2017年高考物理复习考前大串讲基础知识 查漏补缺专题03牛顿运动定律含
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牛顿运动定律考点考纲要求专家解读牛顿运动定律及其应用Ⅱ1.从近几年的高考考点分布知道,本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义,能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题;理解超重和失重现象,掌握牛顿第二定律的验证方法和原理。
超重与失重Ⅰ单位制Ⅰ纵观近几年高考试题,预测物理高考试题还会考:1、牛顿运动定律是中学物理的基本规律和核心知识,在整个物理学中占有非常重要的地位,,题型主要有选择题,高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查,考题中注重与动量、能量、电场、磁场的渗透,并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系.考向01 牛顿运动定律1.讲高考(1)考纲要求主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义,能否熟练应用牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题牛顿运动定律是中学物理的基本规律和核心知识,在整个物理学中占有非常重要的地位,,题型主要有选择题,高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查,考题中注重与电场、磁场的渗透,并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系.案例1.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()A. B.C. D.【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识,匀变速直线运动规律贯穿高中物理。
案例2.【·新课标Ⅱ卷】(12分)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。
训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。
专题03 牛顿运动定律第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,注重考查必修中的基本概念和基本规律,且更加突出考查学生运用"力和运动的观点"分析解决问题的能力。
牛顿运动定律及其应用是每年高考考查的重点和热点,应用牛顿运动定律解题的关键是对研究对象进行受力分析和运动分析,特别是牛顿运动定律与曲线运动,万有引力定律以及电磁学等相结合的题目,牛顿定律中一般考查牛顿第二定律较多,一般涉及一下几个方面:一是牛顿第二定律的瞬时性,根据力求加速度或者根据加速度求力,二是动力学的两类问题,三是连接体问题,四是牛顿第二定律在生活生产和科技中的应用。
第二部分 精选试题1. 【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】2015年11月30日,蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕,中国代表团获得8金3银2铜,领跑世锦赛的奖牌榜.一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中,运动速度随时间变化的图象如图所示,图中Oa 段和cd 段为直线.由图可知,运动员发生超重的时间段为: ( )A .0~t 1B .t 1~t 2C .t 2~t 4D .t 4~t 5【答案】C2. 【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.下图中v 、a 、f 和s 分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.下图中正确的是: ( )【答案】C【解析】根据物体的受力情况,可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动,到达水平面上之后,做匀减速运动,所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线,不能是曲线,所以A错误;由于物体的运动先是匀加速运动,后是匀减速运动,在每一个运动的过程中物体的加速度的大小是不变的,所以物体的加速度时间的图象应该是两段水平的直线,不能是倾斜的直线,所以B错误;在整个运动的过程中,物体受到的都是滑动摩擦力,所以摩擦力的大小是不变的,并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小,所以滑动摩擦力也比在水平面上的小,所以C正确;物体做的是匀加速直线运动,物体的位移为x=12at2,所以物体的路程和时间的关系应该是抛物线,不会是正比例的倾斜的直线,所以D错误.故选C。
专题03 牛顿运动定律(讲)-2017年高考二轮复习物理(附解析)纵观近几年高考试题,预测2017年物理高考试题还会1、牛顿运动定律是中学物理的基本规律和核心知识,在整个物理学中占有非常重要的地位,,题型主要有选择题,高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查,考题中注重与动量、能量、电场、磁场的渗透,并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系.2、本专题是高考命题的重点和热点,考查和要求的程度往往层次较高,单独考查的题目多为选择题,与直线运动、曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题。
考向01 牛顿运动定律 1.讲高考 (1)考纲要求主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义,能否熟练应用牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题 (2)命题规律牛顿运动定律是中学物理的基本规律和核心知识,在整个物理学中占有非常重要的地位,,题型主要有选择题,高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查,考题中注重与电场、磁场的渗透,并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系.案例1.【2016·上海卷】如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的: ( )A .OA 方向B .OB 方向C .OC 方向D .OD 方向【答案】D【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。
案例2. 【2015·上海·3】如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是: ( )A .1FB .2FC .3FD .4F【答案】B【解析】 小鸟沿虚线斜向上加速飞行,说明合外力方向沿虚线斜向上,小鸟受两个力的作用,空气的作用力和重力,如下图所示:【名师点睛】 本题以实际情境为命题背景,考查力与运动的关系、合力与分力的关系等知识点,意在考查考生对物理基本规律的理解能力和灵活运用物理规律解决实际问题的能力。
