞬间,物体的加速度为()A. 甲图中物体的加速度为0,乙图中物体的加速度为gB. 甲图中物体的加速度为12g,乙图中物体的加速度为32g分析原状态受力情况,求出原状态下各力的大小和方向。
原状态当前状态加速度若原状态是平衡状态,则由平衡条件求解,若原状态处于加速状态,则由牛顿第二定律求解。
分析当前状态与原状态的间的差异,发生了哪些变化?分析当前状态的受力情况,确定合外力,由牛顿第二定律求解加速度。
C. 甲图中物体的加速度为g,乙图中物体的加速度为1 2 gD. 甲图中物体的加速度为32g,乙图中物体的加速度为0分析与解:甲图中细线剪断后,物体将做自由落体运动,直至细线被拉直,所以剪断的瞬间物体加速度为g;乙图中细线剪断后,物体将绕C点做圆周运动,其加速度垂直细线,所以加速度为12g。
答案:C例题2:(多选)如图所示,质量分别为M=10kg和m=5kg的两物体通过细线连接,已知物体M与水平面的摩擦因数为0.1,物体m与水平面的摩擦因数为0.2,用恒定的外力F=30N拉着两物体在水平面上做匀加速运动,某时刻,突然撤去外力F的瞬间,下列说法正确的是()A.两物体的加速度大小均为43m/s2B.细线的拉力为10NC.物体m的加速度为2m/s2D. 细线的拉力为零分析与解:撤去力F的瞬间,由于物体m所受摩擦力产生的加速度大于物体M所受摩擦力产生的加速度,所以两细线间没有拉力,两物体加速度不同,物体M的加速度为1 m/s2,物体m的加速度为2 m/s2.答案:CD例题3:(多选)如图所示,箱子内用两根细线将质量为m的小球悬挂在A、B两点,其中细线AO与水平方向成600角,细线BO水平,箱子做竖直向上的匀加速直线运动,加速度a=g,g为重力加速度。
牛顿第二定律的应用第一讲一、两类动力学问题1.1.已知物体的受力情况求物体的运动情况:已知物体的受力情况求物体的运动情况:已知物体的受力情况求物体的运动情况:根据物体的受力情况求出物体受到的合外力,然后应用牛顿第二定律F=ma 求出物体的加速度,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
2.2.已知物体的运动情况求物体的受力情况:已知物体的运动情况求物体的受力情况:已知物体的运动情况求物体的受力情况:根据物体的运动情况,应用运动学公式求出物体的加速度,然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出某些未知力。
进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:第一类第一类 第二类第二类典型例题: 例1、如图所示,用F =12 N 的水平拉力,使物体由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动. 已知物体的质量m =2.0 kg ,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.30. 求:求:(1)物体加速度a 的大小;的大小; (2)物体在t =2.0s 时速度v 的大小.例2、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s 内速度由5.0m/s 增加到15.0m/s.(1)求列车的加速度大小.)求列车的加速度大小.(2)若列车的质量是1.01.0××106kg kg,机车对列车的牵引力是,机车对列车的牵引力是1.51.5××105N ,求列车在运动中所受的阻力大小.,求列车在运动中所受的阻力大小.二、正交分解法在牛顿第二定律中的应用例3、如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a 向上减速运动,向上减速运动,a a 与水平方向的夹角为θ,求人所受到的支持力和摩擦力.求人所受到的支持力和摩擦力.三、整体法与隔离法在牛顿第二定律中的应用 物体的受力情况力情况 物体的加速度a 物体的运动情况动情况F 求内力:先整体后隔离求内力:先整体后隔离例4、如图所示,两个质量相同的物体1和2,紧靠在一起放在光滑的水平面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用,而且F1F1>>F2F2,则,则1施于2的作用力的大小为(的作用力的大小为( )A .F1B .F2C .(F1+F2F1+F2))/2D D..(F1-F2F1-F2))/2求外力:先隔离后整体求外力:先隔离后整体例5、如图所示,质量为m 的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面的质量为M M ,斜面与物块无摩擦,地面光滑。
牛顿第二定律解题精讲〖领会求加速度的基本方法〗1.一物体以10 m/s的初速度和2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:(1)5s末物体的速度;(2)5s内物体的位移.2、用弹簧秤水平拉一质量为0.5kg木块在水平地面上运动,弹簧秤的读数为0.2N时恰能匀速运动,当弹簧秤读数为0.4N时,木块在水平地面上运动的加速度大小?〖两类动力学问题〗【基本思路】【解题程序】1.质量为2kg的物体在水平面上,受到6N的水平拉力后,物体由静止开始运动,10s末的速度为8m/s,(g 取10 m/s2)求:(1)物体的加速度;(2)物体与地面间的动摩擦因数;(3)如果4s末撤去拉力,求5s末速度的大小。
