牛顿第二定律知识点及其经典例题分析
初中物理:“牛顿第二定律”
初中物理:“牛顿第二定律”一、知识点概述牛顿第二定律是初中物理中非常重要的一个概念,它是经典力学中的基础定律之一,描述的是物体在受到外力作用下的运动状态变化。
牛顿第二定律的公式为F=ma,其中F 表示合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
二、重点概念解释1. 合外力:合外力是指作用在物体上的所有外力的合力,即物体在外力作用下产生的总效果。
2. 物体的质量:物体的质量是指物体所固有的物质量大小,它是一个守恒量,与物体所在的环境、状态等无关。
3. 物体的加速度:物体的加速度是指物体在单位时间内速度变化的大小,加速度越大,物体的运动状态变化越快。
三、典型例题分析例题1:一个质量为2kg的物体在水平面上受到20N的水平向右推力和10N的水平向左摩擦力,求物体的加速度。
解答:根据牛顿第二定律F=ma,求合外力F=20N-10N=10N,代入公式得a=F/m=10N/2kg=5m/s²,所以物体的加速度为5m/s²。
例题2:一个质量为4kg的物体受到一个水平向右的力F=30N,另外有一个水平向左的阻力Ff=10N,求物体的加速度。
解答:根据牛顿第二定律F=ma,求合外力F=30N-10N=20N,代入公式得a=F/m=20N/4kg=5m/s²,所以物体的加速度为5m/s²。
四、结论牛顿第二定律是初中物理中非常重要的一个概念,其能够描述物体在外力作用下产生的变化,特别是物体的运动状态变化。
在学习牛顿第二定律的过程中,需要掌握合外力、物体的质量、物体的加速度等基本概念,以及运用公式F=ma计算物体的加速度等物理量。
通过学习牛顿第二定律,可以更好地理解物体的运动状态与物理规律之间的关系,为后续物理学习打下基础。
牛顿第二定律及应用(解析版)
牛顿第二定律及应用一、力的单位1.国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N。
2.力的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,称为1 N,即1 N=1kg·m/s2。
3.比例系数k的含义:关系式F=kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定,三个量都取国际单位,即三量分别取N、kg、m/s2作单位时,系数k=1。
小试牛刀:例:在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,不正确的是()A.k的数值由F、m、a的数值决定B.k的数值由F、m、a的单位决定C.在国际单位制中k=1D.取的单位制不同, k的值也不同【答案】A【解析】物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系,在F=kma中,只有m的单位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k才等于1,即在国际单位制中k=1,故B、C 、D正确。
二、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.表达式F=ma的理解(1)单位统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F的含义:F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度;F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度.4.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.小试牛刀:例:关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.牛顿第二定律的表达式F= ma在任何情况下都适用B.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致C.由F= ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比D.在公式F= ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和【答案】D【解析】A、牛顿第二定律只适用于宏观物体,低速运动,不适用于物体高速运动及微观粒子的运动,故A错误;B、根据Fam合,知加速度的方向与合外力的方向相同,但运动的方向不一定与加速度方向相同,所以物体的运动方向不一定与物体所受合力的方向相同,故B错误;C、F= ma表明了力F、质量m、加速度a之间的数量关系,但物体所受外力与质量无关,故C错误;D、由力的独立作用原理可知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其它力的作用无关,物体的加速度是每个力产生的加速度的矢量和,故D正确;故选D。
「核心物理4」高中物理之牛顿第二定律核心知识讲解附例题讲解
「核心物理4」高中物理之牛顿第二定律核心知识讲解附例题
讲解
牛顿第二定律
1.定义:
物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.公式:
3.重要意义:
解决不平衡问题
牛顿第二定律揭示了运动和力的关系,始终记住合力和加速度具有同一性,即合力的大小和加速度大小同时变化、它们方向始终相同。
确定出一个物理量的变化即能判断另一个物理量的变化。
4.解题思路:
①首先是受力分析;
②当各力的方向不在同一直线是正交分解;
③找到加速度a方向,即合力F合方向;
④列式子时,通过受力分析表示出合力大小,写在公式左边,公式右边仅用ma表示即可,在写公式第一步时不可随意移项。
5.两种考察方式
(1)从受力确定运动情况(已知受力情况)
解题思路:
①根据牛顿第二定律求出加速度——a
②根据运动学规律确定物体运动情况——位移x、速度v、时间t
(2)从运动情况确定受力(已知运动情况)
解题思路:
①根据运动学规律确定物体的加速度——a
②根据牛顿第二定律求出力——F
6.用到的知识:
受力分析、力的分解、牛顿第二定律、匀变速直线运动公式。
7.考题猜想:
题目中含有加速度a、各种力,常和匀变速直线运动几个公式联立考察。
牛顿第二定律知识点总结和典型例题
一、牛顿第二定律1. (1)内容:物体的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的方向相同。
(2)表达式:F=Kma,当单位采用国际单位制时K=1,F=ma。
(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
二、单位制、基本单位、导出单位(1)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
①基本物理量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本物理量。
②基本单位:基本物理量的单位。
力学中的基本物理量有三个,它们是质量、时间、长度,它们的单位是基本单位。
③导出单位:由基本单位根据物理关系推导出来其他物理量单位。
