高三物理总复习 牛顿第二定律及其应用
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牛顿第二定律的综合应用1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计计算题动力学两类基本问题2022年浙江卷选择题连接体问题2024年全国甲卷计算题传送带模型2024年湖北卷选择题、计算题板块模型2024年高考新课标卷、辽宁卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对动力学两类基本问题、连接体问题、传送带和板块模型考查的非常频繁,有基础性的选题也有难度稍大的计算题。
【备考策略】1.利用牛顿第二定律处理动力学两类基本问题。
2.利用牛顿第二定律通过整体法和隔离法处理连接体问题。
3.利用牛顿第二定律处理传送带问题。
4.利用牛顿第二定律处理板块模型。
【命题预测】重点关注牛顿第二定律在两类基本问题、连接体、传送带和板块模型中的应用。
一、动力学两类基本问题1.已知物体的受力情况求运动情况;2.已知物体的运动情况求受力情况。
二、连接体问题多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起,构成的系统称为连接体。
(1)弹簧连接体:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(2)物物叠放连接体:相对静止时有相同的加速度,相对运动时根据受力特点结合运动情景分析。
(3)轻绳(杆)连接体:轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等,轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度。
三、传送带模型1.模型特点传送带问题的实质是相对运动问题,这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向。
2.解题关键(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键。
(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口。
四、板块模型1.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
2.位移关系:如图所示,滑块由木板一端运动到另一端的过程中,滑块和木板同向运动时,位移之差Δx=x1 -x2=L(板长);滑块和木板反向运动时,位移之和Δx=x2+x1=L。
第9讲 牛顿第二定律及其两类应用——划重点之精细讲义系列考点1牛顿第二定律的动态分析考点2牛顿第二定律瞬时性的理解考点3动力学的两类基本问题1.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式:F=ma2.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.3.牛顿第二定律的“五性”4.力、加速度、速度间的关系(1)加速度与力有瞬时对应关系,加速度随力的变化而变化.(2)速度的改变需经历一定的时间,不能突变;加速度可以突变.(1)物体的加速度大小不变,则物体不一定受恒力作用。
因为F=ma是矢量式,加速度大小不变,方向有可能变化,故F不一定是恒力。
(2)物体受到几个力共同作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫作力的独立作用原理。
牛顿第二定律的独立性是后面讲解正交分解法求合力、求加速度的依据。
(3)合外力与速度无关,与加速度有关。
速度变大或变小由加速度(合外力)与速度的方向决定,速度与加速度力向相同时,物体做加速运动,反之,则做减速运动。
(4)物体所受的合外力和物体的速度没有直接关系.有力必有加速度,合外力为零时,加速度为零,但此时速度不一定为零,同样速度为零时,加速度不一定为零,即合外力不一定为零.考点1:牛顿第二定律的动态分析1.利用牛顿第二定律解题的步骤第一步:明确研究对象.根据问题的需要和解题的方便,选出研究对象,可以是一个整体或隔离出的物体,视具体情况而定。
第二步:对研究对象进行受力分析和运动状态分析,画出受力示意图,明确物体的运动性质及运动状态.第三步:建立坐标系,选取正方向,写出已知量,根据牛顿第二定律列方程.第四步:统一已知量的单位,代入数值求解.第五步:检查所得结果是否符合实际情况,舍去不合理的解.2.利用牛顿第二定律解题的常用方法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出这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度大小, 加速度的方向就是物体所受合外力的方向,或先求出每个分力产生的加速度,再用平行四边形定则求合加速度。
高考物理二轮复习专题归纳总结—牛顿运动定律的应用1.牛顿第二定律的理解2.动力学两类基本问题3.超重和失重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关。
(2)视重:弹簧测力计的示数或台秤的示数。
(3)超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于所受重力。
即视重大于实重。
(4)失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于所受重力。
即视重小于实重。
4.连接体问题(1)若求解整体的加速度,可用整体法。
把整个系统看做一个研究对象,分析整体受外力情况,再由牛顿第二定律求出加速度。