2.2009年12月26日京广高速铁路武广段开通运行,在360km/h速度行驶的动车组车箱内,乘客突然发现,悬挂物体的悬线向车前进方向偏离竖直方向的角度θ=14°,如下图所示,从此刻起动车组保持该情形不变直到停止。
(tan14°=0.25,g=10m/s2)求:(1)动车组是匀加速直线运动还是匀减速直线运动;(2)动车组的加速度大小;(3)动车组在50s内的位移大小。
3. 矿井里的升降机从静止开始做匀加速运动,经过3 s,它的速度达到3 m/s;然后做匀速运动,经过6 s;再做匀减速运动,3 s后停止。
求升降机上升的高度,并画出它的速度图象。
4. 质量为1kg,初速度为10m/s的物体,沿粗糙水平面滑行,物体与地面间的滑动摩擦因数为0.2,同时还受到一个与运动方向相反的,大小为3N的外力F作用,经3s后撤去外力,求物体滑行的总位移?(g=10m/s2)5.一斜面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点由静止开始下滑,如图所示(g取10 m/s2)若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.6.有一斜面固定在水平面上,其倾角为37º。
高中物理基本模型解题思路——板块模型(一)本模型难点:(1)长板下表面就是否存在摩擦力,摩擦力的种类;静摩擦力还就是滑动摩擦力,如滑动摩擦力,NF的计算(2)物块与长板间就是否存在摩擦力,摩擦力的种类:静摩擦力还就是滑动摩擦力。
(3)长板上下表面摩擦力的大小。
(二)在题干中寻找注意已知条件:(1)板的上下两表面就是否粗糙或光滑(2)初始时刻板块间就是否发生相对运动(3)板块就是否受到外力F,如受外力F观察作用在哪个物体上(4)初始时刻物块放于长板的位置(5)长板的长度就是否存在限定一、光滑的水平面上,静止放置一质量为M,长度为L的长板,一质量为m的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为μ。
,即:⎪⎩⎪⎨⎧NffF动动gamμ= (方向水平向左)由于物块的初速度向右,加速度水平向左,所以物块将水平向右做匀减速运动。
对于M:由于板块间发生相对运动,所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力,但下表面由于光滑不受地面作用的摩擦力。
即:⎪⎩⎪⎨⎧==+='MNNMafFfMgF动动μMmgaMμ= (方向水平向右),所以物块将水平向右做匀加速运动。
假设当Mmvv=时,由于板块间无相对运动或相对运动趋势,所以板块间的滑动摩擦力会突然消失。
则物块与长板将保持该速度一起匀速运动。
关于运动图像可以用tv-图像表示运动状态:v公式计算:设经过时间 t 板块共速,共同速度为共v 。
由 共v v v M m == 可得: m 做匀减速直线运动: t a v v m -=0共M 做初速度为零的匀加速直线运动:t a v M M =可计算解得时间: t a t a v M m =-0物块与长板位移关系:m : 2021t a t v x m m -= M : 221t a x M M = 相对位移:M m x x x -=∆二、粗糙的水平面上,静止放置一质量为M ,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为1μ,长板与地面间的动摩擦因数为2μ,长板足够长。
应用牛顿第二定律解题的几种题型牛顿第二定律是一个重要的物理学定律,用于解释物体运动中加速度变化的原理。
它主要用于描述物体受外力时会发生的加速或减速过程,可用来解决许多实际问题。
本文将介绍应用牛顿第二定律解题的几种典型题型,以及如何解答这些题型。
一、牛顿运动速度题第一种典型题目是根据牛顿第二定律求解运动速度的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,在t时刻后,距离原点s米。
请求出t时刻物体的速度v?解题思路:物体由v0开始加速,到t时刻,它的速度是v=v0+at。
由于物体从原点出发,则v0=0。
所以,在t时刻,物体的速度是v=at。
二、牛顿运动加速度题第二种典型题目是根据牛顿第二定律求解加速度的题型。
例如:一个物体从原点出发,在t时刻后,距离原点s米,且物体的速度为v米/秒。
请求出加速度a?解题思路:由于物体从原点出发,则v0=0。
根据牛顿第二定律,v=v0+at,即v=at。
解出a=v/t。
三、牛顿运动时间题第三种典型题目是根据牛顿第二定律求解运动时间的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,距离原点s米。
请求出物体从原点出发到s米的运动时间t?解题思路:根据牛顿第二定律,v=v0+at,解出t=v/a。
由于物体从原点出发,则v0=0,即t=s/a。
四、牛顿运动位移题第四种典型题目是根据牛顿第二定律求解位移的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,在t时刻后,其速度是v米/秒。