(2)国际单位制中的基本单位三、牛顿定律的应用1.动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求物体的运动情况;(2)已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法:以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:四、牛顿第二定律的瞬时性1.牛顿第二定律: (1)表达式为F=ma。
(2)理解:其核心是加速度与合外力瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时消失、同时变化。
2.两类模型(1)刚性绳(或接触面)—不发生明显形变就产生弹力物体,剪断(或脱离)后,弹力立即消失,不需要形变恢复时间。
(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变。
3.解题思路分析瞬时变化前后物体的受力情况→列牛顿第二定律方程→求瞬时加速度4.求解瞬时加速度问题时应抓住“两点”(1)物体的受力情况和运动情况是相对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
如例题中突然剪断细绳,就要重新受力分析和运动分析,同时注意哪些力发生突变。
牛顿第二定律知识点及其经典例题分析
牛顿第二定律知识要点梳理知识点一一牛顿第二定律▲知识梳理一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力处边成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
2•牛顿第二定律的比例式为总叫;表达式为卩皿°3•力的单位是牛(N),丄N力的物理意义是使质量为m=lkg的物体产生^=Ws2的加速度的力。
4•几点说明:(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生的根本原因.加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性:是—个矢量方程,加速度a与力F方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
二、整体法与隔离法1•连接体:由两个或两个以上的物体组成的物体系统称为连接体。
2•隔离体:把某个物体从系统中单独“隔离”岀来,作为研究对象进行分析的方法叫做隔离法(称为“隔离审查对象”)O3•整体法:把相互作用的多个物体视为一个系统、整体进行分析研究的方法称为整体法。
三、正交分解法与牛顿第二定律的结合应用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:丘二如(沿加速度方向);约一° (垂直于加速度方向)特殊情况下分解加速度比分解力更简单。
应用步骤一般为:①确定研究对象J②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系.把力或加速度分解在X轴和y轴上;④分别沿X轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值。
四、用牛顿运动定律解题的一般步骤1•审题,明确题意,清楚物理过程;2•选取研究对象,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统;3•运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;4•建立坐标系,一般情况下可选择物体运动方向或加速度方向为正方向;5•根据牛顿运动定律、运动学公式、题目所给的条件列方程;6•解方程,对结果进行分析,检验或讨论。
牛顿第二定律经典例题及答案
牛顿第二定律经典例题及答案
例题:如图,质量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=0.2,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t0=3s 所通过的位移是多少?(g 取10m/s2)
【分析与解答】:
(1)依据题意,物块在小车上停止运动时,物块与小车保持相对静止,应具有共同的速度。
设物块在小车上相对运动时间为t,物块、小车受力分析如图:
物块放上小车后做初速度为零加速度为a1的匀加速直线运动,小车做加速度a2的匀加速运动。
其中对物块:由μmg=ma1,
有a1=μg=2m
对小车:F-μmg=Ma2
∴a2=0.5m/s2物块在小车上停止相对滑动时,速度相同
则有:a1t1=v0+a2t1
故答案为:
(1)经多2s物块停止在小车上相对滑动;
(2)小物块从放在车上开始,经过t=3.0s,通过的位移是8.4m.本文网络搜索,如有侵权联系删除。
牛顿第二定律知识点及其经典例题研究分析
牛顿第二定律知识点及其经典例题分析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:牛顿第二定律知识要点梳理知识点一——牛顿第二定律▲知识梳理一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力处边成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
2.牛顿第二定律的比例式为;表达式为。
3.力的单位是牛(N),1 N力的物理意义是使质量为m=1kg的物体产生的加速度的力。
4.几点说明:(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生的根本原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性:是一个矢量方程,加速度a与力F方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
二、整体法与隔离法1.连接体:由两个或两个以上的物体组成的物体系统称为连接体。
2.隔离体:把某个物体从系统中单独“隔离”出来,作为研究对象进行分析的方法叫做隔离法(称为“隔离审查对象”)。
3.整体法:把相互作用的多个物体视为一个系统、整体进行分析研究的方法称为整体法。
三、正交分解法与牛顿第二定律的结合应用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:(沿加速度方向);(垂直于加速度方向)特殊情况下分解加速度比分解力更简单。
应用步骤一般为:①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系,把力或加速度分解在x 轴和y轴上;④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值。
四、用牛顿运动定律解题的一般步骤1.审题,明确题意,清楚物理过程;2.选取研究对象,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统;3.运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;4.建立坐标系,一般情况下可选择物体运动方向或加速度方向为正方向;5.根据牛顿运动定律、运动学公式、题目所给的条件列方程;6.解方程,对结果进行分析,检验或讨论。
牛顿第二定律各种典型题型
牛顿第二定律牛顿第二定律11.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F=ma。