(2)若求解系统内力,可先用整体法求出整体的加速度,再用隔离法将内力转化成外力,由牛顿第二定律求解。
5.瞬时问题1.动力学两类基本问题2.瞬时问题3.动力学图像问题图1图24.传送带模型(1)水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①v 0>v ,可能一直减速,也可能先减速再匀速②v 0=v ,一直匀速③v 0<v ,可能一直加速,也可能先加速再匀速情景3①传送带较短时,滑块一直减速到达左端②传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端。
若v 0>v ,返回时速度为v ,若v 0<v ,返回时速度为v 0(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①可能一直加速②可能先加速再匀速③可能先以a 1加速再以a 2加速情景3①可能一直匀速②可能一直加速③可能先减速再反向加速5.板块模型(1)分析“板块”模型时要抓住一个转折和两个关联(2)两种类型类型图示规律分析木板B 带动物块A ,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板左端时二者速度相等,则位移关系为x B=x A+L物块A带动木板B,物块恰好不从木板上掉下的临界条件是物块恰好滑到木板右端时二者速度相等,则位移关系为x B+L=x A6.实验情景。
什么是牛顿第二定律及其应用牛顿第二定律,也被称为力的基本定律,是经典力学中最为重要的定律之一。
牛顿第二定律描述了物体的加速度和所受的作用力之间的关系。
它的公式表达为:F = m × a,其中F代表物体所受的合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
牛顿第二定律的数学表达形式简洁明了,但背后蕴含着深刻的物理意义。
根据牛顿第二定律,我们可以推断出以下几点重要结论和应用。
1. 力与加速度成正比:牛顿第二定律告诉我们,当作用在物体上的力增大时,物体的加速度也会增大,反之亦然。
这意味着如果我们希望改变一个物体的加速度,我们可以通过增大或减小作用在物体上的力来实现。
例如,在车辆加速时,加速踏板施加的力增大,车辆的加速度也随之增加。
2. 质量与加速度成反比:牛顿第二定律还告诉我们,当作用在物体上的力一定时,物体的加速度与其质量成反比。
这意味着质量越大的物体在受到相同力的作用下,加速度越小,而质量越小的物体受到相同力的作用下,加速度越大。
例如,一个滑雪者推动一个质量较大的滑雪板和一个质量较小的雪橇,推力相同的情况下,雪橇会比滑雪板更快地加速。
3. 物体的运动状态:根据牛顿第二定律,我们可以推断出物体的运动状态,即匀速直线运动、静止或变速运动。
当物体所受的合力为零时,根据F = m × a,物体的加速度也为零,因此物体将保持静止或匀速直线运动。
只有当物体所受的合力不为零时,物体才会产生加速度,从而产生变速运动。
4. 分析复杂力的作用:牛顿第二定律可以帮助我们分析复杂力的作用。
当物体受到多个力的作用时,我们可以将每个作用力的大小与方向都考虑进去,然后利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
这是分析力学问题中常用的方法,可以应用于各种情况,如空中飞行器的动力学分析、机器的力学设计等。
总结起来,牛顿第二定律是力学领域中一条核心定律,它描述了物体的加速度与所受合力之间的关系。
根据这一定律,我们可以判断物体的运动状态,分析复杂力的作用,进而应用于各种实际场景中,为工程设计、交通运输、自然现象解释等提供了重要的理论基础。
牛顿第二定律的理解
1.瞬时性:牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度,物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化,所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。
2.矢量性:力和加速度都是矢量,物体的加速度方向由物体所受合外力的方向决定。
牛顿第二定律的数学表达式F合=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致。
3.独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理),而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。
即:∑Fx =max,∑Fy=may。
4.同一性:合外力F、质量m、加速度a三个物理量必须对应同一个物体或同一个系统;加速度a相对于同一惯性关系(一般以地面为参考系)。
牛顿第二定律适用范围
1.牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。
2.牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
牛顿第二定律及其知识点牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律,描述了物体的运动与受力之间的关系。
它是牛顿三大运动定律之一,被广泛地应用于物理学和工程学中。
本文将以“step by step thinking”的方式,逐步介绍牛顿第二定律的概念和知识点。
1.牛顿第二定律的表述牛顿第二定律可以用数学公式来表示:F = ma,其中F表示物体所受的合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
这个公式表明了物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