请求出物体从原点出发到t时刻时的位移s?解题思路:根据牛顿第二定律,s=v0t+at^2/2。
由于物体从原点出发,则v0=0,即s=at^2/2。
到此,本文介绍了应用牛顿第二定律解题的几种典型题型,以及解答这些题型的解题思路。
熟练掌握牛顿第二定律,并灵活运用,可以很好地解决实际问题。
牛顿第二定律1.解题步骤:(1)确定研究对象,进行受力分析,画受力图。
(2)建立XOY 坐标系,将各个力进行正交分解。
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。
(4)统一单位,求解方程,对结果进行讨论。
力 加速度 运动∑F=ma a =t V V t 0- 2022t tV s a -= s V V a t 2202-= 2Tsa ∆=2.牛顿第二定律要点(1)牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(2)牛顿第二定律是实验定律,实验采用“控制变量法”进行研究。
(3)对牛顿第二定律的理解①矢量性:牛顿第二定律是一个矢量方程,加速度与合外力方向一致.②瞬时性:力是产生加速度的原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失.③独立性:当物体受几个力的作用时,每一个力分别产生的加速度只与此力有关,与其它力无关,这些加速度的矢量和即物体运动的加速度. ④同体性:公式中,质量、加速度和合外力均应对应同一个物体(系统).1.超重和失重:超重:加速度方向向上(加速向上或减速向下运动) 失重:加速度方向向下(加速向下或减速向上运动) 2.超重、失重和完全失重的比较maF =合超重现象失重现象完全失重现象概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□05大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□06小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□07等于零的现象产生条件物体的加速度方向□08竖直向上物体的加速度方向□09竖直向下物体的加速度方向□10竖直向下,大小□11a=g 原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=maa=gF=0运动状态□12加速上升或□13减速下降□14加速下降或□15减速上升以a=g□16加速下降或□17减速上升[典例1]如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态.现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度?若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求求剪断轻弹簧瞬时物体的加速度?【解析】设l1线上拉力为T1,l2轻弹簧上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mg tgθ,剪断线的瞬间,弹簧的长度末发生变化,力大小和方向都不变,物体即在T2反方向获得加速度.因为mg tgθ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T2反方向。
牛顿第二定律的解题技巧牛顿第二定律是物理学中的基础概念之一,它描述了物体运动的原理和力的作用效果。
在解题过程中,熟练掌握牛顿第二定律的应用是非常重要的。
本文将讨论牛顿第二定律的解题技巧,从加速度、质量、力的关系以及应用实例等方面展开。
一、理解牛顿第二定律牛顿第二定律的数学表示为F=ma,其中F代表物体所受的力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这个公式表明物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
二、应用加速度、质量、力的关系1. 求解加速度当已知物体受到的力和质量时,可以通过牛顿第二定律求解加速度。
首先,将所受力的大小代入公式中,然后根据物体的质量求解加速度。
例如,一物体受到的外力为10N,质量为2kg,则根据F=ma可求出加速度为5m/s^2。
2. 求解质量有时候,我们需要求解物体的质量,而已知物体所受的力和加速度。
在这种情况下,我们可以通过牛顿第二定律的公式重新排列,得到质量的表达式m=F/a。
例如,如果一个物体所受力为20N,加速度为4m/s^2,则可得到质量为5kg。
3. 求解力当已知物体的质量和加速度时,可以通过牛顿第二定律求解作用在物体上的力。
根据公式F=ma,将质量和加速度代入可求出力的大小。
例如,当一物体的质量为3kg,加速度为6m/s^2时,力的大小为18N。
三、应用实例1. 下雨天的刹车距离假设某辆车质量为1000kg,在下雨天行驶时受到的制动力为500N,求车辆的减速度和刹车距离。
根据牛顿第二定律可得 F=ma,将已知数据代入可得500N=1000kg*a。
由此可求出车辆的减速度为0.5m/s^2。
刹车距离的计算可通过公式s=v^2/(2a)求解,其中v表示刹车前车辆的速度,a表示车辆的减速度。
