专题二 牛顿运动定律

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1、专题二牛顿运动定律1．运用牛顿定律一般解题方法：1).认真审题，弄清物理过程及条件。2).恰当选取研究对象，如果是几个物体组成的系统共同运动，且不需要了解它们之间的相互作用时，可以把这个系统整体作为研究对象(整体法)；如果要了解它们内部各物体间的相互作用，或几个物体运动状态不相同时，则必须将它们隔离开来处理(隔离体法)3).正确进行受力分析并画出受力图，如果物体的加速度发生变化，其所受合外力也发生变化，应重新进行受力分析。4).选择合适的坐标系，通常选择物体的运动方向为X轴正向，若不涉及运动学公式，也可选加速度方向为正方向。5).根据牛顿运动定律及运

2、动学公式列方程，并解出所求物理量的文字表达式。6).将各物理量单位统一到国际单位后代入数据计算并对解进行必要的分析、讨论。2.牛顿定律解题的常用方法：1).合成法：若物体只受两个力作用而产生加速度时，应用力的合成法较简单，注意方向就是加速度方向。解题时只要知道合外力的方向，就可知道加速度的方向，反之亦然。解题时要准确画出力平行四边行，然后利用几何关系求解。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，多数情况下是将力正交分解在加速度和垂直加方向上，此时有Fx=ma,Fy=0。特殊情况下分解加速度比分解作用力更简单。3

3、.动力学问题的有关分析法：1).假设法：依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结论，再进行适当讨论，从而找出正确答案。2).临界条件法（极限法）：在物体的运动变化中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态叫临界状态，相应的待求物理量的值叫临界值。利用临界值作为解题思路起点是一种很有用的思考途径，这种方法称为临界条件法。这种方法是将物体的变化过程推至极限---临界状态，抓住满足临界值的条件，准确分析物理并进行求解。并非所有问题都存在临界问题，但有临界问题的习题都带有一定的隐蔽性（这和隐含条件有联系）题目中出现“最大”、“最小”、“刚

4、好”等词语时，一般都有临界问题出现，都要求出临界条件，因此首先要善于判断有无临界条件，认清物理过程和物理模型，判断物理状态是否有本质变化，在发生质变的前后状态中找到衔接点，即临界条件（本质上，临界条件既不是前一状态的条件，又不是后一状态的条件，而是且有双重因素制约的特殊条件）。然后，用求得的临界条件去确定与之相关的前一状态或后一状态的问题。3).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。“程序法”要求我们从谈题开始，注意题中能划分多少个不同过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行分析。*关于加速运动系统中的弹力和摩擦力：在加速

5、系统中，弹力的大小，甚至弹力的方向都合随加速度的改变而改变。所谓物体超重，失重就是在加速系统中弹力随加速度的增大或减小而出现的现象，→相似重力法。　　　　由于滑动摩擦力f=μFN，所以在加速系统中滑动摩擦力也会随加速度的改变而改变。在加速系统中，若沿加速度的方向上，物体间有相对运动趋势时，物体间存在静摩擦力，其大小依牛顿第二定律计算。由于静摩擦力有最大值，因此当物体　系的加速度改变时，物体间的静摩擦力产生变化，还可变为滑动摩擦力。习题：1．风洞实验中可产生水平方向的大小可调节的风力。如图。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔略大于细杆直径。（

6、1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受风力是小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角变为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？解答(1)设小球所受风力为F，小球质量为m，杆水平放置时小球做匀速运动，则　F＝FN＝mg∴===0.5(2)如图所示，杆与水平方向成＝370时，小球沿杆向下做加速运动，小球受重力mg、支持力FN、风力F、摩擦力Ff，据牛顿第二定律有Fcos+mgsin-Ff=maFN+Fsin-mgcos=0又　Ff

7、=FN可解得　＝＝g，据s=at2，得t==。2．如图传送带与地面倾角θ＝370，从A到B长度为16m，传送带又10　　m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A处无初速地放上一个质量为0.5kg的物体。它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，物体从A运动到B所需时间是多少？解答．本题是已知物体受力情况，确定物体的运动情况。物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F，物体受力情况如图甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律得mgsin+mgcos=ma1，a1=10(0.6+0.50.8)m/s2=

8、10m/s2。物体加速度至与传送带速度相等需要的时间为t1==s=1s.物体加速度至与传送带速度相等发生的位