牛顿运动定律的应用连接体问题.
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牛顿运动定律典型例题参考答案一、连接体问题(整体法与隔离法):1.二体连接问题例题1:F=(M+m)g F=(M+m)g F=(M+m)g F=(M+m)g例题2:例题3:2.多体连接问题:例题4:例题5:二、 超失重问题:例题1:BC例题2:A 例题3:C 例题4:A例题5:D三、 等环境问题(力的质量分配原则):例题1.例题2.D四、 临界值问题: 例题1. 解析:(1)ma sin N cos T =α-αmg cos N sin T =α+α当g 31a =时,N=68.4(N ) T=77.3(N ) (2) 若N=0,则有'm a cos T =αm g sin T =α )s /m (17g 3gctg 'a ==α=例题2.五、 瞬时值问题:例题1:解析: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。
此类问题应注意两种模型的建立。
先分析剪断细线前两个物体的受力如图2,据平衡条件求出绳或弹簧上的弹力。
可知,F mg 2=,F F mg mg 122=+='。
剪断细线后再分析两个物体的受力示意图,如图2,绳中的弹力F 1立即消失,而弹簧的弹力不变,找出合外力据牛顿第二定律求出瞬时加速度,则图2剪断后m 1的加速度大小为2g ,方向向下,而m 2的加速度为零。
例题2:C例题3,D 例题4: (a=gsinθ ,a=gtanθ ) 例题5、BD 六、 分离问题:例题1:例题2:设物体与平板一起向下运动的距离为x 时,物体受重力mg ,弹簧的弹力F=kx 和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有:mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma ,当N=0时,物体与平板分离,所以此时ka g m x )(-= 因为221at x =,所以kaa g m t )(2-= 例题3:七、 相对滑动问题:例题1:例题2:BC 例题3:ABC例题4:例题5:例题6:例题7:八、 传送带问题:例题1:D例题2:解析: 物体放上传送带以后,开始一段时间,其运动加速度2m/s 10cos sin =+=m mg mg a θμθ。
牛顿第二定律的应用连接体、叠加体问题(教案)一、连接体、叠加体“连接体运动”是在生活和生产中常见的现象,也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型1.定义:通常是指某些通过相互作用力(绳子拉力、弹簧的弹力、摩擦力等)互相联系的几个物体所组成的物体系。
2.常见模型:(1)用轻绳连接( 2 )直接接触( 3 )靠摩檫接触3.特点:它们一般有着力学或者运动学方面的联系。
4.常见的三类问题:(1)连接体中各物体均处于平衡状态例1.如图已知Q和P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ ,两物体的质量都是m,滑轮的质量和摩擦都不计。
若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为多少?(答案4 μ mg)(2)各物体具有相同的加速度例2.如图水平面光滑,对M施加水平向右的推力F,则M对m的弹力为多大?(3)连接体中一个静止,另一个物体加速例3.如图中物块m沿斜面体M以加速度a下滑,斜面体不动.求地面对斜面体的静摩擦力的大小与方向。
解法一:对两个物体分别应用隔离法解法二:系统应用牛顿第二定律法f=macosθ+M×0=macosθ5.研究对象的选择和三种常用解题方法:(1)研究对象的选择(2)三种常用方法方法一:隔离法方法二:整体与隔离相结合(整体法求加速度,隔离法求相互作用力)方法三:系统应用牛顿第二定律法6. 解连接体问题时的常见错误:错误一:例如F推M及m一起前进(如图),隔离m分析其受力时,认为F通过物体M作用到m上,这是错误的.错误二:用水平力F通过质量为m的弹簧秤拉物体M在光滑水平面上加速运动时(如图所示.不考虑弹簧秤的重力),往往会认为弹簧秤对物块M的拉力也一定等于F.实际上此时弹簧秤拉物体M的力F/=F—ma,显然F/<F.只有在弹簧秤质量可不计时,才可认为F/=F.错误三:运用整体法分析问题时,认为只要加速度的大小相同就行,例如通过滑轮连接的物体,这是错误的.正确做法应产用分别隔离法求解。
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础,对于理解物体的运动和受力情况具有至关重要的意义。