换句话说,施加在物体上的力越大,物体的加速度就越大;物体的质量越大,物体的加速度就越小。
2.牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在物理学和工程学中有着广泛的应用。
它可以用来计算物体的运动轨迹、力的大小和方向等问题。
例如,当我们知道物体的质量和加速度时,可以利用牛顿第二定律计算作用在物体上的合外力大小;当我们知道物体的质量和施加在物体上的力时,可以利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
3.牛顿第二定律和惯性系牛顿第二定律的应用范围是惯性系中的物体。
惯性系是指没有受到任何力作用的参考系。
在惯性系中,牛顿第二定律成立;而在非惯性系中,物体可能受到惯性力或其他非惯性力的作用,牛顿第二定律不再成立。
4.牛顿第二定律和质量质量是物体所固有的一个属性,是描述物体惯性的量度。
牛顿第二定律告诉我们,物体的加速度与物体的质量成反比。
具有较大质量的物体,由于其惯性较大,所受到的力相同情况下加速度较小;而具有较小质量的物体,由于其惯性较小,所受到的力相同情况下加速度较大。
5.牛顿第二定律的局限性牛顿第二定律在某些极端条件下可能不适用。
例如,当物体接近光速时,由于相对论效应的影响,牛顿第二定律需要进行修正。
此外,在微观尺度下,量子力学的规律也可能取代牛顿第二定律。
总结:牛顿第二定律是经典力学中的一个基本定律,描述了物体的运动与受力之间的关系。
它的应用范围广泛,并在物理学和工程学中发挥着重要作用。
高二物理《牛顿第二定律简单运用》知识点总结
一、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的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.表达式:F=ma
3. 对牛顿第二定律的理解
4.应用牛顿第二定律求瞬时加速度的技巧
在分析瞬时加速度时应注意两个基本模型的特点:
(1)轻绳、轻杆或接触面——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间;
(2)轻弹簧、轻橡皮绳——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧或橡皮绳,特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.二、动力学两类基本问题
1.动力学两类基本问题
(1)已知受力情况,求物体的运动情况;
(2)已知运动情况,求物体的受力情况;
2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
3.解决动力学问题的技巧和方法
1.两个关键
(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;
(2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁.
2.两种方法
(1)合成法:在物体受力个数2个或3个时,一般采用“合成法”;
(2)正交分解法:若物体的受力个数3个或3个以上时,则采用“正交分解法”。
物理总复习:牛顿第二定律及其应用编稿:李传安 审稿:【考纲要求】1、理解牛顿第二定律,掌握解决动力学两大基本问题的基本方法;2、了解力学单位制;3、掌握验证牛顿第二定律的基本方法,掌握实验中图像法的处理方法。
【知识网络】牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
解决动力学两大基本问题(1)已知受力情况求运动情况。
(2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
运动=F ma−−−→←−−−合力 加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁【考点梳理】要点一、牛顿第二定律1、牛顿第二定律牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
要点诠释:牛顿第二定律的比例式为F ma ∝;表达式为F ma =。
1 N 力的物理意义是使质量为m=1kg 的物体产生21/a m s =的加速度的力。
几点特性:(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生的根本原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性: F ma =是一个矢量方程,加速度a 与力F 方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
要点二、力学单位制1、基本物理量与基本单位力学中的基本物理量共有三个,分别是质量、时间、长度;其单位分别是千克、秒、米;其表示的符号分别是kg 、s 、m 。
在物理学中,以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量 作为基本物理量。
以它们的单位千克(kg )、米(m )、秒(s )、安培(A )、开尔文(K )、坎 德拉(cd )、摩尔(mol )为基本单位。
2、 基本单位的选定原则(1)基本单位必须具有较高的精确度,并且具有长期的稳定性与重复性。
(2)必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。
物理总复习:牛顿第二定律及其应用【知识网络】牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
解决动力学两大基本问题(1)已知受力情况求运动情况。
(2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况。
