《牛顿定律解题分析(选编)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牛顿定律解题分析(选编)（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、知识点应用 一、理解牛顿第一定律，明确惯性是物体的固有属性1.下面关于惯性的说法中，正确的是 A速度大的物体惯性一定大B物体具有保持瞬时速度不变的性质C物体不受外力时才有惯性D物体作变速运动时没有惯性正确答案：B说明:有些学生错选C项和D项，错在没有正确理解惯性的概念惯性是物体本身固有的属性，只与其本身内在因素有关，不取决于外界的条件一切物体都有惯性静止物体的惯性是保持静止，以某速度运动的物体的惯性是保持其速度不变质量是物体惯性大小的量度【例2】下面说法中正确的是 A力是使物体惯性改变的原因B静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大C乒乓球可快速被抽杀，是因为乒乓球的惯性小D宇宙飞
2、船内的物体不存在惯性正确答案：C【例3】如图3-1所示，小球m用细线悬挂在水平向左运动的火车车厢内以下说法正确的是 A当火车向左匀速前进，且小球m相对车厢静止不动时，悬线沿竖直方向B当火车向左加速运动时，小球及悬线向位置1偏转C当火车向左加速运动时，小球及悬线向位置2偏转D当火车向左减速运动时，小球及悬线向位置2偏转解 :火车向左匀速运动，且小球相对车箱静止不动，小球处于平衡状态，合力为零，而只有悬线竖直，即拉力竖直向上与重力平衡时才能满足平衡条件，故A是正确的当火车向左加速运动时，小球由于惯性要保持原来的速度，所以小球和悬线向后偏转即向位置2偏转，故B错，C正确当火车向左减速运动时，小球由于
3、惯性要保持原来的速度，所以小球和悬线向前偏转即向位置1偏转，故D是错的综上所述，应选A、C二、理解力和运动的关系，明确力是产生加速度的原因【例4】物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上的合外力的方向的关系应是A速度方向、加速度方向、物体所受合外力的方向三者总是相同的B速度方向可与加速度方向成任意角，但加速度方向总是与合外力方向相同C速度方向总是与合外力方向相同，而加速度方向可能与合外力方向相同，也可能不同D速度方向与加速度方向可以成任意角，速度方向与物体所受合外力方向可以成任意角正确答案：B，D【例5】 一个物体，受到n个共点力的作用而处于静止现把其中某个力逐渐减小到零，此物体的加速度与
4、速度怎样变化？如再逐渐把这个力恢复，则此物体的加速度与速度又将怎样变化？解 ：这个力逐渐减小时，物体所受合外力逐渐增大，物体的加速度也逐渐增大；物体原来静止，速度方向与加速度方向相同，物体运动速度也将增大当再逐渐恢复这个力时，物体所受的合外力将逐渐减小，加速度也逐渐减小，合外力虽然减小，但因方向未变，故加速度方向仍不变，即与物体的速度方向相同，所以速度仍将继续增大，直至这个力恢复到原来大小时，物体所受的合外力为零，加速度也为零，而速度达到最大值说明 有些同学容易出现错误的观念，把物体的运动方向及速度大小与所受的力联系起来认为运动方向就是力的方向；运动速度越大，物体所受的合外力也越大；合力减小，
5、运动速度也必定减小也有些同学认为：逐渐恢复这个力后，物体所受的合外力方向与恢复之前相反，因此速度将逐渐减小导致上述错误的原因，在于没有深刻及正确理解牛顿第一定律的物理意义也有些同学是因为物理模型没有建立好，导致错误认识三、明确牛顿第二定律的含义，掌握牛顿第二定律及一般应用【例6】下列说法中正确的是 A一个人用力推一个物体，而不能推动，他说，公式F=ma对物体静止时不适用B质量一定的物体的加速度与合外力成正比C石头之所以下落，是地球对石头的作用力大于石头对地球的作用力的缘故D物体受到的合外力为零时，一定处于静止状态正确答案：B【例7】 在牛顿第二定律公式F=kma中，比例常数k的数值 A在任何情
6、况下都等于1Bk值是由质量、加速度和力的大小决定的Ck值是由质量、加速度和力的单位决定的D在国际单位制中，k的数值一定等于1正确答案：C，D【例8】 如图3-2所示，滑块质量为m，斜面倾角为，滑块与斜面间动摩擦因数为，求滑块下滑的加速度解：以m为研究对象，其受力情况如图3-3所示，建立坐标如图所示依题意，根据牛顿第二定律列方程mgsin-N=ma N-mgcos=0 由、式得mgsin-mgcos=maa=g(sin-cos)为所求说明 在斜面上物体除重力外，该物体只受斜面作用，所以该物体的运动状态只由斜面倾角和动摩擦因数决定，与物体质量无关【例9】 如图3-4所示，物体A的质量为10kg，放
7、在水平地面上，物体A与地面间动摩擦函数=0.2，如果用与水平成30倾角的力拉它，为了产生1m/s2的加速度，F需要多大(取g=10m/s2)？解 物体A受力情况如图3-5所示，建立坐标如图所示，根据牛顿第二定律列方程Fcos30-N=ma N+Fsin30-mg=0 由式得N=mg-Fsin30 将代入式得Fcos30-(mg-Fsin30)=maFcos30+Fsin30=mg+ma说明 用牛顿第二定律解题的正确步骤是：（1） 确定研究对象，用隔离法将对象隔离出来；（2） 对研究对象进行受力分析，作出受力图；（3） 建立恰当的直角坐标系(一般以a的方向为一轴)，选定正方向，正交分解；（4）
