2020高考物理牛顿第二定律的理解和行使

作者:admin    文章来源:未知    点击数:    更新时间:2020-04-18 12:53

原标题:2020高考物理牛顿第二定律的理解和行使

一、牛顿第二定律的内容和外达式

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1. 内容:物体的添速度跟所受的相符外力成正比,跟物体的质量成逆比,且添速度的倾向与相符外力的倾向相通。

2. 外达式:

二、牛顿第二定律的理解

1. 瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力和添速度同时存在、同时转折、同时湮灭。

2. 矢量性:F=ma是一个矢量外达式,添速度a和相符外力F的倾向首终保持相反。

3. 自力性:物体受几个外力作用,在一个外力作用下产生的添速度只与此外力相关,与其他力无关,相符添速度和相符外力相关。

4. 联相符性:添速度和相符外力对答于联相符钻研物体,即F、a、m针对联相符对象。

三、牛顿第二定律的适用周围

牛顿活动定律只适用于解决宏不悦目物体的矮速活动题目,它是经典力学的基础。于是行为其中之一的牛顿第二定律也同样这样,只在惯性系中才成立。

四、牛顿第二定律的通例行使

行使牛顿第二定律有利于解决两类题目:

1. 按照物体的受力情况判定物体的活动情况;

2. 按照物体的活动情况判定物体的受力情况。

五、牛顿第二定律的正交分解

当物体在差别倾向上同时受到三个以上的力的作用,或者添速度倾向与任何一个力都不在同不息线上时,直接行使牛顿第二定律往往较为复杂。此时,能够对牛顿第二定律进走正交分解,其正交分解外示为:。

对牛顿第二定律进走正交分解,在竖立直角坐标系时,清淡能够分为以下两栽情况。

1. 分解力而不分解添速度

例1. 如图1所示,质量为m的物体在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,如沿程度倾向添一个力F,使物体以添速度a沿斜面向上做匀添速直线活动,则F的大幼是众少?

图1

解析:物体受到四个力的作用:推力F、重力mg、弹力N和摩擦力f,如图2所示。

图2

以沿斜面向上为x轴正倾向竖立直角坐标系,分解F和mg,则有x轴倾向上:y轴倾向上:又解得

2. 分解添速度而不分解力

例2. 如图3所示,电梯与程度面的夹角为30°,当电梯向上活动时,人对电梯的压力是其重力的倍,则人与电梯间的摩擦力是重力的众少倍?

图3

解析:人在电梯上受到三个力的作用:重力mg、声援力N、摩擦力f,如图4所示,以程度向右为x轴正倾向竖立直角坐标系,分解添速度如图5所示,并按照牛顿第二定律列方程有

图4 图5

解得在行使牛顿活动定律进走正交分解时,原形是分解力照样分解添速度,要变通掌握。为晓畅题方便,答尽能够缩短矢量的分解。清淡是分解力而不分解添速度,常见问题只有在添速度和几个力既不在一条直线上又不垂直的时候才分解添速度而不分解力。

六、牛顿第二定律的集体行使

牛顿第二定律的集体行使就是对一个编制行使牛顿第二定律,当编制内的几个物体具有差别的添速度时,牛顿第二定律的外达式为。例3. 一根质量为M的木棒,上端用细绳系在天花板上,棒上有一只质量为m的猴子,如图6所示,倘若将细绳剪断,猴子沿木棒向上爬,但仍保持与地面间的高度不变。求这时木棒着落的添速度。

图6

解法一(通例解法--阻隔法):猴子和木棒的受力情况如图7所示,猴子相对地面的高度不变、保持静止,即受力均衡,木棒具有添速度,按照牛顿第二定律有

图7

猴子:木棒:由牛顿第三定律得解得木棒的添速度为,倾向竖直向下。

解法二(集体法):把猴子和木棒望成一个集体,受力情况如图8所示,在这个集体中猴子受力均衡,木棒具有添速度,按照牛顿第二定律有

图8

解得木棒的添速度为,倾向竖直向下。经由过程比较能够望到,变通的行使集体法,未必会比采用阻隔法更添浅易、方便。

七、行使牛顿第二定律解决物体的瞬时添速度题目例4. 如图9所示,天花板上用细绳吊首两个用轻弹簧相连的质量相通的幼球A、B。两个幼球均保持静止。当骤然剪断细绳时,幼球A与幼球B的添速度别离是众少?

图9

解析:别离以A、B为钻研对象,做剪断前和刚剪断时的受力分析如图10所示。剪断前A、B静止,A球受拉力F、重力mg和弹力F”三个力作用;B球受弹力F”和重力mg两个力,按照受力均衡有

图10

A球:B球:解得刚剪断时,绳子的拉力立即湮灭,弹簧原由在剪断刹时还来不敷发生转折而保持不变,A球受重力mg、弹力F”两个力,B球受力情况保持不变。按照牛顿第二定律有A球:B球:解得(倾向竖直向下),。

END

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