牛顿第二定律的应用题型分类(原创)全解
关于牛顿第二定律的题型分类与解答
关于牛顿第二定律的题型分类与解答牛顿定律的应用是整个力学知识的重点内容之一,其所包含的内容较多,致使复习起来难度较大,现给牛顿第二定律的题型加以分类并解答,供同学们参考学习。
题型一:牛顿第二定律的矢量性例1. 如图1所示,电梯与水平面夹角为30︒,当电梯加速度向上运动时,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?图1解析:对人受力分析,他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F μ作用,如图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 F ma F mg ma N μ=︒-=︒cos ,sin 3030因为F mg N =65,解得F mg μ=35 点评:应用牛顿第二定律F ma =解题时,要特别注意其矢量性,对物体的受力分析要结合物体的运动状态,人随电梯加速向上运动时,人具有水平向右的加速度分量a x ,由此确定人受到梯面的摩擦力水平向右。
题型二:牛顿第二定律的瞬时性例2. 如图2天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球,两小球均保持静止,当突然剪断细绳时,上面小球A 与下面小球B 的加速度为( )A. a g 1= a g 2=B. a g 1= a 20=C. a g 12= a 20=D. a 10= a g 2=图2解析:分别以A ,B 为研究对象,做剪断前和剪断时的受力分析。
剪断前A ,B 静止。
如图3所示,A 球受三个力,拉力T 、重力mg 和弹力F 。
B 球受两个力,重力mg 和弹簧拉力F '(大小等于F )A 球T mg F --=0① B 球F mg '-=0 ②由式①,②解得T mg F mg ==2,图3 图4剪断时,A 球受两个力,因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在,而弹簧有形变,瞬间形状不可改变,弹力还存在。
如图4所示,A 球受重力mg 、弹簧的弹力F 。
同理B 球受重力mg 和弹力F '。
牛顿第二定律十大题型分类汇总(详解版)
牛顿第二定律十大题型分类汇总(带详解)一、牛顿第二定律与斜面结合1.如图所示,一足够长的固定在水平面上的斜面,倾角37θ= ,斜面BC 与水平面AB 平滑连接,质量2kg m =的物体静止于水平面上的M 点,M 点与B 点之间的距离9m L =,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为0.5μ=,现物体受到一水平向右的恒力14N F =作用,运动至B 点时撤去该力,B 点有一小圆弧,使得物体经过B 点时只有速度方向发生改变,速度大小不变,重力加速度210m/s g =,则:(1)物体到达B 点时的速度大小;(2)物体沿斜面向上滑行的最远距离。
(3)物体从开始运动到最后停止运动的总时间。
解得212m/s a =由M 到B 有212B v a L=解得6m/sB v =(2)沿斜面上滑时,根据牛顿第二定律得2sin37cos37mg mg ma μ︒+︒=解得2210m/s a =沿斜面运动的最远距离为(3)从M 点运动到B 点的时间为从B点运动到斜面最高点的时间为沿斜面下滑时的加速度为3sin37cos37mg mg ma μ︒-︒=解得232m/s a =沿斜面下滑的时间为解得下滑到B点时的速度为在水平面上运动的加速度大小为4mg ma μ=解得245m/s a =从B点到静止的时间为物体从开始运动到最后停止运动的总时间为1234t t t t t =+++解得2.一质量m =2kg 小物块从斜面上A 点由静止开始滑下,滑到斜面底端B 点后沿水平面再滑行一段距离停下来。
若物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25。
斜面A、B 两点之间的距离s =18m,斜面倾角θ=37°(sin37°=0.6;cos37°=0.8)斜面与水平面间平滑连接,不计空气阻力,g =10m/s 2。
求:(1)物块在斜面上下滑过程中的加速度大小;(2)物块滑到B 点时的速度大小;(3)物块在水平面上滑行的时间。
牛顿第二定律题型
3 传送带间动摩擦因数 , g=10m/s2,试求 6
物体从A 运动到底部B 的时间 tAB 。 ①受力分析 ②会下滑吗?如何判定?
