牛顿运动定律常用解题方法
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高中物理高考物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v =4m/s 。
B 、C 分别是传送带与两轮的切点,相距L =6.4m 。
倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m =1kg 的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0=8m/s ,A 、B 间的距离x =1m ,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C 点即为运送过程结束。
g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)弹簧压缩至A 点时的弹性势能;(2)工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间;(3)工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】(1)由能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为:2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得:E p =42J(2)工件在减速到与传送带速度相等的过程中,加速度为a 1,由牛顿第二定律得: 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得:a 1=10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为:011v v t a -=解得:t 1=0.4s 工件滑行位移大小为:220112v v x a -= 解得:1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<,所以工件将沿传送带继续减速上滑,在继续上滑过程中加速度为a 2,则有:2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得:a 2=2m/s 2假设工件速度减为0时,工件未从传送带上滑落,则运动时间为:22v ta = 解得:t 2=2s工件滑行位移大小为:2 3? 1n n n n n 解得:x 2=4m工件运动到C 点时速度恰好为零,故假设成立。
高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1. 在机场可以看到用于传送行李的传送带,行李随传送带一起前进运动。
如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s,传送带两端AB间距离为S o=lOm,传送带与行李箱间的动摩擦因数卩=0.2当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后,传送到B端,重力加速度g取10m/2;求:(1) 行李箱开始运动时的加速度大小a;(2) 行李箱从A端传送到B端所用时间t;(3) 整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。
【答案】⑴,(2)薜耳⑶="-纠【解析】【分析】行李在传送带上先做匀加速直线运动,当速度达到传送带的速度,和传送带一起做匀速直线运动,根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B 端所用时间;根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功;【详解】解:(1)行李在传送带上加速,设加速度大小为aI__7(2)行李在传送带上做匀加速直线运动,加速的时间为t1V 2灯== Is1所以匀加速运动的位移为:s\=尹甘=lrnSo-Si 10-1行李随传送带匀速前进的时间:(2 = ---------- = —-一=4.5$v 2行李箱从A传送到B所需时间::3 --气出⑶t1传送带的的位移为:怜一叽“ -根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为:『◎『整个过程行李对传送带的摩擦力做功:w =7比=-吓阿=-20/2. 如图甲所示,质量为m的A放在足够高的平台上,平台表面光滑•质量也为m的物块B放在水平地面上,物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧与物块A用绕过定滑轮的轻绳相连,轻绳刚好绷紧•现给物块A施加水平向右的拉力F (未知),使物块A做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,重力加速度为g,A、B均可视为质点.根据v 2 2ax 解得:v . 2ax 对物体A:F T ma ; 对物体B:T=mg , 解得 F=ma+mg ; (2)设某时刻弹簧的伸长量为x .对物体C ,水平方向:F cosT | m C a ,其中T | kx mg ;竖直方向:F sin m C g ;联立解得m e3mg4g 3a3.如图所示,水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽,长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止 于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量 m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v °=ioom/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数 卩=0.05其它摩擦不计.若木板每次与 A 、B 相碰后速度立即减为 0,且与A 、B 不粘连,重力加 速度 g=10m/s 2.