专题3.1 牛顿运动定律“牛顿运动定律“是高中物理的核心内容之一,是动力学的基石,也是整个经典力学的理论基础,是历年高考的必考内容。
《考试说明》中对本章的知识能力要求几乎达到了最高地步,因此在历年的高考中,每年都要考查到本章知识,有时还会多题考查。
出题的形式多样,有选择题、填空题和计算题。
一、本章内容、考试范围及要求牛顿运动定律的应用二、常见题型展示1. 牛顿第一、第二与第三定律的理解与应用2. 超重与失重的理解与应用3. 牛顿第二定律的瞬时、临界与极值问题4. 动力学中的两大类基本问题5. 动力学中的图像问题6. 动力学中的三类模型:连接体模型—叠加体模型—传送带模型7. 整体法与隔离法在连接体与叠加体模型中的应用8. 实验:探究加速度与力、质量之间的关系本章考试题型归纳与分析:考试核心考点与题型:(1)选择题:连接体或者叠加体组系统的受力分析、动力学中的图像问题(2)解答题:单独考察多物体系统的运动或者动力学中的三类模型(3)实验题:考察匀变速直线运动与牛顿定律的综合题三、近几年高考在本章中的考查特点1. 轻弹簧模型与瞬时性问题(2015·海南单科,8,5分) (多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b,b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间( )A.a1=3g B.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2【答案】AC2. 超重、失重与加速度方向判断(1)(2016全国新课标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】因为原来质点做匀速直线运动,合外力为0,现在施加一恒力,质点所受的合力就是这个恒力,所以质点可能做匀变速直线运动,也有可能做匀变速曲线运动,这个过程中加速度不变,速度的变化率不变。
专题三 牛顿运动定律考纲展示 命题探究考点一 牛顿运动定律基础点知识点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
2.惯性(1)定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
(2)特点:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
(3)表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(4)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
知识点2 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:a =Fm。
3.物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系,且这种关系是瞬时的。
4.力的单位:当质量单位为千克(kg),加速度单位为米每二次方秒(m/s 2)时,力的单位为N ,即1 N =1 kg·m/s 2。
5.牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于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、低速运动的物体。
知识点3 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2.牛顿第三定律(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上的不同物体上。
(2)表达式:F=-F′。
(3)物理意义:①体现力的作用的相互性。
②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。
2016 下半年教师资格考试小学《综合素质》真题一、单项选择题(本大题共29 小题,每题 2 分,共 58 分)1、xx 喜欢唱歌跳舞。
孙老师对她说:“成天蹦蹦跳跳的,没有学生样。
学生得老老实实学习才行!”孙老师的说法忽视了()。
A.学生的心理发展B.学生的全面发展C.学生的主动发展D.学生的主题发展2、图 1xx,该老师的做法()。
A.违反了素质教育的理念B.违反了因材施教的原则C.适应了社会竞争的要求D.表现了学科讲课的重要3、沈老师收集废旧轮胎、破篮球、废纸箱、塑料绳等废旧资料,“变废为宝”,将之改造成各种合适的教具、学具。
这表示xx 拥有()。
A.讲课资源开发能力B.课程组织推行能力C.讲课程序设计能力D.教育启示引导能力4、郑老师在指导新教师时说,认识小学生身心发展规律、学习心理等,对做好教育讲课工作极为重要。
郑老师的领悟表示,教师不能够忽视()。
A.政治理论知识B.文化基础知识C.学科专业知识D.教育科学知识5、小学教师梁某因上班迟到被罚款,她对学校的决定不服,提出申诉,申诉的受理机关是()。
A.教师共代表大会B.信访机关C.教育行政部门D.检查机关6、小学生陈某十分调皮,经常违反课堂纪律,班主任周某让其缴纳“违约金”,宣称再犯错误则从中扣充作班费。
周某的做法()。
A.正确。
有利于保护课堂纪律B.正确。
有利于提高管理效率C.不正确。
教师没有体罚的权益D.不正确。
责怪无效后才能罚款7、就读于农村某校的亮亮小学未毕业,父亲母亲让其辍学帮助照看店里买卖。
依照《中华人民共和国义务教育法》的相关规定,恩赐小亮父亲母亲责怪教育并责令限时改正的机构是()。
A.村委会B.学校C.乡级人民政府D.县级人民政府8、某小学生乐队停课参加某公司庆典,公司恩赐学校必定的经济酬金。
该校做法()。
A.正确。
能够改进学校办学条件B.正确。
学员拥有管理学生的权益C.不正确。
入侵了学生的受教育权D.不正确。
入侵了学生的人身权9、小学生军军的父亲母亲不履行监护职责,对其旷课和夜不归宿行为听任无论。
牛顿运动定律知识点1.牛顿第一定律⑴内容: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.⑵说明:①牛顿第一定律是物体不受外力作用时的规律,是独立的,与牛顿第二定律无关.②牛顿第一定律不能用实验来验证,是通过理想实验方法总结出来的.③牛顿第一定律的意义在于它科学的阐述了力和惯性的概念,正确揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,力是产生加速度、改变运动状态的原因.⑶理想实验:是在可靠的实验基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程.牛顿第一定律是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.2.惯性⑴概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.⑵说明:①惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,质量是惯性大小的唯一量度,与物体的速度和受力等无关.②惯性的表现:物体不受外力作用时,有保持静止或匀速直线运动的性质;物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上.③力和物体的惯性3.牛顿第二定律⑴内容:物体的加速度跟物体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.F=ma⑵说明:①加速度与合外力关系的四性:相对性、矢量性、瞬时性、独立性.“相对性”指物体的加速度a是相对惯性参考系(相对于地面静止或匀速直线运动的参照系);“矢量性”指加速度和合外力都是矢量,加速度的方向取决于合外力的方向;“瞬时性”指加速度与合外力存在瞬时对应关系,合外力改变,加速度随即相应改变,物体的加速度a总是与合外力F同步变化;“独立性”是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