C
D
针对训练:如图所示,轻弹簧下端固定,
竖立在水平面上。其正上方A位置有一 只小球。小球从静止开始下落,在B位 置接触弹簧的上端,在C位置小球所受 弹力大小等于重力,在D位置小球速度 减小到零。试分析小球下降阶段的运 动情况。
题型二:连接体问题
(1)整体法:把整个系统作为一个研究 对象来分析 (2)隔离体法:把系统中某一部分隔离出 来作为一个单独的研究对象来分析
N
f
③会达到共速吗?
mg
【解答】 由 tan 可知物体始终做匀加速直线运动
由牛顿第二定律: mg sin mg cos ma 得:a 2.5m / s 2
1 2 由L at AB得: 2
t AB
2L 2( s ) a
【例题3】如图所示,传送带以v= 10m/s的速度 逆时针转动,与水平面夹角θ=300,传送带A 端到 B端距离L=16m。在传送带顶部A 端静止释放一 小物体,物体与传送带间动摩擦因数 g=10m/s2.试求物体从A运动到底部B的时间 t AB 。
整体法和隔离法
可以用整体法的条件:加速度相等
1、相对静止 2、一静止一匀速 3、都匀速 4、以相同加速度做匀加速运动
例2:两个质量相同的物体A和B紧 靠在一起,放在光滑的水平桌面上, 如果他们分别受到水平推力F1和F2 作用,而且F1>F2,则A施于B的作用 力是多少?
(完整版)牛顿第二定律的综合应用专题
图1牛顿第二定律的应用第一类:由物体的受力情况确定物体的运动情况1. 如图1所示,一个质量为m=20kg 的物块,在F=60N 的水平拉力作用下,从静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动,物体与地面之间的动摩擦因数为0.10.( g=10m/s 2) (1)画出物块的受力示意图 (2)求物块运动的加速度的大小 (3)物体在t =2.0s 时速度v 的大小. (4)求物块速度达到s m v /0.6=时移动的距离2.如图,质量m=2kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数25.0=μ,现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜向上的拉力.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2,求(1)画出物体的受力示意图 (2)物体运动的加速度(3)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
〖方法归纳:〗〖自主练习:〗1.一辆总质量是4.0×103kg 的满载汽车,从静止出发,沿路面行驶,汽车的牵引力是6.0×103N ,受到的阻力为车重的0.1倍。
求汽车运动的加速度和20秒末的速度各是多大? ( g=10m/s 2)2.如图所示,一位滑雪者在一段水平雪地上滑雪。
已知滑雪者与其全部装备的总质量m = 80kg ,滑雪板与雪地之间的动摩擦因数μ=0.05。
从某时刻起滑雪者收起雪杖自由滑行,此时滑雪者的速度v = 5m/s ,之后做匀减速直线运动。
求:( g=10m/s 2)(1)滑雪者做匀减速直线运动的加速度大小; (2)收起雪杖后继续滑行的最大距离。
3.如图,质量m=2kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数25.0=μ,现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜下上的推力.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2, 求(1)物体运动的加速度(2)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
牛顿第二定律应用的常见题型
牛顿第二定律应用的常见题型以牛顿第二定律为核心的动力学是力学的重要组成部分,也是高考中的考查热点,学习时我们一定要深刻理解牛顿第二定律,并能熟练应用牛顿第二定律求解相关问题,下面介绍牛顿第二定律应用的几类典型问题。
一、连接体问题此类问题高考仅限于几个物体的加速度相同的情形,求解此类问题需灵活运用整体法和隔离法。
求解“内力”问题通常先对整体运用牛顿第二定律,求出系统的加速度,再用隔离法研究连接体中一个物体,即可求出物体间的相互作用力;求解“外力”问题,需先分析连接体中的一个物体,确定系统的加速度,再对整体运用牛顿第二定律,即可求出“外力”。
例l. 如下图所示,质量为2m的物体A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m 物块B与地面间的动摩擦因数为,在已知水平推力F作用下,AB一起做加速运动,A和B间的作用力为______________。
解析:先把AB看作一个整体,系统受到的合外力为,系统的加速度为,再对物体B分析,由牛顿第二定律有,解得。
二. 瞬时问题牛顿第二定律反映了物体所受合外力与加速度的瞬时对应关系,当物体所受外力突然发生变化时,物体的加速度也会随之变化。
求解此类问题,需分别分析物体受力变化前和变化后的受力情况,确定物体受力是如何发生突变的,再分别应用牛顿第二定律列式求解。
例2. 木块A、B的质量分别为。
两木块之间用一轻弹簧相连接后放在光滑水平桌面上,用F=10N的水平恒力沿AB连线方向拉A,使A和B 沿桌面滑动,如下图所示,滑动中A、B具有相同的加速度时突然撤去拉力F,求撤去拉力F的瞬间,A和B的加速度各多大?解析:撤去拉力F时,A和B有相同加速度,对A、B整体分析,由牛顿第二定律有,得;研究木块B,它受到的弹力为,撤去拉力F的瞬间,轻弹簧的形变量没有变化,木块B受力不变,此时B的加速度与原来相同仍为;撤去拉力F的瞬间,木块A受弹簧拉力大小仍为6N,此时A的加速度为,方向向左。
三. 临界与极值问题当物体从一种物理现象转变为另一种物理现象,或从一个物理过程转入另一个物理过程,此时往往有一个临界状态,而极值问题也伴随临界问题的出现而出现。
牛顿第二定律典型题型分类
牛顿第二定律题型总结一、整体法与隔离法:1、 A 、B 两物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为 mA=3kg , m B =6kg ,今用水平力F A = 6N 推、用水平力FB=3N 拉B , A 、B 间的作用力有多大?F A F B A BZ Z z z Z Z Z ZZ Z Z X Z Z. Z ■■- /■ ZZ Z Z X / ■■- /2、 如图所示,质量为 M 的斜面A 置于粗糙水平地面上,动摩擦因数为 *,物体B 与斜 面间无摩擦。
在水平向左的推力F 作用下,A 与B 一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。
已知斜面的倾角为e ,物体B 的质量为m 则它们的加速度 a 及推力F 的大小为()A a=gsinO,F=(M +m)g(H+sin!3)iBFL —B a =g cos0, F =(M +m)g cosH9A,r z Zz _7^77~/, /~~.广,~~C a =g tan 0, F =(M +m)g( P +tan 0)D a = g cot 6, F = H ( M 十 m) g3、如图所示,质量为 m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量 为m 的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成&角,则( )A .车厢的加速度为g sinemgB, 绳对物体1的拉力为cos 。
C.底板对物体2的支持力为(m2 -m°gD .物体2所受底板的摩擦力为m 2g tan96、在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意 志和自强不息的精神。