求:(1) 当物块B 刚好要离开地面时,拉力 F 的大小及物块 A 的速度大小分别为多少;(2)若将物块 A 换成物块C ,拉力F 的方向与水平方向成 37°角,如图乙所示,开始时轻绳也刚好要绷紧,要使物块B 离开地面前,物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动,则物块 C 的质量应满足什么条件? ( sin37°0.6,cos37° 0.8)【答案】(1) F ma mg;v 【解析】 【分析】 【详解】(1)当物块B 刚好要离开地面时, B 受力分析有mg kx ,得:x2嘗(2) m C设弹簧的伸长量为mg k3mg 4g 3ax ,物块A 的速度大小为v ,对物块2amg k(3)木块最终停止时离 A 点的距离s.【答案】(1) v 2m/s (2) F N 12.5N (3) L 1.25m 【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为 v ,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:m °V 0 (m ° mjv解得:v 2叹;⑵木块滑上薄板后,木块的加速度 印 g 0.5,且方向向右设经过时间t ,木块与木板共同速度 v 运动 则:va 2t此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度.1 .2 1 2x vt a 1ta 2t L2 2故共速时,恰好在最左侧 B 点,此时木块的速度 v v a 1t 1^S 木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:'2vF N mg m R代入相关数据解得:F N =12.5N. 由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ;1 2⑶木块还能上升的高度为 h ,由机械能守恒有:(m ° mjv (m 0 m^gh2h 0.05m 0.4m木块不脱离圆弧轨道,返回时以 1m/s 的速度再由B 处滑上木板,设经过 t 1共速,此时木 板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为 a 1,板产生的加速度a 2 mg M, 且方向向左则:v2 a1t1 a2t1,解得:t1 1s1 2 1 2此时x v t1a-i t-i a2t| 0.5m2 2v3v2 at10.5叹碰撞后,v薄板=0,木块以速度V3=0.5m/s的速度向右做减速运动v3设经过t2时间速度为0,则t2a;1s| 2x v3t2a2t2 0.25m2故△L=b △x' - x=1.25m即木块停止运动时离A点1.25m远.4. 如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A。
历年高考物理力学牛顿运动定律题型总结及解题方法单选题1、现在城市的滑板运动非常流行,在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行,在横杆前起跳并越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过,如图所示,假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计,若运动员顺利地完成了该动作,最终仍落在滑板原来的位置上,则下列说法错误的是()A.运动员起跳时,双脚对滑板作用力的合力竖直向下B.起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后C.运动员在空中最高点时处于失重状态D.运动员在空中运动时,单位时间内速度的变化相同答案:B解析:AB.运动员竖直起跳,由于本身就有水平初速度,所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动,又参与了竖直上抛运动。
各分运动具有等时性,水平方向的分运动与滑板的运动情况一样,运动员最终落在滑板的原位置。
所以水平方向受力为零,则起跳时,滑板对运动员的作用力竖直向上,运动员对滑板的作用力应该是竖直向下,故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;C.运动员在空中最高点时具有向下的加速度g,处于失重状态,故C正确,不符合题意;D.运动员在空中运动时,加速度恒定,所以单位时间内速度的变化量相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
2、如图所示,物体静止于水平面上的O点,这时弹簧恰为原长l0,物体的质量为m,与水平面间的动摩擦因数为μ,现将物体向右拉一段距离后自由释放,使之沿水平面振动,下列结论正确的是()A.物体通过O点时所受的合外力为零B.物体将做阻尼振动C.物体最终只能停止在O点D.物体停止运动后所受的摩擦力为μmg答案:B解析:A.物体通过O点时弹簧的弹力为零,但摩擦力不为零,A错误;B.物体振动时要克服摩擦力做功,机械能减少,振幅减小,做阻尼振动,B正确;CD.物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。
若停在O点摩擦力为零,若不在O点,摩擦力和弹簧的弹力平衡,停止运动时物体所受的摩擦力不一定为μmg,CD错误。
三、牛顿运动定律常用解题方法1.合成法与分解法【例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37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg .(g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(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.解析:(1)球和车厢相对静止,它们的运动情况相同,由于对球的受力情况知道的较多,故应以球为研究对象.球受两个力作用:重力mg 和线的拉力F T ,由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动,故其加速度沿水平方向,合外力沿水平方向.做出平行四边形如图所示.球所受的合外力为F 合=mg tan37°由牛顿第二定律F 合=ma 可求得球的加速度为=︒==37tan g mF a 合7.5m/s 2加速度方向水平向右.车厢可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动. (2)由图可得,线对球的拉力大小为8.010137cos ⨯=︒=mg F T N=12.5 N 点评:本题解题的关键是根据小球的加速度方向,判断出物体所受合外力的方向,然后画出平行四边形,解其中的三角形就可求得结果.2. 正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题,多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上,有,有的情况下分解加速度比分解力更简单。