运动=F ma−−−→←−−−合力 加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁【考点梳理】要点一、牛顿第二定律1、牛顿第二定律牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
要点诠释:牛顿第二定律的比例式为F ma ∝;表达式为F ma =。
1 N 力的物理意义是使质量为m=1kg 的物体产生21/a m s =的加速度的力。
几点特性:(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生的根本原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性: F ma =是一个矢量方程,加速度a 与力F 方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
要点二、力学单位制1、基本物理量与基本单位力学中的基本物理量共有三个,分别是质量、时间、长度;其单位分别是千克、秒、米;其表示的符号分别是kg 、s 、m 。
在物理学中,以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量 作为基本物理量。
以它们的单位千克(kg )、米(m )、秒(s )、安培(A )、开尔文(K )、坎 德拉(cd )、摩尔(mol )为基本单位。
2、 基本单位的选定原则(1)基本单位必须具有较高的精确度,并且具有长期的稳定性与重复性。
(2)必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。
(3)必须具备相互的独立性。
在力学单位制中选取米、千克、秒作为基本单位,其原因在于“米”是一个空间概念;“千克”是一个表述质量的单位;而“秒”是一个时间概念。
三者各自独立,不可替代。
例、关于力学单位制,下列说法正确的是( )A .kg 、m/s 、N 是导出单位B .kg 、m 、s 是基本单位C .在国际单位制中,质量的单位可以是kg ,也可以是gD .只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是 F ma =【答案】BD【解析】所谓导出单位,是利用物理公式和基本单位推导出来的。
力学中的基本单位只有三个,即kg 、m 、s ,其他单位都是由这三个基本单位衍生(推导)出来的。
如“牛顿”(N )是导出单位,即1 N=1 kg·m/s (F ma =),所以题中A 项错误,B 项正确。
在国际单位制中,质量的单位只能是kg ,C 项错误。
在牛顿第二定律的表达式中,F ma =(k=1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D 项正确。
要点三、验证牛顿运动定律实验原理:采用控制变量法,在所研究的问题中,有两个以上的参量在发生牵连变化时,可以控制某个或某些量不变,只研究其中两个量之间的变化关系的方法,这也是物理学中研究问题经常采用的方法。
本实验中,研究的参量有F 、m 、a ,在验证牛顿第二定律的实验中,可以控制参量m 一定,研究a 与F 的关系;控制参量F 一定,研究a 与m 的关系。
要点诠释:1、求某点瞬时速度:如图求C 点的瞬时速度:根据匀变速直线运动的规律,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度。
0.1T s =214.70 3.9010/0.54/220.1C BD v m s m s T --==⨯=⨯ 2、求加速度:任意两个连续相等的时间内的位移之差是一恒量。
即:2x aT ∆==恒量(1)求图2物体的加速度:只有三段,直接求,222226.77 6.0010/0.77/0.1x a m s m s T -∆-==⨯= (2)求图1物体的加速度:给出了四段,x ∆为后两段之和减去前两段之和,时间为2T ,22222(21.608.798.79)10/ 1.00/(2)40.1x a m s m s T -∆--==⨯=⨯ 如果纸带给出了六段,x ∆为后三段之和减去前三段之和,时间为3T ,计算式中就是除以29T 了。
3、对图像的分析:图2:加速度为零时,横截距(力)为0.1牛,意思是所加砝码重力小于0.1牛,小车没有加速度,只有当所加砝码重力大于等于0.1牛时才开始就做匀加速运动,显然直线没有过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡的不够。
图1:纵截距表示力为零(没有加砝码)时就有加速度,是什么原因使小车做加速运动呢,显然直线没有过原点的原因是砝码盘的重力造成的。
砝码盘的重力多大呢,横截距是力,交点就是砝码盘的重力约0.08牛。
图3:表示不是匀加速了,加速度变小了,原因是没有满足砝码的质量远小于小车的质量。
【典型例题】类型一、力、加速度、速度的关系合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,但速度和加速度不是瞬时关系。
同时要注意是加速还是减速只取决于加速度与速度的方向,加速度与速度同向时,速度增加,加速度与速度反向时,速度减小。