为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。
一根不可伸缩的轻绳跨过4、如图所示,一只质量为 m 的小猴抓住用绳吊在大花板上的一根质量为 M 的竖直杆。
当悬绳突然断裂时,小猴急速沿 杆竖直上爬,以保持它离地面的高度不变。
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牛顿运动定律的应用一、知识归纳:1、牛顿第二定律(1)定律内容: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)定义式:F 合=ma2、对牛顿第二定律的理解(1)瞬时性.根据牛顿第二定律,对于质量确定的物体而言,其加速度的大小和方向完全由物体受到的合外力的大小和方向所决定.加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系.(2)矢量性.F =ma 是一个矢量式.力和加速度都是矢量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定.已知F 合的方向,可推知a 的方向,反之亦然.(3)同体性:a =mF 合各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性.(4)独立性:F 合产生的a 是物体的合加速度,x 方向的合力产生x 方向的加速度,y 方向的合力产生y 方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为F x =ma x ,F y =ma y .(5)相对性:公式中的a 是相对地面的而不是相对运动状态发生变化的参考系的. 特别提醒:(1)物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度. (2)不能根据m =m F 得出m ∝F ,m ∝a1的结论.物体的质量m 与物体受的合外力和运动的加速度无关. 3、合外力、加速度、速度的关系(1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合外力与加速度的大小关系是F =ma ,只要有合外力,不管速度是大还是小,或是零,都有加速度,只要合外力为零,则加速度为零,与速度的大小无关.只有速度的变化率才与合外力有必然的联系.(2)合力与速度同向时,物体做加速运动,反之减速. (3)力与运动关系:力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化(运动状态变化),物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度大小无必然的联系.(4)加速度的定义式与决定式:a =tv∆∆是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法;a =mF是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素. 特别提醒:物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系,即a 与合力F 方向总是相同,但速度v 的方向不一定与合外力的方向相同.讨论点一:如图所示,对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用瞬间 ( )A .物体立即获得速度B .物体立即获得加速度C .物体同时获得速度和加速度D .由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零 4、力的单位(1)当物体的质量是m =1kg ,在某力的作用下它获得的加速度是a =1m/s 2时,那么这个力就是1牛顿,符号N 表示.(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.讨论点二: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,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=1 D.在任何情况下k都等于15、应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象(有时选取合适的研究对象,可使解题大为简化)(2)分析研究对象的受力情况,画出受力分析图(3)选定正方向或建立适当的正交坐标系(4)求合力,列方程求解(5)对结果进行检验或讨论6、超重、失重(1)视重:所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数.(2)超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象称为超重现象.(3)失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,称为失重现象.(4)完全失重:当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,即视重等于零时,称为完全失重状态.(5)产生超重、失重现象的原因:①产生超重的原因:当物体具有向上的加速度a(向上加速或向下减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得:F-mg=ma所以F=m(g+a)>mg由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′>mg.②产生失重现象的原因:当物体具有向下的加速度a(向下加速或向上减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为F.由牛顿第二定律可知:mg-F=ma所以F=m(g-a)<mg由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′<mg.特例:当物体具有向下的加速度a=g时.则F′=0.物体处于完全失重状态.(6)对超重和失重现象的理解.①物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力始终不变,只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,看起来物重好像有所增大或减小.②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.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.讨论点一:如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别静止于水平地面的台秤P、Q上,他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端,稳定后弹簧秤的示数为F,若弹簧秤的质量不计,下列说法正确的是()A.甲同学处于超重状态,乙同学处于失重状态B.台秤P的读数等于mg-FC.台秤Q的读数为mg-2FD.两台秤的读数之和为2mg二、典型题型题型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。
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。
牛顿第二定律的应用(很全_自己上课用)
a
5.如图所示,质量为m的小 球用细绳挂在倾角为37°的 光滑斜面顶端,斜面静止时, 绳与斜面平行,现斜面向左 加速运动。 (1)当a1=g时,细绳对 小球的拉力多大? (2)当a2=2g呢?