例3. 质量为m 的物体放在倾角为的斜面上斜面固定在地面上,物体和斜面间的动摩擦因数为,如沿水平方向加一个力F ,使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动,如图2的所示,则F 的大小为多少?图2解析:物体受力分析如图2(a)所示,以加速度方向即沿斜面向上为x轴正向,分解F和mg,建立方程并求解:图2(a)x方向:y方向:又因为联立以上三式求解得例4. 如图3所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?图3解析:此题为分解加速度较简单的典型例题,对人受力分析如图3(a)所示,取水平向右为x轴正方向,此时只需分解加速度,建立方程并求解:图3(a)x方向:y方向:解得3. 假设法在分析物理现象时,常常出现似乎是这又似乎是那,不能一下子就很直观地判断的情况,通常采用假设法。
高考物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图所示,质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动.已知力F 的大小为5N ,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体由静止开始运动后的加速度大小;(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小; (3)若8s 末撤掉拉力F ,则物体还能前进多远? 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】(1)物体的受力情况如图所示:根据牛顿第二定律,得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N联立得:a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后,物体做匀减速运动, 根据牛顿第二定律得,物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ===='' 由v 2=2a ′x ′得:21.44m 2v x a =''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解运动学参量.2.如图,质量M=4kg 的长木板静止处于粗糙水平地面上,长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1,现有一质量m=3kg 的小木块以v 0=14m/s 的速度从一端滑上木板,恰好未从木板上滑下,滑块与长木板的动摩擦因数μ2=0.5,g 取10m/s 2,求:(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加速度大小; (2)木板长度;(3)木板在地面上运动的最大位移。
牛顿运动定律的解题技巧常用的方法:一、整体法★★:整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时,一般可采用整体法.二、隔离法★★:隔离法是将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法,其目的是便于进一步对该物体进行受力分析,得出与之关联的力.为了研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,通常可采用隔离法.一般情况下,整体法和隔离法是结合在一起使用的.注:整体与隔离具有共同的加速度,根据牛二定律,分别建立关系式,再联合求解。
三、等效法:在一些物理问题中,一个过程的发展,一个状态的确定,往往是由多个因素决定的,若某量的作用与另一些量的作用相同,则它们可以互相替换,经过替换使原来不明显的规律变得明显简单。
这种用一些量代替另一些量的方法叫等效法,如分力与合力可以互相代替。
运用等效法的前提是等效。
四、极限法极限法是把某个物理量推向极端,即极大或极小,极左或极右,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或一般结论。
极限法在进行某些物理过程的分析时,具有独特作用,恰当运用极限法能提高解题效率,使问题化难为易,化繁为简思路灵活,判断准确。
五、作图法作图法是根据题意把抽象的复杂的物理过程有针对性的表示成物理图示或示意图,将物理问题化成一个几何问题,通过几何知识求解。
作图法的优点是直观形象,便于定性分析,也可定量计算。
六、图象法图象法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图象,将物理量间关系变为几何关系求解。
对某些问题有独特的优势。
动力学的常见问题:TB TA B A 2解之得g m M m M a A 42sin +-=α,g m M m M a B 42sin 2+-=α 讨论:(1)当m M 2sin >α时,0>A a ,其方向与假设的正方向相同;(2)当m M 2sin =α时,0==B A a a ,两物体处于平衡状态;(3)当m M 2sin <α时,0<A a ,0<B a ,其方向与假设的正方向相反,即A 物体的加速度方向沿斜面向上,B 物体的加速度方向竖直向下。
利用牛顿第二定律解决问题牛顿第二定律是经典物理学中最为重要的定律之一,它提供了描述物体运动和力的关系的基本原理。
根据牛顿第二定律,物体的加速度直接与作用在其上的合力成正比,反比于物体的质量。
通过运用牛顿第二定律,我们可以解决许多与力有关的问题。
本文将通过几个实例,展示如何利用牛顿第二定律解决问题。
1. 弹簧的伸长问题设想在一块光滑的地面上放置了一个质量为m的物体,上面连接着一个弹簧。