②F=ma只在一定的单位制里才适用。
③力、加速度、速度的关系:牛顿第二定律反映了力和加速度的瞬时关系.速度是描述物体运动的物理量,它与物体受的合外力和运动的加速度没有直接关系.当合外力为零时,加速度一定为零,但速度不一定为零.在直线运动中当物体的加速度与速度的方向相同时,物体的速度必增大,当物体的加速度方向与速度的方向相反时物体的速度必减小,与加速度的大小如何变化无关.物体受恒力作用时速度变化量的方向与加速度的方向一致.物体的运动状态由物体受的合外力和初始条件决定.特别提示:要学会通过分析物体的受力以及初始速度来分析物体的运动性质。
专题03 牛顿运动定律【知识网络】【知识清单】一、理想实验法的魅力(1)伽利略的理想斜面实验如图甲所示,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。
如果第二个斜面倾斜角度减小,如图乙,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程;继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而沿水平面以恒定的速度持续运动下去。
(2)伽利略的思想方法伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。
二、牛顿第一定律1.内容: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.2.对牛顿第一定律的理解①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.②揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即牛顿第一定律确定了力的含义.③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想,而不是进行定量计算和求解的具体方法,是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供了建立的基础.明确了惯性的概念:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性.三、惯性1.定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.2.量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.3.普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性.与物体的运动情况和受力情况无关.四、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度的方向与作用力方向相同.2.表达式:F=ma.3.适用范围(1)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)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.4.牛顿第二定律的“五”性五、力学单位制1.基本单位:所选定的基本物理量的单位.物理学中有七个物理量的单位被选定为基本单位,在力学中选长度、质量、和时间这三个物理量的单位为基本单位2.导出单位:根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系推导出的物理量的单位.3.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.4.国际单位制(SI)中的七个基本物理量和相应的基本单位.六、牛顿第三定律1.内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且作用在同一条直线上.2.特点:作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”3.表达式:F=-F′【查漏补缺】一、对牛顿第一定律及惯性的理解1.牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.2.明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性,即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
3.揭示了力的本质力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
4.理想化状态牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。
在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力的表现是相同的。
5.与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。
力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。
二、牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的关系2.一对相互作用力与平衡力的比较三、牛顿第二定律的理解四、对超重和失重的理解与应用1.超重、失重和完全失重比较2. 超重和失重产生的原因超重和失重产生的原因是系统在竖直方向有了加速度。
无论超重还是失重都是由竖直方向的加速度的方向决定的,与物体速度方向无关。
3. 对超重和失重现象的定量分析①超重物体具有向上的加速度,根据牛顿第二定律有:F-mg=ma可解得F=m(g+a)>mg②失重物体具有向下的加速度,根据牛顿第二定律有:mg-F=ma可解得F=m(g-a)<mg,当a=g时,F=0。
此时为完全失重状态。
4.对超重和失重的进一步理解(1)超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了。
在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。
(2)只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关。
(3)尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。
5. 判断超重、失重状态的方法物体究竟处于超重状态还是失重状态,可用三个方法判断:(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态,具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态,向下的加速度为g 时处于完全失重状态。