接下来,让我们一起深入探讨牛顿运动定律的相关知识点,并通过具体的例题来加深对其的理解和应用。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变。
例如,在一辆行驶的公交车上,当车突然刹车时,站着的乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有向前的运动惯性,而车的刹车力使车的运动状态改变,但乘客的身体由于惯性仍要保持向前运动的趋势。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为:F = ma,其中 F 表示物体所受的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这一定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比。
当合力为零时,加速度为零,物体将保持匀速直线运动或静止状态。
例题:一个质量为 2kg 的物体,受到水平方向上大小为 6N 的合力作用,求物体的加速度。
解:根据牛顿第二定律 F = ma,可得 a = F/m = 6/2 = 3m/s²,所以物体的加速度为 3m/s²。
在实际应用中,需要注意合力的计算和方向的确定。
例如,一个物体在斜面上运动,需要将重力分解为沿斜面和垂直斜面的两个分力,然后计算沿斜面方向的合力。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
作用力和反作用力同时产生、同时消失,且性质相同。
比如,当你用力推墙时,墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
例题:一个人在冰面上行走,他向后蹬冰面,冰面对他的反作用力使人向前运动。
如果人对冰面的作用力为 100N,那么冰面对人的反作用力也是 100N。
牛顿运动定律的应用----连接体问题专题一、连接体概述两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体..如几个物体叠放在一起;或并排挤放在一起;或用绳子、细杆等连在一起..如下图所示:连接体一般具有相同的运动情况速度、加速度..二、连接体的分类根据两物体之间相互连接的媒介不同;常见的连接体可以分为三大类..1. 接触连接:两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起..2. 轻绳杆连接:两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起;3. 轻弹簧连接:两个物体通过弹簧的作用连接在一起;三、连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下;两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等..轻杆——轻杆平动时;连接体具有相同的平动速度轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中;两端连接体的速率不一定相等;在弹簧形变最大时;两端连接体的速率相等..四、处理连接体问题的基本方法1. 内力和外力:1系统:相互作用的物体称为系统..系统由两个或两个以上的物体组成..2系统内部物体间的相互作用力叫内力;系统外部物体对系统内物体的作用力叫外力..2. 整体法:是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析的方法..3. 隔离法:是将所研究的对象包括物体、状态和某些过程;从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法..五、整体法与隔离法的综合应用实际上;不少问题既可用“整体法”也可用“隔离法”解;也有不少问题则需要交替应用“整体法”与“隔离法”..因此;方法的选用也应视具体问题而定..1. 求内力:先整体求加速度;后隔离求内力..2. 求外力:先隔离求加速度;后整体求外力..3. 当系统内各物体由细绳通过滑轮连接;物体加速度大小相同时;也可以将绳等效在一条直线上;建立沿绳的自然坐标系;用整体法处理..典例1 如图所示;在光滑桌面上并排放着质量分别为m、M的两个物体;对m施加一个水平推力F;则它们一起向右做匀加速直线运动;则1其加速度大小为多大(2)两物体间的弹力的大小为多大3若两个物体与地面的动摩擦因数均为μ;则两物体间的弹力的大小为多大练习1、若将上题中两个物体放到一倾角为a的光滑斜面上;沿斜面向上做匀加速直线运动;则两物体间的弹力的大小为多大典例2如图所示;物体A的质量是1 kg;放在光滑的水平桌面上;在下列两种情况下;物体A的加速度各是多大滑轮摩擦不计;绳子质量不计;g=10 m/s21用F=1 N的力拉绳子;2在绳端挂一个质量为0.1 kg的物体B.3试讨论:在什么情况下绳端悬挂的物体B的重力可近似等于物体A所受到的拉力练习2、如图所示;质量为m1和m2的两个物块m1>m2用一根不可伸长的轻绳跨过一个光滑的小定滑轮相连;开始时用手托住m1;系统处于静止状态;求放手后二者的加速度大小和绳子上的拉力大小..