现在我们开始将物体推向弹簧的方向,施加一个力F。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,反比于物体的质量。
因此,可以得出如下等式:F = ma,其中a表示物体的加速度。
当物体与弹簧连接时,可以发现,弹簧对物体施加了一个阻力,该阻力与物体与弹簧伸长的距离成正比。
假设弹簧对物体的阻力为-kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为物体与弹簧伸长的距离。
那么根据牛顿第二定律,可以得出以下方程:F - kx = ma。
通过解这个方程,我们可以求解出物体的加速度。
进一步,我们还可以通过运用牛顿第二定律,确定物体在任意位置上受到的力。
2. 自由落体问题自由落体是物理学中的一个经典问题。
当一个物体在重力的作用下自由下落时,我们可以利用牛顿第二定律来描述其运动。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与所受合力成正比,反比于物体的质量。
在自由落体的情况下,合力为物体的重力,可以表示为F = mg,其中m为物体的质量,g为重力加速度。
将重力代入牛顿第二定律的等式中,可以得到如下方程:mg = ma。
由于在自由落体的情况下,物体所受的阻力可以忽略不计,因此合力就等于物体的重力。
根据这个方程,我们可以求解物体的加速度a,并进一步了解物体的速度和位移。
3. 斜面上的物体滑动问题考虑一个质量为m的物体放置在一个光滑的斜面上,倾角为θ。
如果我们施加一个平行于斜面的力F,那么根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,反比于物体的质量。
可以得到如下方程:F - mg sinθ = ma。
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。
高中物理重难点及高考题解牛顿运动定律一.牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止,这就是牛顿第一定律,又叫惯性定律。
这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性。
1.牛顿第一定律牛顿第一定律揭示了宇宙中一切物体(或物质)的存在形式,即一切物体在不受外力作用时处于匀速直线运动状态,或处于静止状态,并且运动是绝对的,而静止是相对的。
同时牛顿第一定律也说明了力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因。
2.惯性(1)惯性是物体本身的固有属性,不论物体处于怎样的运动状态,物体均具有惯性。
(2)质量是物体惯性大小的量度。
质量越大,惯性也就越大。
【难点突破】惯性是物体最基本的属性。
表现为:当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为物体运动状态不改变;当物体所受合外力不为零时,惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。
【例题】如图所示,水平放置的小瓶内有水,其中有一气泡。
当瓶从静止状态突然向右运动时,小气泡在瓶内将向何方运动?(1)甲同学认为:在瓶内的小气泡由于惯性将向左运动,你认为这个结论正确吗?并说明理由。
(2)乙同学认为:瓶中的水由于惯性保持原来的静止状态,相对于瓶子来说向左运动,而瓶中的气泡就向右移动,你认为这个结论正确吗,请说明理由。
【分析】【题解】【答案】二.牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
1.牛顿第二定律(1)牛顿第二定律揭示了物体的加速度跟它受到的合外力及物体本身质量之间的定量关系,其数学表达式为a ∝mF 式中各物理量取国际单位制中的单位后可以写为F 合=ma(2)牛顿第二定律反映了合外力的方向决定加速度的方向,而加速度的方向和速度改变量的方向一致,所以速度改变量的方向也就决定于合外力的方向。
(3)作用在物体上的每一个力都会使物体产生一个加速度,物体最终表现出来的加速度是这些加速度的矢量和,由此可以提供计算物体加速度的两条途径,即可以先求合外力,再求合外力产生的加速度;可以先求所有外力产生的加速度,再求这些加速度的矢量和。
牛顿运动定律复习1、 连接体问题解题思路:整体法与隔离法的灵活运用a) 各部分间没有相对运动,或者虽有相对运动但为匀速运动:整体及各部分有相同的加速度,整体法求加速度,隔离法求各物体受力情况。
b) 各部分间有相对运动且不是匀速运动:整体及部分间没有共同的加速度,且整体的加速度不等于各部分的加速度平均。
必须灵活运用整体法及隔离法求解问题。
整体的加速度用整体法求解,部分的加速度用隔离法求解;受力情况运用整体、隔离及牛三定律等求解。
例1、 如图所示,小车向右做匀加速运动的加速度大小为a ,bc 为固定在小车上的水平横杆,物块M 串在杆上,M 通过细线悬吊着一小铁球m , M 、m 均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.若小车的加速度逐渐增大到2a 时,M 仍与小车保持相对静止,则A .横杆对M 的作用力增加到原来的2倍B .细线的拉力增加到原来的2倍C .细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D .细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的2倍例2、 如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块AB ,水平推力F 作用在A 上,用F AB 代表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AB 未被推动,可能F AB =F /3D .若地面是有摩擦的,且AB 被推动,则F AB =F /2例3、 如图所示,一质量为M 的直角劈B 放在水平面上,在劈的斜面上放一质量为m 的物体A ,用一沿斜面向上的力F 作用于A 上,使其沿斜面匀速上滑,在A 上滑的过程中直角劈B 相对地面始终静止,则关于地面对劈的摩擦力f 及支持力N 正确的是A .f = 0 ,N = Mg +mgB .f 向左,N <Mg +mgC .f 向右,N <Mg +mgD .f 向左,N =Mg +mg例4、 某人拍得一张照片,上面有一个倾角为α的斜面,斜面上有一辆无动力的小车,小车上悬挂一个小球,如图所示,悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角为β,下面判断正确的是A 、如果βα=,小车一定处于静止状态B 、如果0β=,斜面一定是光滑的C 、如果βα>,小车一定是沿斜面加速向下运动D 、无论小车做何运动,悬线都不可能停留图中虚线的右侧例5、 如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m 1和m 2的物体,m 1放在地面上,当m 2的质量发生变化时,m 1的加速度a 的大小与m 2的关系大致如下图中的图( ).αβF V α B A2、 弹簧类问题可视为特殊的连接体问题,注意关键点:弹簧的弹力不能突变。
