专题三 牛顿运动定律.doc

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1、专题三牛顿运动定律【主要内容】本专题主要内容包括惯性、质量概念,牛顿运动定律及其应用.牛顿运动定律是经典物理学最基本、最重要的规律，是力学的基础.历年高考中对牛顿运动定律的考查覆盖面大，且达到了较高层次,纵观近几年牛顿运动定律主要从以下几个方面考查：(1）综合应用牛顿运动定律与运动学规律;（2）熟练运用正交分解法；(3）要求灵活运用隔离法和整体法相结合解决加速度相同的连结体问题；（4)将本章知识运用于电磁学问题的求解中去,尤其是粒子在复合场中的运动等。300aFNmgFfxyxaxayx由于本章的知识是物理学最基本和最重要的知识，故其与物理学其

2、它版块的知识结合紧密，也易与化学、生物学等学科发生联系，并且与生产、生活及现代科学的关联也十分明显.因此在复习和应用本章知识时，需要考生要夯实基础，灵活迁移，注重在分析和综合应用中提高。【典型问题剖析】问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。牛顿第二定律F=ma是矢量式,加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。例1、如图所示，电梯与水平面夹角为300，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？分析与解:对人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如

3、图1所示。取水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：Ff=macos300，FN-mg=masin300因为，解得.问题2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性.牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。L1L2θ(a)例2、如图(a）所示

4、，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。(l）下面是某同学对该题的一种解法：L1L2θ(b)分析与解：设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2，T2＝mgtanθ剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mgtanθ＝ma，所以加速度a＝gtanθ，方向在T2反方向.你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理

5、由.(2）若将图（a）中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图（b)所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即a＝gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。解析:（1）这个结果是错误的。当L2被剪断的瞬间，因T2突然消失，而引起L1上的张力发生突变，使物体的受力情况改变，瞬时加速度沿垂直L1斜向下方，为a=gsinθ.（2）这个结果是正确的。当L2被剪断时,T2突然消失，而弹簧还来不及形变（变化要有一个过程，不能突变），因而弹簧的弹力T1不变，它与重力的合力与T2是一对平衡力，等值反向,所以L2剪断时的瞬时加速度为a=

6、gtanθ，方向在T2的反方向上。点评：牛顿第二定律F合=ma反映了物体的加速度a跟它所受合外力的瞬时对应关系．物体受到外力作用，同时产生了相应的加速度，外力恒定不变，物体的加速度也恒定不变；外力随着时间改变时，加速度也随着时间改变；某一时刻，外力停止作用，其加速度也同时消失．问题3:必须弄清牛顿第二定律的独立性。Mm图3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。那个方向的力就产生那个方向的加速度。Mm例3、如图所示,一个劈形物体M放在固定的斜面

7、上,上表面水平，在水平面上放有光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是:CA．沿斜面向下的直线B．抛物线C．竖直向下的直线D．无规则的曲线分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向下的直线运动，即C选项正确。问题4：必须弄清牛顿第二定律的同体性加速度和合外力（还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好,把研究对象全过程的受力情况都搞清楚.例4、一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计

8、摩擦.吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)解：选人