8、根据牛顿第二定律建立方程；（5） 把已知量统一单位后代入方程求解(要有过程)，检验结果的正确性【例10】 如图3-6所示，用挡板P将小球挡在倾角为的斜面上，若小球质量为m，斜面以加速度a向右加速运动，小球对挡板P的压力多大？解 以小球m为研究对象，作受力分析，建立坐标如图3-7所示，根据牛顿第二定律列方程Np-Nsin=ma Ncos-mg=0 由、式得Np=m(a+gtg)又Np=-NpNp=-m(a+gtg)为所求小球对挡板P的压力大小为m(a+gtg)，其方向为水平向左【例11】 如图3-8，车厢中有一倾角为30的斜面，当火车以10m/s2的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的m与车厢相
9、对静止，分析物体m所受摩擦力方向解 方法一：对m受力分析，m受三个力作用：重力mg、弹力N、静摩擦力ff的方向难以确定，我们先假设这个力不存在，如图3-9所示，那么mg与N只能在水平方向产生mg tg的合力，此合力只能产生：的加速度，显然小于题目所给定的加速度，故斜面对m的静摩擦力方向沿斜面向下。方法二：如图3-10，假定m所受的静摩擦力沿斜面向上将加速度a沿着斜面、垂直斜面正交分解，沿斜面方向根据牛顿第二定律有：，其值为负说明f的方向与假设的方向相反，即沿斜面向下。【例12】 一条轻弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线是水平的，弹簧与竖直方向的夹角是，如图3-11所示，若突然
10、剪断细线，则在刚剪断的瞬时，小球的加速度大小和方向如何？解 由于细线剪断的瞬时，弹簧不能马上恢复原状，弹簧的弹力和剪断细线前是相同的，这时弹力和重力的合力与原来绳的拉力T2大小相等，方向相反细线剪断前，小球处于平衡状态，则T1sin=T2 T1cos=mg /式得T2=mgtg细线剪断瞬时，T1和mg的合力大小等于T2，方向水平向右，根据牛顿第二定律F合=T2=ma小球加速度方向水平向右说明：该题是属于牛顿第二定律的应用问题，考察牛顿第二定律的瞬时性，这类问题可先在细线剪断前根据平衡条件列出平衡方程，确定各力的大小；然后分析剪断细线瞬时，除细线拉力消失外，弹簧的弹力和重力均不变，再应用牛顿第二
11、定律即可求解【例13】 如图3-12所示，倾斜索道与水平线的夹角=37，当载人车厢沿索道向上加速度为5m/s2，人的质量为50kg，且相对车厢静止，g取10m/s2，求1)人所受静摩擦力f多大？2)人对车厢压力N多大？解 对人受力分析，并将a沿水平和竖直方向正交分解，如图3-13所示，根据牛顿第二定律f=macos N-mg=masin 由、式解得f=5050.8=200(N)N=5010+5050.6=650(N)【例14】 某人在一个以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯内最多能举起80kg的物体，则此人在地面上最多能举起多重的物体？若他在一匀加速上升的电梯内能举起40kg的物体，则此电
12、梯的加速度为多少？(g取10m/s2)解 “人最多能举起80kg的物体”的意思是这个人能施加给外界物体的最大举力恰能使80kg的物体以2.5m/s2的加速度匀加速下降，因此只要能计算出这个举力的大小，就能知道这个人在地面上及在匀加速上升的电梯中能举多重的的物体解 对物体受力分析，如图3-14所示，加速下降时，根据牛顿第二定律列方程m1g-F=m1a1解得F=m1g-m1a1=80(10-2.5)=600(N)即人的最大举力是600N在地面上，由平衡条件可知m2g=F=600(N)即在地面上，人最多能举起重600N的物体加速上升时，它最多能举起40kg的物体，此时由牛顿第二定律可知F-m3g=m
13、3a3四、掌握由运动情况判断物体受力分析物体的运动情况，再根据牛顿第二定律判断物体的受力也应掌握由受力情况判断运动情况【例15】 用倾角=30传送带传送m=0.5kg的物体，物体与传送带间无滑动求在下述情况下物体所受摩擦力(如图3-15所示)(1)传送带静止；(2)传送带以v=3m/s的速度匀速向上运动；(3)传送带以a=2m/s2加速度匀加速向上运动解 物体受力分析如图3-16所示(1)传送带静止，物体处于平衡状态，所受合外力为零f-mgsin=0f=mgsin=0.59.80.5=2.45(N)(2)传递带匀速上升时，物体处于平衡状态，所受合力为零f=mgsin=0.59.80.5=2.4
14、5(N)(3)传送带加速斜向上运动，物体所受合力为F合；由F合=ma得f-mgsin=maf=mgsin+ma=0.59.80.5+0.52=3.45(N)【例16】 若上题中，传送带以加速度a=3m/s2减速向上运动，物体受到的摩擦力如何求；如果传送带以a=6m/s2减速向上运动，物体受到的摩擦力又将如何判断？解 传送带减速向上运动，运动方向斜向上，其加速度a=3m/s2沿传送带向下，合力沿传送带向下，由F合=ma得mgsin-f=maf=mgsin-ma=0.59.80.5-0.53=0.95(N)物体所受静摩擦力大小0.95N，方向沿传送带斜向上传送带以a=6m/s2减速向上时，物体合力沿传送带向下，由F合=ma得mgsin+f=maf=ma-mgsin=0.56-0.59.80.5=0.55(N)物体所受静摩擦力大小为0.55N，方向沿传送带斜向下说明 解这类问题关键在抓住合