(3)从运动的角度判断,当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态,当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态。
【典例1】如图所示是某同学站在力传感器上,做下蹲——起立的动作时记录的力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时间(单位为s)。
由图可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还可以得到的信息有( )A.该同学做了两次下蹲——起立的动作B.该同学做了一次下蹲——起立的动作,且下蹲后约2 s起立C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态【答案】 B【名师点睛】1. 发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关,只取决于物体加速度的方向。
2. 发生超重和失重时,物体所受的重力并没有变化。
3. 在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸在水中的物体不受浮力等。
靠重力才能使用的仪器,也不能再使用,如天平、液体气压计等。
整体法与隔离法在连接体与叠加体模型中的应用整体法和隔离法是牛顿第二定律应用中极为普遍的方法.隔离法是根本,但有时较烦琐;整体法较简便,但无法求解系统内物体间相互作用力.所以只有两种方法配合使用,才能有效解题.故二者不可取其轻重. 连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.有时以整体为研究对象,有时以单个物体为研究对象.整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉,单个物体作研究对象主要解决相互作用力.对于有共同加速度的连接体问题,一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度,再根据题目要求,将其中的某个物体进行隔离分析和求解.由整体法求解加速度时,F=ma ,要注意质量m 与研究对象对应. 一、整体法、隔离法的选用 1.整体法的选取原则若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时,可取整体为研究对象,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律列方程。
当系统内物体的加速度相同时:a m m m F n )...(21+++=;否则n n a m a m a m F +++=...2211。
2.隔离法的选取原则若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.3.整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”. 二、运用隔离法解题的基本步骤1.明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.2.将研究对象从系统中隔离出来,或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.3.对隔离出的研究对象进行受力分析,注意只分析其它物体对研究对象的作用力.4.寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.【典例2】如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为Fm.若木块不滑动,力F 的最大值是( )A.+MB.+mC.+M-(m+M)gD.+M+(m+M)g【答案】 A【解析】方法一:整体法、隔离法的交替运用由题意知当M恰好不能脱离夹子时,M受到的摩擦力最大,F取最大值,设此时提升加速度为a,由牛顿第二定律得,对M有:2Fm-Mg=Ma①对整体M、m有:F-(M+m)g=(M+m)a②联立①②两式解得F=+M,选项A正确.【典例3】如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,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,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速度大小为()A.g B.gmmM-C.0 D.gmmM+【答案】D牛顿第二定律的瞬时性问题加速度与合外力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失。
加速度是由合外力决定的,并且具有瞬时对应性.确定瞬时加速度的关键是正确确定该瞬时作用力,尤其是对瞬时前后的受力情况、瞬时后的运动状态进行正确的分析.还应该注意下列物理模型的建立.1.轻质轻质不仅意味着质量为0,还意味着①重力为零②任何状态下的所受的合力为0③任何状态下的动能、重力势能为0。
2.轻绳或轻线:①轻:同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等.②软:即绳(或线)只能承受拉力,不能承受压力(因绳能变曲).③不可伸长:即无论绳所受拉力多大,绳子的长度不变,绳子中的张力可以突变.3.轻弹簧和橡皮绳:①同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等.②弹簧既能承受拉力,也能承受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力.③由于弹簧和橡皮绳受力时,要发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变.但是,当弹簧或橡皮绳被剪断时,它们所受的弹力立即消失.4.轻杆①轻杆的弹力不一定沿着杆,具体方向与物体的运动状态、杆与物体的连接方式有关②杆既可以对物体产生拉力,也可以对物体产生推力③满足下列条件时杆的弹力一定沿着杆:轻杆B.轻杆的一端由转轴或绞链固定C.除转轴或绞链对杆的作用力外,其它作用力作用于杆上同一点.○4刚性杆的弹力可以发生突变5.接触面①接触面的弹力一定垂直于接触面,与物体的运动状态无关②接触面只能对物体产生推力,不能对物体产生拉力③刚性接触面间的弹力可以发生突变○4接触面间还可以存在摩擦力【典例4】如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。
开始时a、b均静止。
弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力F fa≠0,b所受摩擦力F fb=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间()A .F fa大小不变 B. F fa方向改变C . F fb仍然为零 D, F fb方向向右【答案】AD牛顿第二定律应用的临界极值问题临界与极值问题是中学物理中的常见题型,结合牛顿运动定律求解的也很多,临界是一个特殊的转换状态,是物理过程发生变化的转折点,在这个转折点上,系统的某些物理量达到极值.临界点的两侧,物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变.一、临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼,表明题述的过程存在临界点。