Tcosθ-Nsinθ=ma Tsinθ+Ncosθ=mg解得 T=mgsinθ+macosθ 当a1=g时,T1=1.4mg;当a2=2g时, T2=2.2mg
F
m1 m2 FN1
[m1]
F1
m1g FN2
F
联立(1)、(2)可得
m2F F1 = m1 m 2
[m2]
F1
m2g
例题1:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静 止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向 右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1 [ 解法二 ]: 对m1、m2视为整体作受力分析
一条轻弹簧上端固定在 天花板上,下端连接一物 体A,A的下边通过一轻绳 连接物体B.A,B的质量相 同均为m,待平衡后剪断 A,B间的细绳,则剪断细 绳的瞬间,物体A的加速 度和B的加速度?
A
B
如图,两个质量均 为m的重物静止,若 剪断绳OA,则剪断 瞬间A和B的加速度 分别是多少?
0
A
B
质量皆为m的A,B两球之间系 着一个不计质量的轻弹簧,放 在光滑水平台面上,A球紧靠墙 壁,今用力F将B球向左推压弹 簧,平衡后,突然将力F撤去的 瞬间A,B的加速度分别为多 少?.
m
θ
• 2.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个 物体,物体与壁间的静摩擦因数μ=0.8,要使物 体不致下滑,车厢至少应以多大的加速度前进? (g=10m/s2)
牛顿第二定律25种题型
牛顿第二定律25种题型牛顿第二定律是物理学中的基本定律之一,它描述了物体受力时的加速度与力的关系。
下面将详细介绍牛顿第二定律的25种题型。
1. 计算物体的加速度:根据牛顿第二定律,加速度与物体所受力成正比,与物体的质量成反比。
因此,可以通过已知的力和质量来计算物体的加速度。
2. 计算物体所受的力:根据牛顿第二定律,力与物体的质量和加速度成正比。
因此,可以通过已知的质量和加速度来计算物体所受的力。
3. 计算物体的质量:根据牛顿第二定律,质量与力和加速度的比值成正比。
因此,可以通过已知的力和加速度来计算物体的质量。
4. 计算物体的重力:根据牛顿第二定律,物体所受的重力与物体的质量成正比。
因此,可以通过已知的质量和加速度(通常为重力加速度)来计算物体的重力。
5. 计算物体所受的摩擦力:根据牛顿第二定律,物体所受的摩擦力与物体的质量和加速度成正比。
因此,可以通过已知的质量和加速度来计算物体所受的摩擦力。
6. 计算物体所受的弹力:根据牛顿第二定律,物体所受的弹力与物体的质量和加速度成正比。
因此,可以通过已知的质量和加速度来计算物体所受的弹力。
7. 计算物体所受的拉力:根据牛顿第二定律,物体所受的拉力与物体的质量和加速度成正比。
因此,可以通过已知的质量和加速度来计算物体所受的拉力。
8. 计算物体所受的斜面力:当物体沿斜面运动时,可以通过分解力的成分来计算物体所受的斜面力。
9. 计算物体所受的空气阻力:当物体在空气中运动时,可以通过已知的速度和物体的形状来计算物体所受的空气阻力。
10. 计算物体所受的浮力:当物体浸没在液体中时,可以通过已知的液体密度、物体的体积和重力加速度来计算物体所受的浮力。
11. 计算物体所受的离心力:当物体在旋转的平台上运动时,可以通过已知的物体质量、旋转半径和角速度来计算物体所受的离心力。
12. 计算物体所受的引力:当两个物体之间存在引力时,可以通过已知的物体质量和距离来计算物体所受的引力。
牛顿第二定律的应用常见题型与解题方法(王老师原创)非常全面,经典..