1.惯性
运动何须力维持,改变状态才需力,惯性大小看质量,物体天生就具备.2.牛顿第一定律
静则静,动则动,
第一定律来决定。
3.牛顿定律解题
牛顿定律来解题,力变a 变要牢记,正交分解最常用,基本方法是隔离;整体隔离好求a ,单独隔离求内力,弄清过程是关键,临界状态须注意.4.力学单位制
力学单位有制度,三基本量要记住,质量时间和长度,其它单位可导出;米千克秒力牛顿,厘米克秒是达因,统一单位代数据,最后单位要紧跟.5.超重·失重(一)
超重失重要分清,a向上时是超重,a向下时是失重,抛出物体视重零,轨道卫星太空行,舱内人物全失重6.超重·失重(二)
弹力数值是视重,mg乘积是实重;
超重失重是视重,其中不变是实重;加速上升是超重,减速下降也超重,加速下降是失重,减速上升也失重,失重状态有特例,完全失重视重零。
7.牛顿第二定律
F等于ma,叫做牛顿二定律,
产生加速度,原因就是受的力。
合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则v可大,因为a与v同向;a变大则v可小,因为a与v反向。
8.牛顿定律的适用步骤
画简图、定对象、明过程、分析力;选坐标、作投影、取分量、列方程;求结果、验单位、代数据、作答案。
应用牛顿运动定律解题的一般思路是什么(一个桥梁,两种分析,三个方程)
应用牛顿运动定律解题的一般思路如下:
1. 问题分析:首先要对问题进行仔细分析,明确问题中涉及的物体、力、运动状态等方面的信息。
理解问题的背景和条件是解题的第一步。
2. 选择坐标系:确定合适的坐标系,并标明正方向。
通常选择使得问题简化的坐标系,比如可以选择沿着物体运动方向的坐标系。
3. 绘制自由体图:绘制受力物体的自由体图,清楚地标示出各个受力和受力方向。
这有助于分析物体受到的各个力,以及这些力的方向和大小。
4. 运用牛顿第二定律:根据牛顿第二定律 F=ma,应用力的平衡条件,列出物体所受到的所有力,并利用向量分析或分解力的方法将力分解为沿坐标轴的分力。
5. 解方程:根据所列出的所有力的平衡条件,利用牛顿第二定律的公式,在合适的坐标系下建立方程组。
通常情况下,这会涉及到三个方程,其中包括力在不同方向上的平衡条件。
6. 求解问题:解方程组,得到未知量的值。
通常这些未知量包括物体的加速度、速度、位移等,根据具体问题求解。
7. 检查结果:最后要对结果进行检查,确保解的物理意义和符合实际情况。
这种解题方法通常适用于通过牛顿运动定律解决力学问题。
在问题中,常常会涉及到物体受力情况、运动状态以及运动轨迹等,通过建立合适的方程组,应用数学方法求解,可以得到物体的运动情况和所受力的大小。
应用牛顿运动定律解题的技巧有哪些应用牛顿运动定律解题的技巧有哪些牛顿运动定律是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础,应用牛顿运动定律解决问题时,要留意把握必要的解题技巧:下面是我整理的应用牛顿运动定律解题的技巧有哪些,仅供参考,欢迎大家阅读。
应用牛顿运动定律解题的技巧有哪些一、解题技巧1.巧用隔离法当问题涉及几个物体时,我们经常将这几个物体“隔离”开来,对它们分别进行受力分析,依据其运动状态,应用牛顿其次定律或平衡条件列式求解.特殊是问题涉及物体间的相互作用时,隔离法不失为一种有效的解题方法.2.巧用整体法将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体(系统)作为讨论对象,去查找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法.整体法能削减和避开非待求量,简化解题过程.整体法和隔离法是相辅相成的.3.巧建坐标系通常我们建立坐标系是以加速度的方向作为坐标轴的正方向,有时为削减力的分解,也可奇妙地建立坐标轴,而将加速度分解,应用牛顿其次定律的重量式求解.4.巧用假设法对物体进行受力分析时,有些力存在与否很难确定,往往用假设推理法可以快速解决.使用这种方法的基本思路是:假设某力存在(或不存在),然后利用已知的物理概念和规律进行分析推理,从而确定或否定所做的假设,得出正确的推断.5.巧用程序法按时间挨次对物体运动过程进行分析的解题方法称为程序法.其基本思路是:先正确划分问题中有多少个不同的运动过程,然后对各个过程进行详细分析,从而得出正确的结论.6.巧建抱负模型应用牛顿其次定律解题时,往往要建立一些抱负模型.例如:将物体看成质点,光滑接触面摩擦力为0,细线、细杆及一般的物体为刚性模型,轻弹簧、橡皮绳及弹性模型等等.二、临界极值问题1.在运用牛顿运动定律解动力学问题时,经常争论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分别等等.这类问题就是临界问题.2.解决临界问题的关键是分析临界状态.例如两物体刚好要发生相对滑动时,接触面上必需消失最大静摩擦力;两个物体要发生分别,相互之间的作用力——弹力必定为零.3.解决临界问题的一般方法(1)极限法:题设中若消失“最大”“最小”“刚好”等这类词语时,一般就隐含着临界问题,解决这类问题时,经常是把物理问题(或物理过程)引向极端,进而使临界条件或临界点暴露出来,达到快速解决有关问题的目的.(2)假设法:有些物理问题在变化过程中可能会消失临界问题,也可能不消失临界问题,解答这类题,一般要用假设法.(3)数学推理法:依据分析的物理过程列出相应的数学表达式,然后由数学表达式争论出临界条件.三、应用牛顿运动定律解题的一般步骤(1)仔细分析题意,明确已知条件和所求量.(2)选取讨论对象.