3.“五个”性质1.一般思路:分析物体该时的受力情况—由牛顿第二定律列方程一瞬时加速度2.两种模型(1)刚性绳(或接触面):一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即改变或消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
(2)弹簧(或橡皮绳):当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时,由于物体有惯性,弹簧的长度不会发生突变,所以在瞬时问题中,其弹力的大小认为是不变的,即此时弹簧的弹力不突变。
[例](多选)(2014 •南通第一中学检测)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为B的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为85吊eB.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsin eD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零[例](2013吉林模拟)在动摩擦因数U =0.2的水平面上有一个质量为m=2 kg 的小球, 小球与水平轻弹簧及与竖直方向成0=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时 小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。
当剪断轻绳的瞬间,取g=10 m/s 2,以下说法正确的是()若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为10巾〃2,方向向右针对练习:(2014 •苏州第三中学质检)如图所示,质量分别为m 、2m 的小球A 、B,由 轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内,已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动,细线中 的拉力为F,此时突然剪断细线。
在线断的瞬间,弹簧的弹力的大小和小琳的加速度的大小分别为( 4. (2014•宁夏银川一中一模)如图所示,A 、B 两小球分别连在轻线两端,B 球另一端解决两类动力学问题两个关键点 ⑴把握“两个分析”“一个桥梁”两个分析:物体的受力分析和物体的运动过程分析。
牛顿第二定律专题(含经典例题)
牛顿第二定律专题1.考纲解读2.考点整合考点一牛顿第二定律1.定律内容:物体的加速度跟物体成正比,跟物体的成反比,加速度的方向跟合外力的方向 .2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决,“瞬时性”是指加速度和合外力存在着关系,合外力改变,加速度相应改变,“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和.3.牛顿第二定律的分量式:ΣFx=max,ΣFy=may[特别提醒]:F是指物体所受到的合外力,即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系,即有合外力就有加速度,没有合外力就没有加速度.【例1】如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车水平向右的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO'沿杆方向)【解析】对小球进行受力分析,小球受重力和杆对小球的弹力,弹力在竖直方向的分量和重力平衡,小球在水平方向的分力提供加速度,故C正确.【答案】C【方法点评】本题考查牛顿第二定律,只要能明确研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程即可.考点二力、加速度和速度的关系在直线运动中当物体的合外力(加速度)与速度的方向时,物体做加速运动,若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动,当物体的合外力(加速度)方向与速度的方向时,物体做减速运动.若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动.[特别提醒]:要分析清楚物体的运动情况,必须从受力着手,因为力是改变运动状态的原因,求解物理问题,关键在于建立正确的运动情景,而这一切都必须从受力分析开始.[例2] 如图3-12-1所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?最低点的加速度是否比g大?(实际平衡位置,等效成简谐运动)图3-12-1[解析]小球接触弹簧后受两个力,向下的重力mg和向上的弹力.(如图3-12-2(a)所示刚开始时,当<mg时,小球合力向下,,合力不断变小,因而加速度减小,由于a方向与v0同向,因此速度继续变大.当=mg时,如图3-12-2(b)所示,合力为零,加速度为零,速度达到最大值.之后小球由于惯性仍向下运动,继续压缩弹簧,但>mg,合力向上,由于加速度的方向和速度方向相反,小球做加速度增大的减速运动,因此速度减小到零弹簧被压缩到最短.如图3-12-2(c)所示[答案]小球压缩弹簧的过程,合外力的方向先向下后向上,大小是先变小至零后变大,加速度的方向也是先向下后向上,大小是先变小后变大,速度的方向始终向下,大小是先变大后变小. (还可以讨论小球在最低点的加速度和重力加速度的关系)[方法技巧]要分析物体的运动情况一定要从受力分析着手,再结合牛顿第二定律进行讨论、分析.对于弹簧类问题的求解,最好是画出弹簧的原长,现在的长度,这样弹簧的形变长度就一目了然,使得求解变得非常的简单明了.考点三瞬时问题瞬时问题主要是讨论细绳(或细线)、轻弹簧(或橡皮条)这两种模型.细绳模型的特点:细绳不可伸长,形变,故其张力可以,弹簧(或橡皮条)模型的特点:形变比较,形变的恢复需要时间,故弹力 .[特别提醒]求解瞬时问题,首先一定要分清类型,然后分析变化之前的受力,再分析变化瞬间的受力,这样就可以很快求解.[例3]如图5所示,质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO烧断,在绳AO烧断的瞬间,下列说法正确的是()A.弹簧的拉力B.弹簧的拉力C.小球的加速度为零D.小球的加速度[解析]烧断OA之前,小球受3个力,如图所示,烧断细绳的瞬间,绳子的张力没有了,但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间,故弹簧的弹力不变,A正确。
高中物理必修一 牛顿第二定律 (含练习解析)