例1、(2017 海南)汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线.由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度.已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25m.汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10m/s2)()A.10 m/s B.20 m/s C.30 m/s D.40 m/s【答案】B【解析】解:刹车后汽车的合外力为摩擦力f=μmg,加速度;又有刹车线长25m,故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小;故ACD错误,B正确;故选:B.【点评】运动学问题,一般先根据物体受力,利用牛顿第二定律求得加速度,然后再由运动学规律求解相关位移、速度等问题.例2、用平行于斜面的力F 拉着质量为m 的物体以速度v 在光滑斜面上做匀速直线运动。
若拉力逐渐减小,则在此过程中,物体的运动可能是( )A .加速度和速度都逐渐减小B .加速度越来越大,速度先变小后变大C .加速度越来越大,速度越来越小D .加速度和速度都越来越大【答案】BCD【解析】物体匀速运动,F 一定沿斜面向上,根据牛顿第二定律sin mg F ma θ-= sin F a mg mθ=- F 逐渐减小,加速度越来越大,沿斜面向下,A 错。
分析物体的初始条件,有两种情况: 1、若v 沿斜面向下,a 、v 同向,a 越来越大,v 越来越大,D 正确。
2、若v 沿斜面向上,a 沿斜面向下,越来越大,v 越来越小,C 正确。
当0v =之后,F 减小,a 越来越大,v 反向增大,B 正确。
当0F =时,0v ≠,题目中“在此过程中”,即拉力减为零的过程中,以后的运动不是本题讨论的范围了。
正确的选项是BCD 。
【总结升华】 D 选项比较隐蔽,不能总认为物体一定沿斜面向上(沿拉力方向)匀速运动。
当多个物理量发生变化时,要关注减小的物理量,一旦减为零,就会有一些变化发生。
举一反三【变式】(2016 全国Ⅰ卷) 一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )A .质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B .质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C .质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D .质点单位时间内速率的变化量总是不变【答案】BC【解析】由牛顿第二定律,质点的加速度总是与该恒力方向相同,且加速度恒定,单位时间内速度的变化量不变,但速率的变化量可能不同,选项C 正确,选项D 错误;当恒力与速度方向不在同一直线上时,质点做匀变速曲线运动,速度方向与恒力方向不相同,但速度方向不可能总与该恒力方向垂直,选项B 正确;只有当恒力与速度同向,做匀加速直线运动时,速度方向才与该恒力方向相同,选项A 错误.故选BC 。
类型二、牛顿运动定律分析瞬时加速度问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
弹性绳(或弹簧):其特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成没来得及发生变化。
通常说轻绳的拉力发生突变,而弹簧的弹力不发生突变。
例3、如图所示,两个质量相等的物体用轻弹簧和轻绳连接起来,当剪断A 绳的瞬间1、2两个物体的加速度分别为________、________;用轻绳连接起来,当剪断A 绳的瞬间两个物体的加速度分别为 ________、________。
【答案】 2g (竖直向下),0;g (向下),g(向下)。
【解析】 (1)1、2 用轻弹簧连接时对2分析:受力分析如图。
当剪断A 绳前,弹力等于重力 F mg =,剪断A 绳瞬间,弹力不变,2的合力还是零,所以 20a =。
对1分析:受力分析如图。
剪断A 绳瞬间,受重力和弹力F ,F mg =根据牛顿第二定律,2mg ma =, 所以 12a g =。
方向竖直向下(2)1、2 用轻绳连接时对2 分析:当剪断A 绳的瞬间,绳对2 的拉力瞬间为零,2mg ma = 2a g = 方向竖直向下 对1 分析:当剪断A 绳的瞬间,两段绳对1 的拉力瞬间为零, 1mg ma = 1a g = 方向竖直向下【总结升华】解题时要注意力的瞬时性,加速度与力同时变化,力变了,加速度就变了。
绳的拉力可以突变,而弹簧的弹力不能突变,因为弹簧形变恢复需要较长时间,所以瞬时弹簧的弹力不变。
举一反三【变式】如图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。
现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为1a 、2a 。
重力加速度大小为g 。
则有( )A .1a g =,2a g =B .10a =,2a g =C .10a =,2m M a g M +=D .1a g =,2m M a g M+= 【答案】C 【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。
对1物体受重力和支持力,mg F =,10a =。
对2物体受重力和压力,根据牛顿第二定律 g Mm M M Mg F a +=+=类型三、解决动力学的两大基本问题(1)已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况,可以求出物体的加速度;再知道物体的初始条件 ( 即初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在任一时刻的速度和位置,也就求解出物体的运动情况。
(2)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,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律可确定物体受的合外力,从而求出未知的力,或与力相关的某些物理量。