所选取的讨论对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体.同一题目,依据题意和解题需要也可以先后选取不同的讨论对象.(3)分析讨论对象的受力状况和运动状况.(4)当讨论对象所受的外力不在一条直线上时:假如物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;假如物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;假如物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.(5)依据牛顿其次定律和运动学公式列方程,物体所受外力、加速度、速度等都可依据规定的正方向按正、负值代入公式,按代数和进行运算.(6)求解方程,检验结果,必要时对结果进行争论.本章是高考的热点也是高考的重点,这是由于它在经典力学中的地位,以及考查同学分析问题、解决问题的力量的目的所打算的,本章多与运动学、以及电磁学联系在一起综合考查.需要同学们娴熟把握并学会应用。
牛顿运动定律【基本知识点】(一)牛顿第一定律(即惯性定律)(二)牛顿第二定律1. 定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量m成反比。
2. 公式:理解要点:①因果性:是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失;②方向性:a与都是矢量,方向严格相同;③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,是该时刻作用在该物体上的合外力。
(三)力的平衡1. 平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态。
特点:a=0。
2. 平衡条件F0。
共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即∑=3. 平衡条件的推论(1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等大反向;(2)物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平衡状态,这三个力必为共点力(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。
(四)牛顿第三定律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,作用在一条直线上,公式可写为=-'。
F F【典型问题】一、临界问题例. 如图1所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线另一端拴一质量为m的小球。
当滑块以2g加速度向左运动时,线中拉力T等于多少?二、突变问题例如图4甲、乙所示,图中细线均不可伸长,物体均处于平衡状态。
如果突然把两水平细线剪断,求剪断瞬间小球A、B的加速度各是多少?(θ角已知)三、传送带问题例3. 传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图6所示。
今=05.的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若在传送带上端A处无初速地放上一个质量为m kgm s/,则物体从A运动到B的时间为多少?传送带A到B的长度为16m,g取102四、木块、木板问题:=8的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N。
当小车向例4. 如图7,质量M kg右运动速度达到3m/s 时,在小车的右端轻放一质量m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=02.,假定小车足够长,问:(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动? (2)小物块从放在车上开始经过t s 030=.所通过的位移是多少?(g 取102m s /)五、超重、失重问题:例5. 将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。
高中物理牛顿定律题解析与答题技巧牛顿定律是物理学中最基础的定律之一,它描述了物体在受力作用下的运动规律。
在高中物理考试中,牛顿定律题目常常出现,考察学生对于力的概念和运用牛顿定律解决问题的能力。
本文将通过具体的题目举例,分析解题思路和考点,并给出一些答题技巧,帮助高中学生提高解题能力。
题目一:一个质量为2kg的物体受到一个水平方向的恒力F=10N,物体的初始速度为0m/s。
求物体在10s内的位移。
解析:根据牛顿第二定律F=ma,可得物体的加速度a=F/m=10N/2kg=5m/s²。
根据运动学公式s=ut+1/2at²,代入已知条件,即可求得位移s=0+1/2×5×10²=250m。
考点:此题考察了学生对于牛顿第二定律的理解和运用,以及对于运动学公式的熟练运用。
学生需要将已知条件代入公式,并进行简单的计算。
答题技巧:在解题过程中,学生需要注意将已知条件与公式进行对应,将问题转化为数学表达式,并进行计算。
同时,需要注意单位的转换和使用,确保结果的准确性。
题目二:一个质量为5kg的物体受到一个斜向上的力F=20N,与水平方向的夹角为30°,物体的初始速度为4m/s。
求物体在5s内的位移。
解析:首先将斜向上的力分解成水平方向的分力和竖直方向的分力。
水平方向的分力F₁=Fcosθ=20N×cos30°=17.32N。
竖直方向的分力F₂=Fsinθ=20N×sin30°=10N。
根据牛顿第二定律F=ma,可得物体在水平方向上的加速度a₁=F₁/m=17.32N/5kg=3.464m/s²。
根据运动学公式s=ut+1/2at²,代入已知条件,即可求得位移s₁=4m/s×5s+1/2×3.464m/s²×(5s)²=20m+43.3m=63.3m。