牛顿第二定律的应用第一讲一、两类动力学问题1.1.已知物体的受力情况求物体的运动情况:已知物体的受力情况求物体的运动情况:已知物体的受力情况求物体的运动情况:根据物体的受力情况求出物体受到的合外力,然后应用牛顿第二定律F=ma 求出物体的加速度,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
2.2.已知物体的运动情况求物体的受力情况:已知物体的运动情况求物体的受力情况:已知物体的运动情况求物体的受力情况:根据物体的运动情况,应用运动学公式求出物体的加速度,然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出某些未知力。
进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:第一类第一类 第二类第二类典型例题: 例1、如图所示,用F =12 N 的水平拉力,使物体由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动. 已知物体的质量m =2.0 kg ,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.30. 求:求:(1)物体加速度a 的大小;的大小; (2)物体在t =2.0s 时速度v 的大小.例2、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s 内速度由5.0m/s 增加到15.0m/s.(1)求列车的加速度大小.)求列车的加速度大小.(2)若列车的质量是1.01.0××106kg kg,机车对列车的牵引力是,机车对列车的牵引力是1.51.5××105N ,求列车在运动中所受的阻力大小.,求列车在运动中所受的阻力大小.二、正交分解法在牛顿第二定律中的应用例3、如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a 向上减速运动,向上减速运动,a a 与水平方向的夹角为θ,求人所受到的支持力和摩擦力.求人所受到的支持力和摩擦力.三、整体法与隔离法在牛顿第二定律中的应用 物体的受力情况力情况 物体的加速度a 物体的运动情况动情况F 求内力:先整体后隔离求内力:先整体后隔离例4、如图所示,两个质量相同的物体1和2,紧靠在一起放在光滑的水平面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用,而且F1F1>>F2F2,则,则1施于2的作用力的大小为(的作用力的大小为( )A .F1B .F2C .(F1+F2F1+F2))/2D D..(F1-F2F1-F2))/2求外力:先隔离后整体求外力:先隔离后整体例5、如图所示,质量为m 的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面的质量为M M ,斜面与物块无摩擦,地面光滑。
牛顿第二定律题型归类
牛顿定律类型题归类一、瞬时性问题1、刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。
2、轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不变。
例题分析:例1.如图所示,小球 A 、B 的质量分别 为m 和 2m ,用轻弹簧相连,然后用 细线悬挂而静止,在剪断弹簧的瞬间,求 A 和 B 的加速度各为多少? 例2.如图所示,木块A 和B 用一弹簧相连,竖直放在木板C 上,三者静止于 地面,它们的质量比是1:2:3,设所有接触面都是光滑的,当沿水平方向迅 速抽出木块C 的瞬时,A 和B 的加速度 a A = ,a B = 。
例3.如图质量为m 的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度【 】 A .0B .大小为233g ,方向竖直向下C .大小为233g ,方向垂直于木板向下D .大小为33g ,方向水平向右 【练习】:1.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为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瞬间,小球的加速度大小为:【 】 A.g B.mmM - g C.0 D.mmM +g2.如图所示,A 、B 两小球质量分别为M A 和M B 连在弹簧两端, B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为:【 】 A.都等于2g B. 2g和0 C.2g M M M B B A ⋅+和0 D.0和2g M M M B B A ⋅+图3 ABC图2-81题图 图2-92题图 图1B A3.一根轻弹簧上端固定同上端挂一质量为m o 的平盘,盘中有一质量为m 的物体(如图3-3-13)当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长为l ,今向下拉盘使弹簧再伸长∆l 后停止,然后松手放开,则刚松手时盘对物体的弹力等于(设弹簧处在弹性限度以内):【 】A .mg l l )1(Λ+B .g m m l l))(1(+∆+ C .mg l l ∆ D .g m m ll )(+∆4.如图所示,质量相同的木块A 、B ,用轻质弹簧连接处于静止状态,现用水平恒力推木块A ,则弹簧在第一次压缩到最短的过程中 :【 】 A .A 、B 速度相同时,加速度a A = a B B .A 、B 速度相同时,加速度a A >a BC .A 、B 加速度相同时,速度υA <υBD .A 、B 加速度相同时,速度υA >υB5.如图所示,小球质量为m,被三根质量不计的弹簧A 、B 、C 拉住,弹簧间的夹角均为1200,小球平衡时, A 、B 、C 的弹力大小之比为3:3:1,当剪断C 瞬间,小球的加速度大小及方向可能为:【 】A .g/2,竖直向下;B .g/2,竖直向上;C .g/4,竖直向下;D .g/4,竖直向上;6.