牛顿第二定律【学习目标】1.深刻理解牛顿第二定律,把握Fam=的含义.2.清楚力的单位“牛顿”是怎样确定的.3.灵活运用F=ma解题.【要点梳理】要点一、牛顿第二定律(1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.(2)公式:Fam∝或者F ma∝,写成等式就是F=kma.(3)力的单位——牛顿的含义.①在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1 m/s2加速度的力,叫做1N.即1N=1kg·m/s2.②比例系数k的含义.根据F=kma知k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小,k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位,k的数值不一样,在国际单位制中,k=1.由此可知,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位.要点二、对牛顿第二定律的理解(1)同一性【例】质量为m的物体置于光滑水平面上,同时受到水平力F的作用,如图所示,试讨论:①物体此时受哪些力的作用?②每一个力是否都产生加速度?③物体的实际运动情况如何?④物体为什么会呈现这种运动状态?【解析】①物体此时受三个力作用,分别是重力、支持力、水平力F.②由“力是产生加速度的原因”知,每一个力都应产生加速度.③物体的实际运动是沿力F的方向以a=F/m加速运动.④因为重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,此时作用于物体的合力相当于F.从上面的分析可知,物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性.因此,牛顿第二定律F=ma中,F为物体受到的合外力,加速度的方向与合外力方向相同.(2)瞬时性前面问题中再思考这样几个问题:①物体受到拉力F作用前做什么运动?②物体受到拉力F作用后做什么运动?③撤去拉力F后物体做什么运动?分析:物体在受到拉力F前保持静止.当物体受到拉力F后,原来的运动状态被改变.并以a=F/m加速运动.撤去拉力F后,物体所受合力为零,所以保持原来(加速时)的运动状态,并以此时的速度做匀速直线运动.从以上分析知,物体运动的加速度随合力的变化而变化,存在着瞬时对应的关系.F =ma 对运动过程中的每一瞬间成立,某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力的作用就有加速度产生.外力停止作用,加速度随即消失,在持续不断的恒定外力作用下,物体具有持续不断的恒定加速度.外力随着时间而改变,加速度就随着时间而改变.(3)矢量性从前面问题中,我们也得知加速度的方向与物体所受合外力的方向始终相同,合外力的方向即为加速度的方向.作用力F 和加速度a 都是矢量,所以牛顿第二定律的表达式F =ma 是一个矢量表达式,它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同,而速度的方向与合外力的方向无必然联系.(4)独立性——力的独立作用原理①什么是力的独立作用原理,如何理解它的含义?物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理.②对力的独立作用原理的认识a .作用在物体上的一个力,总是独立地使物体产生一个加速度,与物体是否受到其他力的作用无关.如落体运动和抛体运动中,不论物体是否受到空气阻力,重力产生的加速度总是g .b .作用在物体上的一个力产生的加速度,与物体所受到的其他力是同时作用还是先后作用无关.例如,跳伞运动员开伞前,只受重力作用(忽略空气阻力),开伞后既受重力作用又受阻力作用,但重力产生的加速度总是g .c .物体在某一方向受到一个力,就会在这个方向上产生加速度.这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关,还和物体的初始运动状态无关.例如,在抛体运动中,不论物体的初速度方向如何,重力使物体产生的加速度总是g ,方向总是竖直向下的.d .如果物体受到两个互成角度的力F 1和F 2的作用,那么F 1只使物体产生沿F 1方向的加速度11F a m =,F 2只使物体产生沿F 2方向的加速度22F a m=. 在以后的学习过程中,我们一般是先求出物体所受到的合外力,然后再求出物体实际运动的合加速度.(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力.牛顿第一定律定义了力,而牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的,如果我们不知道物体在不受外力情况下处于怎样的运动状态,要研究物体在力的作用下将怎样运动,显然是不可能的,所以牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律代替的,也不是牛顿第二定律的特例.要点三、利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤(1)明确研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出示意图.(3)求出合力F 合.(4)由F ma =合列式求解.用牛顿第二定律解题,就要对物体进行正确的受力分析,求合力.物体的加速度既和物体的受力相联系,又和物体的运动情况相联系,加速度是联系力和运动的纽带.故用牛顿第二定律解题,离不开对物体的受力情况和运动情况的分析.【说明】①在选取研究对象时,有时整体分析、有时隔离分析,这要根据实际情况灵活选取. ②求出合力F 合时,要灵活选用力的合成或正交分解等手段处理.一般受两个力时,用合成的方法求合力,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:x F ma =(沿加速度方向).0y F =(垂直于加速度方向).特殊情况下分解加速度比分解力更简单.应用步骤一般为:①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系,把力或加速度分解在x 轴或y 轴上;④分别沿x 轴方向和y 轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值.【注意】在建立直角坐标系时,不管选取哪个方向为x 轴正方向,所得的最后结果都应是一样的,在选取坐标轴时,应以解题方便为原则来选取.【典型例题】类型一、对牛顿第二定律的理解例1、物体在外力作用下做变速直线运动时( )A .当合外力增大时,加速度增大B .当合外力减小时,物体的速度也减小C .当合外力减小时,物体的速度方向与外力方向相反D .当合外力不变时,物体的速度也一定不变【思路点拨】对同一物体,合外力的大小决定了加速度大小,但是,加速度与速度没有必然的联系。
牛顿第二定律讲解和例题解析
一、应用牛顿第二定律的基本步骤
1、分析题意,明确已知条件和所求量 2、选取研究对象;所选取的对象可以是一个物体, 也可以是几个物体组成的系统,同一个题目,根据题意 和解题需要也可以先后选取不同的研究对象
3、对其进行受力情况分析和运动情况分析(切莫多 力与缺力)
4、根据牛顿第二定律列出方程 5..求出结果后,要养成检验的好习惯,看看结果是否 符合题意或实际情况
皮带的滑动摩擦系数,皮带沿图示方向运动,速率为
2m/s。若把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,
且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c
点所用的时间。
A
b a
α c
题型六、叠放体问题 例8:如图所示,放在水平地面上的木板长1m,质量为2
kg,B与地面间的动摩擦因数为.一质量为3kg的小铁块 A放在B的左端,A、B之间的动摩擦因数为.当A以3m/s 的初速度向右运动后,求最终A对地的位移和A对B的位 移.