不计空气阻力典例3 如图所示;两个质量分别为m1=3 kg、m2=2 kg的物体置于光滑的水平面上;中间用轻质弹簧测力计连接..两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上;则A. 弹簧测力计的示数是50 NB. 弹簧测力计的示数是24 NC. 突然撤去F2的瞬间;m2的加速度大小为4 m/s2D. 突然撤去F2的瞬间;m1的加速度大小为10 m/s2课后练习1. 多选如图所示;水平地面上有两块完全相同的木块A、B;水平推力F作用在木块A上;用F AB表示木块A、B间的相互作用力;下列说法可能正确的是A. 若地面是完全光滑的;则F AB=FB. 若地面是完全光滑的;则F AB=F/2C. 若地面是有摩擦的;且木块A、B未被推动;可能F AB=F/3D. 若地面是有摩擦的;且木块A、B被推动;则F AB=F/22. 多选如图所示;在光滑地面上;水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动;小车质量是M;木块质量是m;力大小是F;加速度大小是a;木块和小车之间动摩擦因数是μ;则在这个过程中;木块受到的摩擦力大小是A.μmgB.C.μM+mgD.ma3. 如图所示;用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R;使其一起做匀加速运动..若P和Q之间的相互作用力为6 N;Q和R之间的相互作用力为4 N;Q的质量是2 kg;那么R的质量是A. 2 kgB. 3 kgC. 4 kgD. 5 kg4. 多选如图所示;质量不等的木块A 和B的质量分别为m1和m2;置于光滑的水平面上.当水平力F作用于左端A上;两物体一起做匀加速运动时;A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端B上;两物体一起做匀加速运动时;A、B间作用力大小为F2;则A.在两次作用过程中;物体的加速度的大小相等 B.在两次作用过程中;C.在两次作用过程中; D.在两次作用过程中;5.如图所示;有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连;并在拉力F作用下沿斜面向上运动;轻绳与拉力F的方向均平行于斜面..当拉力F一定时;Q受到绳的拉力A. 与斜面倾角θ有关B. 与动摩擦因数有关C. 与系统运动状态有关D. 仅与两物块质量有关6.如图所示;质量分别为m1=2kg;m2=3kg的二个物体置于光滑的水平面上;中间用一轻弹簧秤连接..水平力F1=30N和F2=20N分别作用在m1和m2上..以下叙述正确的是A. 弹簧秤的示数是10N..B. 弹簧秤的示数是50N..C. 在同时撤出水平力F1、F2的瞬时;m1加速度的大小13m/s2..D. 若在只撤去水平力F1的瞬间;m2加速度的大小为4m/s2..7.如图所示;质量分别为m、M 的两物体P、Q 保持相对静止;一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑;Q 的上表面水平;P、Q之间的动摩擦因数为μ;则下列说法正确的是A. P处于超重状态B. P受到的摩擦力大小为μmg;方向水平向右C. P受到的摩擦力大小为mg sin θcos θ;方向水平向左D. P受到的支持力大小为mg sin 2θ8.多选如图所示;若滑轮P可沿与水平面成θ角的绳索无摩擦地下滑;绳索处于绷紧状态;可认为是一直线;滑轮下面挂个重为G的物体Q;若滑轮和物体下滑时不振动;则下列说法正确的是A、Q有加速度一定小于gsinθB、悬线所受拉力为GsinθC、悬线所受拉力为GcosθD、悬线一定与绳索垂直9. 多选如图所示;两个物体中间用一个不计质量的轻杆相连;A、B质量分别为m1和m2;它们与斜面间的动摩擦因数分别为 1和 2..当它们在斜面上加速下滑时;关于杆的受力情况;以下说法中正确的是:A. 若 1> 2;则杆一定受到压力..B. 若 1= 2;m1<m2;则杆受到压力..C. 若 1= 2;m1>m2;则杆受到压力..D. 若 1= 2;则杆的两端既不受拉力也不受压力..10.如图4所示;A、B两物体的质量分别为m A=2.0kg、m B=4.0kg.. 物体A与桌面间的动摩擦因数为0.2;当轻轻释放B后;求:1物体A受到绳子的拉力多大2物体A沿桌面滑行的加速度是多少取g=10m/s2θPQ。