如图4-20所示,A 、B 、C 、D 、E 、F 六个小球分别用弹簧、细绳和细杆联结,挂于水平天花板上,若某一瞬间同时在a 、b 、c 处将悬挂的细绳剪断,比较各球下落瞬间的加速度,下列说法中正确的是( )A .所有小球都以g 的加速度下落B .A 球的加速度为2g ,B 球的加速度为gC . C 、D 、E 、F 球的加速度均为g D .E 球的加速度大于F 球的加速度7:如图所示,一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上,l 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ, l 2水平拉直,物体处于平衡状态,现将l 2线剪断 (1)求剪断瞬时物体的加速度.(2)若将上图中的细线l 1改变为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图所示,其他条件不变,现将l 2剪断,求剪断瞬时物体的加速度.二、动态分析问题1、速度变化叛断:若速度与加速度方向相同则速度增大,反之减小。
高三一轮复习专题:牛顿第二定律的八类复杂应用(最全版)
时间t
F合 ma
a
运动学公式
运动情况
位移x 速度v
3.解决两类基本的运动力学问题关键:充分理解架起物 体受力情况与物体运动情况的联系Fra bibliotek梁是物体的加速度
典型问题二:多过程的动力学问题 素能提升 5.在某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目.该山 坡可看成倾角θ =30°的斜面,一名游客连同滑草 装置总质量m=80 kg,他从静止开始匀加速下滑, 在时间t=5 s内沿斜面滑下的位移x=50 m.(不计空 气阻力,取g=10 m/s2).问:
2.判断物体或系统所处的超重或失重状态 3.分析视重 4.分析因为超失重引起的现象
知识解决问题的步骤如下:
典型问题:超重失重 变式练习2 在电梯中,把一重物置于台秤上,台秤与力传感器 相连,当电梯从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最 后停止运动,传感器的屏幕上显示出其受到的压力与时间的 关系图象如图4所示,则 ( BC ) A.电梯在启动阶段约经历了2.5秒的加速上升过程 B.电梯在启动阶段约经历了4秒的加速上升过程 C.电梯的最大加速度约为6.7 m/s2 D.电梯的最大加速度约为16.7 m/s2
B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下
漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水 C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水
D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水
典型问题:瞬间问题 解题感悟
超重失重是牛二定律的典型应用问题之一,利用超重失重的 1. 确定物体或系统的动力学的桥梁即加速度的方向
F合 ma
a
运动学公式
运动情况 位移x 速度v
典型问题:两类基本的动力学问题 例2.一个滑雪的人,质量m=75kg,以V0=15m/s的初速度沿山 坡匀减速地滑向上滑,山坡的倾角ß=300,在t=2s的时间内向 上滑过的路程x=15m,求滑雪人受到的阻力是多大? 187.5N
应用牛顿第二定律解题的几种题型
应用牛顿第二定律解题的几种题型牛顿第二定律是一个重要的物理学定律,用于解释物体运动中加速度变化的原理。
它主要用于描述物体受外力时会发生的加速或减速过程,可用来解决许多实际问题。
本文将介绍应用牛顿第二定律解题的几种典型题型,以及如何解答这些题型。
一、牛顿运动速度题第一种典型题目是根据牛顿第二定律求解运动速度的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,在t时刻后,距离原点s米。
请求出t时刻物体的速度v?解题思路:物体由v0开始加速,到t时刻,它的速度是v=v0+at。
由于物体从原点出发,则v0=0。
所以,在t时刻,物体的速度是v=at。
二、牛顿运动加速度题第二种典型题目是根据牛顿第二定律求解加速度的题型。
例如:一个物体从原点出发,在t时刻后,距离原点s米,且物体的速度为v米/秒。
请求出加速度a?解题思路:由于物体从原点出发,则v0=0。
根据牛顿第二定律,v=v0+at,即v=at。
解出a=v/t。
三、牛顿运动时间题第三种典型题目是根据牛顿第二定律求解运动时间的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,距离原点s米。
请求出物体从原点出发到s米的运动时间t?解题思路:根据牛顿第二定律,v=v0+at,解出t=v/a。
由于物体从原点出发,则v0=0,即t=s/a。
四、牛顿运动位移题第四种典型题目是根据牛顿第二定律求解位移的题型。
例如:一个物体从原点出发,受一个匀加速度a作用,在t时刻后,其速度是v米/秒。
请求出物体从原点出发到t时刻时的位移s?解题思路:根据牛顿第二定律,s=v0t+at^2/2。
由于物体从原点出发,则v0=0,即s=at^2/2。
到此,本文介绍了应用牛顿第二定律解题的几种典型题型,以及解答这些题型的解题思路。
熟练掌握牛顿第二定律,并灵活运用,可以很好地解决实际问题。
牛顿第二定律典型题型归纳 -完整获奖版
牛顿第二定律典型题型归纳一. 重难点解析:1. 动力学两类基本问题应用牛顿运动定律解决的问题主要可分为两类:(1)已知受力情况求运动情况。
(2)已知运动情况求受力情况。
分析解决这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
基本思路流程图:基本公式流程图为:2. 动力学问题的处理方法(1)正确的受力分析。
对物体进行受力分析,是求解力学问题的关键,也是学好力学的基础。
(2)受力分析的依据。
①力的产生条件是否存在,是受力分析的重要依据之一。