解析:对木箱受力分析如图. 物体匀速运动,有: 竖直方向:N-mg-Fsin300=0 水平方向:Fcos300一f= 0
y fNx
mg
F
而f=μN
所以μ=Fcos300/(mg+Fsin300) 当力斜向上拉时: 竖直方向:N=mg一 Fsin300 水平方向:Fcos300-μN=ma
yF fNx mg
设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同, 取g=10m/s2。求: 1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最 大距离? 2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中? 3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过
程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是 多少?
牛顿第二定律及其应用 知识点总结与典例(最新)
牛顿第二定律及其应用知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一牛顿第二定律、单位制1.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。
加速度的方向与作用力的方向相同。
(2)表达式a=Fm或F=ma。
(3)适用范围①只适用于惯性参考系(相对地面静止或做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。
2.单位制(1)单位制由基本单位和导出单位组成。
(2)基本单位基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、长度,它们的国际单位分别是千克、秒、米。
(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。
知识点二动力学中的两类问题1.两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况。
(2)已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下:【方法技巧】两类动力学问题的解题步骤知识点三超重和失重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的。
(2)视重①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2.超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下,大小a=g原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=mgF=0运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升无阻力的抛体运动;绕地球匀速圆周运动知识点四动力学中整体法、隔离法的应用1.外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解ma2.例题:一辆质量为800kg的轿车在水平路面上行驶,发动机输出的动力为6000N,空气阻力和轮胎与路面的摩擦力合力为4000N,求车的加速度和行驶的加速度。
解析:选取研究对象为轿车,分析受力情况,发动机输出的动力为作用在车上的力,空气阻力和摩擦力为阻力,作用在车上的力和阻力为合外力。
建立直角坐标系,选择水平方向为x轴,竖直方向为y轴,根据力的平衡关系,将合外力分解为x轴方向和y轴方向的分力,得到Fx=6000N-4000N=2000N,Fy=0.根据牛顿第二定律F=ma,得到a=Fx/m=2000N/800kg=2.5m/s²。
由于是水平运动,行驶的加速度与车的加速度相同,即为2.5m/s²。
3.注意事项:在解题时,需要注意选取适当的参考系和坐标系,正确分解合外力,应用牛顿第二定律求解加速度,最后再根据题目所求的量得出答案。
同时,需要注意牛顿第二定律的适用范围和局限性,不能将其应用于微观、高速运动情况。
物理解题的步骤:1)审题:明确已知和待求,注意文中隐含的条件,理解物理现象和过程。
2)选取研究对象:可以是单个物体或多个物体组成的系统,分析其受力、运动、做功和能量转化情况,并画出草图。
3)选择适当的物理规律,如牛二定律、运动学公式、动量定理、动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律。
4)在运用规律前,设出题中没有的物理量,建立坐标系,规定正方向等。
5)确定所选规律运动用何种形式建立方程,有时要运用到几何关系式。
6)确定不同状态、过程下所选的规律,及它们之间的联系,统一写出方程,并给予序号标明。
在求解过程中,需要注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论。
通过以上步骤,可以将物理问题转化为数学问题,从而求解出答案。
牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析
牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析1【分析】木块受到外力作用必有加速度,已知外力方向不变,数值变小,根据牛顿第二定律可知,木块加速度的方向不变,大小在逐渐变小,也就是木块每秒增加的速度在减少,由于加速度方向与速度方向一致,木块的速度大小仍在不断增加,即木块作的是加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动.【答】 D.2【分析】物体的加速度由它所受的合外力决定.放在水平桌面上的木块共受到五个力作用:竖直方向的重力和桌面弹力,水平方向的三个拉力.由于木块在竖直方向处于力平衡状态,因此,只需由水平拉力算出合外力即可由牛顿第二定律得到加速度.(1)由于同一平面内、大小相等、互成120°角的三个力的合力等于零,所以木块的加速度a=0.(2)物体受到三个力作用平衡时,其中任何两个力的合力必与第三个力等值反向.如果把某一个力反向,则木块所受的合力F合=2F=20N,所以其加速度为:它的方向与反向后的这个力方向相同.3【误解一】选(B)。
【误解二】选(C)。
【正确解答】选(A)。