三、牛顿运动定律常用解题方法1.合成法与分解法【例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37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg .(g =10m/s 2,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.解析:(1)球和车厢相对静止,它们的运动情况相同,由于对球的受力情况知道的较多,故应以球为研究对象.球受两个力作用:重力mg 和线的拉力F T ,由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动,故其加速度沿水平方向,合外力沿水平方向.做出平行四边形如图所示.球所受的合外力为F 合=mg tan37°由牛顿第二定律F 合=ma 可求得球的加速度为=︒==37tan g mF a 合7.5m/s 2加速度方向水平向右.车厢可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动. (2)由图可得,线对球的拉力大小为8.010137cos ⨯=︒=mg F T N= N 点评:本题解题的关键是根据小球的加速度方向,判断出物体所受合外力的方向,然后画出平行四边形,解其中的三角形就可求得结果.2. 正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题,多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上,有F ma F ma x x y y ==,,有的情况下分解加速度比分解力更简单。
例3. 质量为m 的物体放在倾角为α的斜面上斜面固定在地面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向加一个力F ,使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动,如图2的所示,则F 的大小为多少图2解析:物体受力分析如图2(a )所示,以加速度方向即沿斜面向上为x 轴正向,分解F 和mg ,建立方程并求解:图2(a )x 方向:F mg F ma f cos sin αα--= y 方向:F mg F N --=cos sin αα0 又因为F F f N =μ联立以上三式求解得F m a g g =++-(sin cos )cos sin αμααμα例4. 如图3所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的65,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍解析:此题为分解加速度较简单的典型例题,对人受力分析如图3(a )所示,取水平向右为x 轴正方向,此时只需分解加速度,建立方程并求解:图3(a )x 方向:F ma f =cos30y 方向:F mg ma N -=sin 30解得F mgf =353. 假设法在分析物理现象时,常常出现似乎是这又似乎是那,不能一下子就很直观地判断的情况,通常采用假设法。
例5. 两重叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上,如图4所示,滑块A 、B 的质量分别在M 、m ,A 与斜面间的动摩擦因数为μ1,B 与A 之间的动摩擦因数为μ2,已知滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块B 受到的摩擦力( )A. 等于零B. 方向沿斜面向上C. 大小等于μθ1mg cosD. 大小等于μθ2mg cos解析:以B 为研究对象,对其受力分析如图4所示,由于所求的摩擦力是未知力,可假设B 受到A 对它的摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律得mg F ma fB sin θ+=①对A 、B 整体进行受力分析,有()sin ()cos ()M m g M m g M m a +-+=+θμθ1②由①②得F mg fB =-μθ1cos式中负号表示F fB 的方向与规定的正方向相反,即沿斜面向上,所以选B 、C 。
4、整体法与隔离法例1、如图所示,在粗糙的水平面上有一个三角形木块abc ,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m 1和m 2的木块,m 1>m 1;已知三角形木块和两个物体都静止,则粗糙的水平面对三角形木块 ( )A 、有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右;B 、有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左;C 、有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m 1、m 2、θ1、θ2的数值均未给出;D 、没有摩擦力的作用。
分析:对abc 和m 1、m 2组成的系统进行分析,除水平面对abc 下表面可能存在水平方向的摩擦力以外,整体受到系统外的作用力只有abc 和m 1、m 2的重力G 和水平面的支持力F N ,受力情况如图2所示,在水平方向系统不受其它外力,而abc 和m 1、m 2组成的系统中各物体的加速度都为零,系统处于平衡状态,所以在水平方向a 受到水平面的摩擦力必为零。
即abc 相对于水平面没有运动趋势。
故正确的答案是D 。
b如图2b如图1例5. 如图12所示,两个用轻线相连的位于光滑平面上的物块,质量分别为m 1和m 2。
拉力F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力。
图12解析:设两物块一起运动的加速度为a ,则对整体有对m 1有解以上二式可得点评:该题体现了牛顿第二定律解题时的基本思路:先整体后隔离––––即一般先对整体应用牛顿第二定律求出共同加速度,再对其中某一物体(通常选受力情况较为简单的)应用牛顿第二定律,从而求出其它量。
系统内各物体加速度不同时对于整体法,其本质是采用牛顿第二定律,设质点系在某一方向上所受到的合力为F ,质点系中每一个物体的质量分别为m 1、m 2、m 3……,每一个物体的加速度分别为a 1、a 2、a 3……,则F = m 1a 1 +m 2a 2 +m 3a 3+……。
例1:如图1所示,质量为M 的框架放在水平的地面上,内有一轻质弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球。