②力的作用效果与物体的运动状态之间有相互制约的关系,结合物体的运动状态分析受力情况是不可忽视的。
③由牛顿第三定律(力的相互性)出发,分析物体的受力情况,可以化难为易。
3. 解题思路及步骤(1)由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤。
①确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图。
②根据力的合成与分解的方法,求出物体所受合外力(包括大小和方向)③根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。
④结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量。
(2)由物体的运动情况求解物体的受力情况。
解决这类问题的基本思路是解决第一类问题的逆过程,具体步骤跟上面所讲的相似,但需特别注意:①由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合力的方向,不能将速度的方向与加速度的方向混淆。
②题目中求的力可能是合力,也可能是某一特定的作用力。
即使是后一种情况,也必须先求出合力的大小和方向,再根据力的合成与分解知识求分力。
4. 解题方法牛顿运动定律是解决动力学问题的重要定律,具体应用的方法有好多,高中物理解题常用的方法有以下几种:(1)正交分解法:表示方法为减少矢量的分解,建立坐标系时,确定x轴正方向有两种方法:①分解力而不分解加速度。
分解力而不分解加速度,通常以加速度a的方向为x轴正方向,建立直角坐标系,将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上,分别得x轴和y轴的合力。
(完整版)牛顿第二定律应用的典型问题讲解
牛顿第二定律应用的典型问题1. 力和运动的关系力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
由F ma 知,加速度与力有直接关系,分析清楚了力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系。
速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系,加速度与速度同向时,速度增加;反之减小。
在加速度为零时,速度有极值。
例1。
如图1所示,轻弹簧下端固定在水平面上。
一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。
在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是( )A 。
小球刚接触弹簧瞬间速度最大B 。
从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C 。
从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大 图1 例2。
一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是( )A. 探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B 。
探测器加速运动时,竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时,不需要喷气学生精练1.如右图所示,一物块在光滑的水平面上受一恒力F 的作用而运动,其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法中正确的是 【 】 A .物块接触弹簧后即做减速运动 B .物块接触弹簧后先加速后减速C .当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度不为零D .当弹簧的弹力等于恒力F 时,物块静止E .当物块的速度为零时,它受到的合力不为零2.如右图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O 点并系住物体m ,现将弹簧压缩到A 点,然后释放,物体一直可以运动到B 点,如果物体受到的摩擦力大小恒定,则 【 】A .物体从A 到O 先加速后减速B .物体从A 到O 加速,从O 到B 减速C .物体在A 、O 间某点时所受合力为零D .物体运动到O 点时所受合力为零2瞬时问题【例1】如图如图(a )所示,一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上,L 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态。
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例1.如图所示,静止的A、B两物体叠放在光滑水平面
上,已知它们的质量关系是mA<mB,用水平恒力拉A物 体,使两物体向右运动,但不发生相对滑动,拉力的
最大值为F1;改用水平恒力拉B物体,同样使两物体向
右运动,但不发生相对滑动,拉力的最大值为F2,比
物体作匀加速直线运动,对两物体间细绳拉力正 确的说法是: ( A B )
(A)水平面光滑时,绳拉力等于mF/(M+m); (B)水平面不光滑时,绳拉力等于m F/(M+m); (C)水平面不光滑时,绳拉力大于mF/(M+m); (D)水平面不光滑时,绳拉力小于mF/(M+m)。
解:由上题结论: T 的大小与μ无关,应选 A B
例4. 如图示,两物块质量为M和m,用绳 连接后放在倾角为θ的斜面上,物块和斜面 的动摩擦因素为μ,用沿斜面向上的恒力F 拉物块M 运动,求中间绳子的张力.
N2 T f2 m θ
N1
F
f1 M
T
Mg
例5. 如图示,两物块质量为M和m,用绳连接后放在倾 角为θ的斜面上,物块和斜面的动摩擦因素为μ,用沿斜 面向上的恒力F 拉物块M 运动,求中间绳子的张力.