【错因分析与解题指导】 [误解一]依据物体沿斜面下滑的事实臆断物体受到了下滑力,不理解下滑力是重力的一个分力,犯了重复分析力的错误。
[误解二]中的“正压力”本是垂直于物体接触表面的力,要说物体受的,也就是斜面支持力。
若理解为对斜面的正压力,则是斜面受到的力。
在用隔离法分析物体受力时,首先要明确研究对象并把研究对象从周围物体中隔离出来,然后按场力和接触力的顺序来分析力。
在分析物体受力过程中,既要防止少分析力,又要防止重复分析力,更不能凭空臆想一个实际不存在的力,找不到施力物体的力是不存在的。
4【误解一】选(A)。
【误解二】选(B)。
【误解三】选(D)。
【正确解答】选(C)。
【错因分析与解题指导】要计算摩擦力,应首先弄清属滑动摩擦力还是静摩擦力。
若是滑动摩擦,可用f=μN计算,式中μ为滑动摩擦系数,N是接触面间的正压力。
若是静摩擦,一般应根据物体的运动状态,利用物理规律(如∑F=0或∑F = ma)列方程求解。
(完整版)牛顿第二定律的应用知识点总结和练习
解得
例2.一位滑雪人质量m=75kg,以Vo=2.0 m/s的初速度沿山坡加速滑下,山坡的倾角θ=37°,5s内滑下的路程是60m,求滑雪板和雪地间的动摩擦因数。
练习1:小球用一细线系于车厢顶部,相对静止地随车一起运动,已知线与竖直方向的夹角为θ,求车厢运动的加速度。
a=gtanθ方向向左,向左加速或向右减速
2、已知物体的运动情况,求解物体的受力情况。
处理方法:已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情况。流程图如下:
题型一:已知物体的运动情况分析物体的受力情况
【例1】(★★★)质量为100t的机车从停车场出发,做匀加速直线运动,运动225m后,速度达到54km/h,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶了125m才停在站上。设机车所受阻力不变,求机车关闭发动机前所受到得牵引力。
A、F1+F2=F B、F1=F2
C、 D、
【答案】AC
5、(★★★)重物A和小车B的重力分别为GA和GB,用跨过定滑轮的细线将它们连接起来,如图所示,已知GA>GB,不计一切摩擦。则细线对小车B的拉力T的大小是 ( )
A、T=GAB、GA>T C、GA<T D、当GB>>GA时,T约等于GA
【答案】 BD
A. 大小为零 B. 方向水平向右
C. 方向水平向左 D. 无法判断大小和方向
【答案】A
3、(★★★)在光滑的水平面上,有一个物体同时受到两个水平力F1和F2作用,在第1s内保持静止。若两个力F1和F2随时间变化如图示,则下列说法正确的是 ( )
A、在第2s内,物体做匀加速运动,加速度的大小恒定,速度均匀增大
6.(★★★)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F作用,力F的大小与时间t的关系、物块速度υ与时间t的关系如图所示。取g = 10m/s2。试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数。
牛顿第二定律实验总结、习题(含答案)
实验:验证牛顿第二定律【实验目的】验证牛顿第二定律,就是验证:(1)物体质量一定时,加速度与合外力成正比;(2)合外力一定时,物体的加速度与质量成反比。
【实验原理】1、保持研究对象(小车)的质量(M)不变,改变砂桶内砂的质量(m),即改变牵引力测出小车的对应加速度,用图像法验证加速度是否正比于作用力。
2、保持砂桶内砂的质量(m)不变,改变研究对象的质量(M),即往小车内加减砝码,测出小车对应的加速度,用图像法验证加速度是否反比于质量。
【实验器材】附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。
【实验步骤】1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0,并记录数值;2、按照要求安装实验器材,此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引力;3、平衡摩擦力,在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板,并反复移动其位置,直到打点计时器正常工作后,小车在斜面上的运动可以保持匀速直线运动状态为止。
4、记录小车及车内所加砝码的质量;称好砂子后将砂倒入小桶,把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行;接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后,取下纸带,做好标记。
5、保持小车的总质量不变,改变砂的质量(均要用天平称量),按步骤4中方法打好纸带,做好标记。
6、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,分别计算出加速度值。
7、用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力(即砂和砂桶的总重力mg),根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,便证明了质量一定的情况下,加速度与合外力成正比。
8、保持砂和桶的质量不变,在小车上加砝码(需记录好数据),重复上面的实验步骤,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度,横坐标表示小车及砝码的总质量的倒数1M,根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,就证明了合外力一定的情况下,加速度与质量成反比。
牛顿第二定律(解析版)
牛顿第二定律1.解题步骤:(1)确定研究对象,进行受力分析,画受力图。
(2)建立XOY 坐标系,将各个力进行正交分解。
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。
(4)统一单位,求解方程,对结果进行讨论。
力 加速度 运动∑F=ma a =t V V t 0- 2022t tV s a -= s V V a t 2202-= 2Tsa ∆=2.牛顿第二定律要点(1)牛顿第二定律:物体的加速度跟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。
(2)牛顿第二定律是实验定律,实验采用“控制变量法”进行研究。
