2012牛顿运动定律.doc

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1、图 7牛顿运动定律难点释疑（题目选自牛顿运动定律难点释疑（题目选自 2012 年高考物理试题）年高考物理试题）一、 本专题考点：应用牛顿第二定律解决物理问题。 二、理解和掌握内容一、应用牛顿运动定律解题的一般步骤 、审题、明确题意，清楚物理过程； 、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组； 、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图； 、建立坐标系，一般情况下可选择物体_或_为正方向。 、根据牛顿定律、运动学公式、题目结定的条件列方程； 、解方程，对解进行分析、检验或讨论。 1合成法平行四边形法则：若物体只受两力作用而产生加速度时，应用力的合成 法分析计算较简单解

2、题时要准确做出力的平行四边形，若合成中有直角关系，要善于充分 利用直角三角形有关知识分析计算2正交分解法：当物体受两个以上力作用而产生加速度时，常用正交分解法分析求 解多数情况下常把力正交分解在加速度方向（如取 x 轴）和垂直于加速度的方向上（如取 y 轴） ，则有 Fxma, Fy=0特殊情况下，若有众多的力（特别是未知力）集中在两 个垂直方向上，可以取相应的两个方向为分解轴，而将加速度分解到两个轴上，即Fx max, Fy = may 3应用牛顿第二定律的解题步骤确定研究对象分析受力作受力示意图用 平行四边形法则合成，或用正交分解法把各力沿 x y 轴分解应用牛顿第二定律列方 程统一单位求

3、解 4难点释疑： 例例 1 如图 317 所示木箱中有一倾角为的斜面，斜面上放一 质量为 m 的物体斜面与物体间摩擦系数为 ，当木箱以加速度 a 水 平向左运动时，斜面与物体相对静止求斜面对物体的支持力 N 和摩 擦力 f 分析与解答分析与解答：解法 1对 m 作受力分析，沿水平、竖直分别取 x 轴和 y 轴，如图甲所示 依牛顿第二定律有：FxNsinfcos FyNcos+fsin 由可得 Ngcos+masinfmgsinmacos 解法 2对 m 作受力分析，平行于斜面、垂直于斜面分别取 x 轴和 y 轴如图乙所示： 由牛顿第二定律可知：Fxmgsinfcos FyNcosmasin 由

4、可得 Ngcos+masinfmgsinmacos 由两种解法比较可知，合理巧妙选取坐标轴，可以减少矢量（特别是未知矢量）的分 解，给解题带来极大方便本题两未知矢量 N 、f 相互垂直，解法 1 中沿水平、竖直分别取 x 轴和 y 轴，最后要处理二元一次方程组；解法二中以 N、 f 所在直线取 x 轴和 y 轴，最后 处理一元一次方程就得到了结果二、用极限法分析解决临界问题在利用牛顿第二定律解决动力学问题的过程中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的运动状态，当题中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要用极限法，看物体加速度不同时，会有哪些现象发生，找出临界点

5、，求出临界条件临界问题一般都具有一定的隐蔽性，审题时应尽量还原物理情境，利用变化的观点分析物体的运动规律，利用极限法确定临界点，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向1、如图 7 所示，质量为 m1 kg 的物块放在倾角为 37的斜面体上，斜面质量为 M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2，地面光滑现对斜面体施一水平推力 F，要使物块 m 相对斜面静止，试确定推力 F 的取值范围(g10 m/s2)例 1、 如图所示，在光滑水平面上有一小车 A，其质量为 mA=20 kg，小 车上放一个物 体 B，其质量为 mB10kg，如图甲所示给 B 一个水平推力 F，当 F 增大到稍大于 3.0

6、N 时，A、B 开始相对滑动如果撤去 F，对 A 施加一水平推力 F ，如图乙所示，要使 A、B 不 相对滑动，求 F的最大值1、如图 7 所示，质量为 m1 kg 的物块放在倾角为 37的斜面体上，斜面质量为 M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2，地面光滑现对斜面体施一水平推力 F，要使物块 m 相对斜面静止，试确定推力 F 的取值范围(g10 m/s2)图 3-4传送带问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移 x(对地)的过程中速度是否

7、和传送带速度相等物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻，这样就可以确定物体运动的特点和规律，然后根据相应规律进行求解(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定是否受到滑动摩擦力作用如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变例例 3 如图 3-4 所示，倾角为 37，长为 l16 m 的传送带，转动速度为 v10 m/s，动摩擦因数 0.5，在传送带顶端 A 处无初速度地释放一 个质量为 m0.5 kg 的物体已知 sin 37