A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越 大,速度越来越小,最后等于零
B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速 度先增加后减小直到为零
C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处, 加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
D.接触后,小球速度最大的地方就是
加速度等于零的地方
BD
例2.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气 阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情 况是(BD)
A.先加速后减速,最后静止
B.先加速后匀速
C.先加速后减速直至匀速
D.的共同作用下处于静 止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐 减小到零,又马上使其恢复到原值(方向 不变),则(AC )
A.物体始终向西运动
B.物体先向西运动后向东运动
C.物体的加速度先增大后减小
D.物体的速度先增大后减小
题型二:连接体问题
当两个或两个以上的物体之间通过 轻绳、轻杆相连或直接接触一起运 动的问题.
解题方法:整体法与隔离法
1.当研究问题中涉及多个物体组成的系统时, 通常把研究对象从系统中“隔离”出来,单独进 行受力及运动情况的分析.这叫隔离法.
2.系统中各物体加速度相同时,我们可以把系 统中的物体看做一个整体.然后分析整体受力, 由F=ma求出整体加速度,再作进一步分析.这种 方法叫整体法.
【解析】因两个物体具有相同的沿斜 面向上的加速度,可以把它们当成一 个整体(看做一个质点),其受力如 图所示,建立图示坐标系:
例8:如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水 平地面上,质量为m的物块A叠放在物体B上, 物体B的上表面水平,现在斜面上释放B,A随B 一起沿斜面下滑,已知A、B始终保持相对静止 。求B对A的支持力和摩擦力。
解:水平方向: Ff=max=mgsinθcosθ 竖直方向: mg-FN=may=mgsin2θ 得FN=mgcos2θ
较F1与F2的大小,正确的是( ) A.F1<F2
A
B.F1=F2
C.F1>F2
D.无法比较大小
例2:如图所示,物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水
平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B间动摩擦因数 =0.2.A物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N,水
平向右拉细线,假设A、B之间最大静摩擦力等于滑动摩擦
N1 F
T 的大小与运动情况无关 N2 T f1
M
T 的大小与θ无关 T 的大小与μ无关
f2 m
T
Mg
θ
例6:如图所示,两个光滑的梯形木块A和
B紧挨着并排放在光滑水平面上,已知θ
=60°,mA=2kg,mB=1kg,现施水平力F 作用于A,两木块在运动中无相对滑动,F 最大为多少?
例7:如图所示,A、B两物体用轻绳连接, 置于光滑水平面上,它们的质量分别为M和m, 且M>m,现以水平力F分别拉A和B,AB间绳的 拉力T1和T2分别为多少?
例9:水平面光滑,M与m相互接触,M>m,第 一次用水平力F向右推M,M与m间相互作用力为 F1,第二次用水平力F向左推m, M与m间相互作 用力为F2,那麽F1与F2的关系如何?
M
m
练习1:桌面光滑,求绳的拉力?
练习2:每个木块的质量为m,求2 对3的作用力(水平面光滑)
F
12 3 45
练习3:如图所示,置于水平面上的相同材料的m 和M用轻绳连接,在M上施一水平力F(恒力)使两
解:画出M 和m 的受力图如图示: 由牛顿运动定律,
对M有 F - T - Mgsinθ-μMgcosθ= Ma (1)
对m有
T - mgsinθ-μmgcosθ= ma (2)
∴a = F/(M+m)-gsinθ-μgcosθ
(3)
(3)代入(2)式得
T= m(a+ gsinθ+μgcosθ) = mF/( M+m) 由上式可知:
牛顿第二定律的运用 -----题型分类
四川省什邡中学物理组 王树斌
题型一:变力作用问题分析
加速度和力是瞬时对应关系,加速 度随力的变化而变化,消失而消失,且 加速度方向始终与力的方向一致。
例1.一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹 簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态, 正确的是 ( )
力.在细线不被拉断的情况下,下述中正确的是
(g=10m/s2)( ) A.当拉力F<12N时,A静止不动 B.当拉力F>12N时,A相对B滑动
CD
C.当拉力F=16N时,B受A摩擦力 等于4N
D.无论拉力F多大,A相对B始终 静止
例3:如图所示,质量M=60kg的人通过光 滑的定滑轮用绳拉着m=20kg的物体。当 物体以加速度a=5m/s2上升时,人对地面 的压力为多少?
m
MF
练习4:如图所示,质量为M的斜面放在水 平面上,其上游质量为 m 的物块,各接触 面均无摩擦,第一次将水平力F1加在m 上, 第二次将水平力F2加在M上,两次要求m与 M不发生相对滑动,求F1与F2之比
F1
F2
m:M
练习5:如图,物体M、m紧靠着置于动摩擦 因数为的斜面上,斜面的倾角为θ,现施 一水平力F作用于M,M、m共同向上加速运 动,求它们之间相互作用力的大小.