(3)对牛顿第二定律的理解①矢量性:牛顿第二定律是一个矢量方程,加速度与合外力方向一致.②瞬时性:力是产生加速度的原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失.③独立性:当物体受几个力的作用时,每一个力分别产生的加速度只与此力有关,与其它力无关,这些加速度的矢量和即物体运动的加速度. ④同体性:公式中,质量、加速度和合外力均应对应同一个物体(系统).1.超重和失重:超重:加速度方向向上(加速向上或减速向下运动) 失重:加速度方向向下(加速向下或减速向上运动) 2.超重、失重和完全失重的比较maF =合超重现象失重现象完全失重现象概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□05大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□06小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□07等于零的现象产生条件物体的加速度方向□08竖直向上物体的加速度方向□09竖直向下物体的加速度方向□10竖直向下,大小□11a=g 原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=maa=gF=0运动状态□12加速上升或□13减速下降□14加速下降或□15减速上升以a=g□16加速下降或□17减速上升[典例1]如图A所示,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?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,求求剪断轻弹簧瞬时物体的加速度?【解析】设l1线上拉力为T1,l2轻弹簧上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mg tgθ,剪断线的瞬间,弹簧的长度末发生变化,力大小和方向都不变,物体即在T2反方向获得加速度.因为mg tgθ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T2反方向。
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牛顿第二定律
知识要点梳理
知识点一——牛顿第二定律
▲知识梳理
一、牛顿第二定律
1.牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力处边成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
2.牛顿第二定律的比例式为;表达式为。
3.力的单位是牛(N),1 N力的物理意义是使质量为1的物体产生的加速度的力。
4.几点说明:
(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生
的根本原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性:是一个矢量方程,加速度a与力F方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此
力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
二、整体法与隔离法
1.连接体:由两个或两个以上的物体组成的物体系统称为连接体。
2.隔离体:把某个物体从系统中单独“隔离”出来,作为研究对象进
行分析的方法叫做隔离法(称为“隔离审查对象”)。
3.整体法:把相互作用的多个物体视为一个系统、整体进行分析研
究的方法称为整体法。
三、正交分解法与牛顿第二定律的结合应用
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:(沿加速度方向);(垂直于加速度方向)
特殊情况下分解加速度比分解力更简单。
应用步骤一般为:
①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系,把力或加速度分解在x轴和y轴上;④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值。
四、用牛顿运动定律解题的一般步骤
1.审题,明确题意,清楚物理过程;
2.选取研究对象,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统;3.运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;
4.建立坐标系,一般情况下可选择物体运动方向或加速度方向为正
方向;
5.根据牛顿运动定律、运动学公式、题目所给的条件列方程;
6.解方程,对结果进行分析,检验或讨论。
▲疑难导析
一、对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律是动力学的核心内容,在中学物理中有非常重要的地位。
为了深刻理解牛顿第二定律,要从不同的角度,多层次、系统化地揭示其丰富的物理内涵。
概括地讲,牛顿第二定律有“四同”“一相对”的特点。
“四同”即同一单位制、同体、同时、同向;“一相对”即运动相对一定的参考系。
统一国际单位制:F的单位用牛(N),m的单位用千克(),
a的单位用米/秒(),采用同一单位制的单位时,
“”中的比例系数k为1,牛顿第二定律的表达式
“”才成立。
F、m、a三者都针对同一物体,其中F是该物体所受的外力,
1.概念:所谓连接体问题,是指运动过程中几个物体或上下叠放在一起,或前后挤压在一起,或由间接的场力(如万有引力、电场力、磁场力……)作用在一起、或通过细绳、轻杆、轻弹簧连在一起的物体组。
2.思维方法:求解此类问题时,可以整体研究也可隔离分析,把系统内的所有物体看成一个整体,这个整体的质量等于各物体的质量之和,即,当整体受到的外力F已知时,可用牛顿第
二定律求出整体的加速度,这种处理问题的思维方法叫做整体
法。
求解物体间的相互作用时,常把某个物体从系统中“隔离”出来,作为研究对象,分析受力情况,依据牛顿第二定律列方程。
如果问题较复杂,涉及未知量较多,只“隔离”一个物体不够,还必须再“隔离”第二个物体、第三个物体等。
总的原则是所列方程数与未知量个数相等就可以了。
这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法。