小球上下振动时不与框架接触,且框架始终没有跳起。
则当框架对地面的压力刚好为零时,小球的加速度为多大解:对于本题,若采用常规的方法,先对框架进行受力分析,如图2所示,弹簧对框架的作用力为N =Mg 。
再对小球进行受力分析,如图3所示,则根据牛顿第二定律可得:N +mg =ma Mg +mg =ma a =Mg +mgm图1图2MgN图3N mg若采用整体法,取框架、小球为一个整体,则整体所受的合力为Mg +mg ,框架的加速度a 1=0,小球的加速度a 2=a ,则根据牛顿第二定律可得:Mg +mg =Ma 1+ma 2=maa =Mg +mg m可见,采用整体法比分别分析两个物体要简单。
【例8】如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的21,即a =21g ,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少命题意图:考查对牛顿第二定律的理解运用能力及灵活选取研究对象的能力.B 级要求.错解分析:(1)部分考生习惯于具有相同加速度连接体问题演练,对于“一动一静”连续体问题难以对其隔离,列出正确方程.(2)思维缺乏创新,对整体法列出的方程感到疑惑.解题方法与技巧: 解法一:(隔离法)木箱与小球没有共同加速度,所以须用隔离法.取小球m 为研究对象,受重力mg 、摩擦力F f ,如图2-4,据牛顿第二定律得:mg -F f =ma ①取木箱M 为研究对象,受重力Mg 、地面支持力F N 及小球给予的摩擦力F f ′如图. 据物体平衡条件得:F N -F f ′-Mg =0② 且F f =F f ′③由①②③式得F N =22mM g 由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为F N ′=F N =22mM +g . 解法二:(整体法)对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依牛顿第二定律列式: (mg +Mg )-F N = ma +M ×0 故木箱所受支持力:F N =22mM +g ,由牛顿第三定律知: 木箱对地面压力F N ′=F N =22mM +g .【例7】 如图,倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m 的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。
求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。
解:以斜面和木块整体为研究对象,水平方向仅受静摩擦力作用,而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。
可以先求出木块的加速度()αμαcos sin -=g a ,再在水平方向对质点组用牛顿第二定律,很容易得到:ααμαcos )cos (sin -=mg F f如果给出斜面的质量M ,本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为:F N =Mg +mg (cos α+μsin α)sin α,这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。
5、结合图象分析解决问题应用图象是分析问题和解决问题的重要方法之一,在解决动力学问题时,如果物体的受力情况比较复杂,要分析物体的运动情况可以借助于图象,根据物体的受力情况做出运动物体的速度-时间图象,则物体的运动情况就一目了然,再根据图象的知识求解可以大大地简化解题过程。
例:质量为1kg 的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数,作用在物体上的水平拉力F 与时间的关系如图所示,求运动物体在12秒内的位移(答案:s=100m )α6. 程序法按顺序对题目给出的物体运动过程进行分析的方法简称“程序法”。
“程序法”要求我们从读题开始,注意题中能划分多少个不同的过程或多少个不同的状态,然后对各个过程进行分析。
一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用 1、已知力求运动例1:如图所示,长为L 的长木板A 放在动摩擦因数为μ1的水平地面上,一滑块B (大小可不计)从A 的左侧以初速度v 0向右滑入木板A ,滑块与木板间的动摩擦因数为μ2(A 与水平地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同),已知A 的质量M=2.0kg ,B 的质量m=3.0kg ,AB 的长度L=3.0m ,v 0=5.0m/s ,μ1=,μ2=,请分别求出A 和B 对地的位移 解:分别对A 、B 受力分析如图所示:根据牛顿第二定律:B 物体的加速度 a B =f 1/m=μ2mg/m=4m/s 2A 物体的加速度a A =(f 1-f 2)/M=(μ2mg-μ1(M+m)g)/M=1m/s 2设经过时间t ,AB 的速度相等则有:v 0-a B t=a A t 解得 t=1s 所以B 发生的位移:m t a t v s B B 0.32120=-= A 发生的位移:m t a s A A 5.0212==AB 速度达到相等后,相对静止一起以v=1m/s 的初速度,a=μ2g=2m/s2的加速度一起匀减速运动直到静止,发生的位移:av s 22=所以A 发生的位移为s A +s=+= B 发生的位移为s B +s=+=例三:质量为12kg 的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑动摩擦因数为,现用倾角为37的60N 力拉箱子,如图所示,3s 末撤去拉力,则撤去拉力时箱子的速度为多少箱子继续运动多少时间而静止 析与解:选择木箱为研究对象,受力分析如图: 沿水平和竖直方向将力正交分解,并利用牛顿运动定律,得方向: 水平方向: F cos37-N =ma竖直方向: F sin37+N =mg 解得: a =s 2v=at =s当撤去拉力F 后,物体的受力变为如图3-2-5,则由牛顿第二定律得:N =mg =ma`, a`=g =3m/s 2t=v/a `=点评:本例考察了支持力和摩擦力的的被动力特征,当主动力F 变化时,支持力N 摩擦力f 都随之变。