8、0.6，cos 370.8，g10 m/s2. 求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间考点考点 4、例 4 （2012 安徽卷）.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑， 若在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则 ( ) A. 物块可能匀速下滑 B. 物块仍以加速度a匀加速下滑 C. 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D. 物块将以小于a的加速度匀加速下滑链接如图 321 甲所示，一物体位于斜面上，若再在物体上放一物体 m ，如图乙 所示加一竖直向下的力 Fmg，如图丙所示加一垂直斜面向

9、下的力 Fmg，如图 丁，则以下说法错误的是（ ）A.若甲中物体静止，则乙 丙 丁中物体仍静止 B若甲中物体向下加速，则乙 丙 丁中物体加速度不变 C若甲中物体向下加速，则乙中物体加速度不变， 丙中物体加速度变大， 丁中物体 加速度减小F aFN FN FN FN B A Ff Ff Ff Ff G G G G （A） （B） （C） （D） 1 （2012 上海卷） 如图，光滑斜面固定于水平面，滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平。则在斜面上运动时，B 受力的示意图为（）2 （2012 江苏卷） 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大

10、小成正比，下列描绘皮球在上升过程中加速度大小 a 与时间 t 关系图象，可能正确的是3 （2012 江苏卷） 如图所示，一夹子夹住木块，在力 F 作用下向上 提升，夹子和木块的质量分别为 m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦有均为 f，若木块不滑动，力 F 的最大值是A B2 ()f mM M+2 ()f mM m+C D2 ()()f mMmM gM+-+2 ()()f mMmM gM+4 （2012 山东卷） 将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，图像如图所示。以下判断正确的是vt A前 3s 内货物处于超重状态B最后 2s 内货物只受重力作用C前 3s 内与最后

11、 2s 内货物的平均速度相同D第 3s 末至第 5s 末的过程中，货物的机械能守恒6(2012 全国新课标).伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念， 从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.没有力作用，物体只能处于静止状态 C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动7 （2012 安徽卷）.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在 物块上再施加一竖直向下的恒力F，则 ( ) A. 物块可能匀速下滑 B. 物

12、块仍以加速度a匀加速下滑 C. 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D. 物块将以小于a的加速度匀加速下滑 链接3如图 321 甲所示，一物体位于斜面上，若再在物体上放一物体 m ，如图 乙所示加一竖直向下的力 Fmg，如图丙所示加一垂直斜面向下的力 Fmg，如 图丁，则以下说法错误的是（ ）A.若甲中物体静止，则乙 丙 丁中物体仍静止 B若甲中物体向下加速，则乙 丙 丁中物体加速度不变 C若甲中物体向下加速，则乙中物体加速度不变， 丙中物体加速度变大， 丁中物体 加速度减小二填空题 8(2012 全国理综).图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源F a为 50Hz 的

13、交流电源，打点的时间间隔用 t 表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计 了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系” 。 （1）完成下列实验步骤中的填空： 平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打 点计时器打出一系列_的点。 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。 打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量 m。 按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤。 在每条纸带上清晰的部分，没 5 个间隔标注一个计 数点。测量相邻计数点的间距 s1，s2，。求出与不同 m 相对应的加

14、速度 a。以砝码的质量 m 为横坐标1 a为纵坐标，在坐标纸上做出1ma关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1 a与 m 处应成_关系（填“线性”或“非线性” ） 。 （2）完成下列填空： （）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘 和盘中物块的质量之和应满足的条件是_。 （）设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s2、s3。a 可用 s1、s3和 t 表示为 a=_。图 2 为用米尺测量某一纸带上的 s1、s3的情况，由图可读出 s1=_mm，s3=_。由此求得加速度的大小 a=_m/s2。（）图 3 为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛 顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_。三计算题 9 （2012 北京高考卷） 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米电梯的简化 模型如图 1 所示考虑安全、舒适、省时等因素， 电梯的加速度 a 是随时间 t 变化的， 已知电 梯在 t=0 时由静止开始上升， at 图像如图 2 所示 电梯总质量 m=2.0103kg忽略一切阻力，重力加速度 g 取 10m/s2 （1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力 F1和最小拉力 F2； （2）类比是一种常用的研究方法对于直线运动，教科书中讲解了由 t 图像求位移的方 法请你借鉴此方法，对比加