处理连接体问题通常是整体法与隔离法配合使用。
作为连接体的整体,一般都是运动整体的加速度相同,可以由整体求解出加速度,然后应用于隔离后的每一部分;或者由隔离后的部分求解出加速度然后应用于整体。
处理连接体问题的关键是整体法与隔离法的配合使用。
隔离法和整体法是互相依存、互相补充的,两种方法互相配合交替使用,常能更有效地解决有关连接体问题。
:如图所示,质量为和的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖
直向上运动,在三个阶段的运动中,线上张力的大小
()
A.由大变小B.由小变大
C.始终不变D.由大变小再变大
知识点二——力学单位制
▲知识梳理
1.基本物理量与基本单位
力学中的基本物理量共有三个,分别是质量、时间、长度;其单位分
别是千克、秒、米;其表示的符号分别是、s、m。
2.测量三个力学基本物理量的仪器
测量三个力学基本物理量的仪器分别是天平、停表、直尺。
3.单位制与国际单位制
由规定了的基本物理量,依据物理规律与公式推导出的物理量的单位叫导出单位,这样的物理量叫做导出物理量。
4.单位制由基本单位和导出单位共同组成
国际单位制是一种国际通用、包括一切计量领域的单位制。
▲疑难导析
1.基本单位
在物理学中,以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量作为基本物理量。
以它们的单位千克()、米(m)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、坎德拉()、摩尔()为基本单位。
2.基本单位的选定原则
(1)基本单位必须具有较高的精确度,并且具有长期的稳定性与重复性。
(2)必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。
(3)必须具备相互的独立性。
在力学单位制中选取米、千克、秒作为基本单位,其原因在于“米”是一个空间概念;“千克”是一个表述质量的单位;而“秒”是一个时间概念。
三者各自独立,不可替代。
3.单位制在物理学中的应用
单位制的建立在物理运算中非常重要,规定了单位制就可以省去计算过程中繁杂的单位计算和书写,而在计算过程中无须再把所有物理量
的单位一一写出,只需在式子末尾写出所求物理量的单位即可,从而简化计算过程。
当然,必须统一选用国际单位制。
:关于力学单位制,下列说法正确的是()
A.、、N是导出单位
B.、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是,也可以是g
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
典型例题透析
类型一——力、加速度、速度的关系
合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,但速度和加速度不是瞬时关系。
同时要注意是加速还是减速只取决于加速度与速度的方向,加速度与速度同向时,速度增加,加速度与速度反向时,速度减小。
1、如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,即弹簧上端位置,且弹簧被压缩到O位置时小球所受弹力等于重力,则小球速度最大时弹簧上端位于()
A.A位置B.B位置
C.O位置D.之间某一位置
举一反三
【变式】如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的D点,自由伸长到B 点。
今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是()
A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小
B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变
C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动
D.物体在B点受合外力为零
类型二——牛顿运动定律分析瞬时加速度问题
分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
此类问题应注意两种基本模型的建立。
1.刚性绳(或接触面):不发生明显形变就能产生弹力,当剪断(或脱离物体)后,其产生的弹力立即消失,不需要时间一般题目中所给细线或接触面若不加特殊说明,均可按此模型处理。
2.弹性绳(或弹簧):其特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成没来得及发生变化。
做变加速运动的物体,加速度时刻在变化(大小变化或方向变化或大小、方向均变化),某时刻的加速度叫瞬时加速度。
由牛顿第二定律知,加速度是由合外力决定的,即有什么样的合外力就有什么样的加速度与之对应,这就是牛顿第二定律的瞬时性。
当合外力恒定时,加速度也恒定,合外力随时间变化时,加速度也随时间改变,且瞬时力决定瞬时加速度,可见确定瞬时加速度的关键是正确分析瞬时作用力。
2、如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为、的两根细线上,的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,水平拉直,物体处于平衡状态。
现将线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
解:设线上拉力为,线上拉力为,重力为,物体在三力作用
下平衡
剪断线的瞬间,突然消失,物体即在反方向获得加速度。
因为,所以加速度,方向在反方向
你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。
(2)若将图甲中的细线改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图乙所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
举一反三
【变式】A、B两小球的质量分别为m和2m,用轻质弹簧相连,并用细绳悬挂起来,如图(a)所示。
(1)在用火将细线烧断的瞬间,A、B球的加速度各多大?方向如何?(2)若A、B球用细线相连,按图(b)所示方法,用轻质弹簧把A、B球悬挂起来,在用火烧断连接两球的细线瞬间,A、B球的瞬时加速度各多大?方向如何?。