假设车速为20m/s,则刹车距离为20^2/(2*0.5),计算后得到刹车距离为200m。
2. 摩擦力对斜坡上物体的影响一质量为2kg的物体放置在一个角度为30度的斜坡上,斜坡表面的摩擦系数为0.2。
高中物理基本模型解题思路——板块模型(一)本模型难点:(1)长板下表面是否存在摩擦力,摩擦力的种类;静摩擦力还是滑动摩擦力,如滑动摩擦力,N F 的计算(2)物块和长板间是否存在摩擦力,摩擦力的种类:静摩擦力还是滑动摩擦力。
(3)长板上下表面摩擦力的大小。
(二)在题干中寻找注意已知条件:(1)板的上下两表面是否粗糙或光滑(2)初始时刻板块间是否发生相对运动(3)板块是否受到外力F ,如受外力F 观察作用在哪个物体上(4)初始时刻物块放于长板的位置(5)长板的长度是否存在限定一、光滑的水平面上,静止放置一质量为M ,长度为L 的长板,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为μ。
首先受力分析:对于m :由于板块间发生相对运动,所以物块所受长板向左的滑动摩擦力, 即:⎪⎩⎪⎨⎧===m N N ma f F f mg F 动动μg a m μ= (方向水平向左)由于物块的初速度向右,加速度水平向左,所以物块将水平向右做匀减速运动。
对于M :由于板块间发生相对运动,所以长板上表面所受物块向右的滑动摩擦力,但下表面由于光滑不受地面作用的摩擦力。
即:动f N F N F 'Mg⎪⎩⎪⎨⎧==+='M N N N Ma f F f F Mg F 动动μ M mg a M μ= (方向水平向右) 由于长板初速度为零,加速度水平向右,所以物块将水平向右做匀加速运动。
假设当M m v v=时,由于板块间无相对运动或相对运动趋势,所以板块间的滑动摩擦力会突然消失。
则物块和长板将保持该速度一起匀速运动。
关于运动图像可以用t v -图像表示运动状态:公式计算:设经过时间 t 板块共速,共同速度为共v 。
由 共v v v M m == 可得: m 做匀减速直线运动: t a v v m -=0共M 做初速度为零的匀加速直线运动:t a v M M =可计算解得时间: t a t a v M m =-0物块和长板位移关系:m : 2021t a t v x m m -= M : 221t a x M M = 相对位移:M m x x x -=∆v v二、粗糙的水平面上,静止放置一质量为M ,一质量为m 的物块,以速度0v 从长板的一段滑向另一段,已知板块间动摩擦因数为1μ,长板和地面间的动摩擦因数为2μ,长板足够长。
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牛顿第二定律解题技巧分析
作者:姚良波
来源:《速读·上旬》2019年第10期
摘; 要:牛顿第二定律作为中学生在物理学习中的难点与重点知识,在最终的高考试卷中占据了较大的考试内容占比。
本文将立足于学生学习情况与客观考试试卷内容,对牛顿第二定律解题技巧进行分析,希望能够促进教师教育教学工作的顺利展开。
关键词:牛顿第二定律;中学生学习;物理问题应用解析
对牛顿第二定律解题技巧展开分析,将能够提升学生的解题技巧,从而改善学生的卷面得分情况,也能够侧面的提高教师的教育教学水平。
本文将从找准关键字、想象建模解题和正确书写三个方面对牛顿第二定律解题技巧进行一定分析,希望能够促进教育教学工作的改善。
一、找准关键字
在探讨牛顿第二定律解题技巧前,学生首先要判断该题目考查知识点中是否涉及到牛顿第二定律。
判断该题目中是否涉及到牛顿第二定律知识点,则需要学生能够找准题目中的关键字。
这就要求教师在日常练习中着重培养学生认真审题的习惯。
教师可以让学生在日常解题时用铅笔进行点读,在点读时发现关键字时则要用笔在题目上进行一定标注。
在读题时,学生首先要判断该题目属于平衡问题还是非平衡问题,如果题目中有关键字为“静止或匀速运动”,则此时a=0,学生则应该将本题判断为平衡问题;如果题目中的关键字为变速运动,则此时a≠0,为非平衡运动。
学生首先要对该题目进行平衡或非平衡判断,才能在该基础上对题目进行进一步的探讨与研究。
如果学生判断该题为平衡问题,则要对该题目中所涉及的具体物体或者人做受力分析。
学生应该根据具体的题目要求选择其所需要的受力分析方法是合成法还是正分解法。
如果该题目中所作受力分析中对力分析有三个,则学生宜采用合成法构建受力三角形;如果该题目中涉及到三个以上的力,则学生应该采用正交分解法对该题目中所涉及物体进行受力分析。
如果学生判断该题目为非平衡问题,则以物体所受两个力为界限,两个力为合成法或者正交分解法;三个力及以上则应该使用正交分解法。
就牛顿第二定律而言,如果该题目中涉及到非平衡问题,则适用牛顿第二定律,如果涉及到平衡问题,则解题模式为牛顿第一定律解题模式。
而在利用牛顿第二定律解题时,一般我们采用正交分解法去进行物体的受力分析。
例如,质量为m的人站在斜面电梯上,该电梯以加速度a向上、向右做加速运动,a的方向与水平方向的夹角为α,根据以上信息,请求该站在斜面电梯上的人受到的支持力与摩擦力。
学生根据题目中关键字加速度a、则可以判断该题目所考查知识点为牛顿第二定律,继而学生要根据题目要求判断位于电梯上的人的受力情况,并根据正交分解法对题目中的人进行受力情况分析。
再根据具体的题目要求利用牛顿第二定律原始公式进行变式解题。