牛顿第二定律.doc

牛顿第二定律江苏省白蒲高级中学 王慧牛顿第二定律是牛顿第一定律的延续，是整个运动力学理论的核心规律，更是整个物理学理论体系的核心规律。它在力学中占有很重要的地位，它反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系，是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律，是经典牛顿力学的一大支柱。涉及牛顿第二定律的问题种类繁多，从知识层面看，有瞬时问题，临界问题，超失重问题，多过程问题，连接体问题等；从涉及物体看，有斜面问题，传送带问题，子弹打木块问题，弹簧，轻绳，轻杆问题等。但不管是何种问题，我们只要养成良好的解题习惯，遵循基本的解题思路，建立起基本物理模型，所有问题将迎刃而解。具体步骤：1. 审题：通过作图构建物理模型，如受力图，运动过程图，图。2. 研究对象分析：单个还是多个。如不涉及内力，优先整体；涉及内力则需隔离。分析时需注意接触物有哪些，防止漏力。3. 研究过程分析：单过程需做好基本的受力分析和运动分析（借助于作图）；多过程则必须重新考虑受力和运动的情况，因为某些力的变化会导致弹力，摩擦力的突变。4. 物理规律方程的建立：当受力和运动分析后，我们需要将每个过程的受力和运动通过牛顿第二定律方程联系起来，通常采取正交分解法，简便为宜，一般沿着运动和垂直于运动两方向分解。典型例题：1观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要。科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为800kg,在空中停留一段时间后，由于某种故障，气球受到的空气浮力减小，科研人员发现气球在竖直下降，此时下降速度为2m/s，且做匀加速运动，经过4s下降了16m后，立即抛掉一些压舱物，气球匀速下降。不考虑气球由于运动而受到的空气阻力。重加加速度g1Om/s2。求：（1)抛掉的压舱物的质量m是多大？（2)抛掉一些压舱物后，气球经过5s下降的高度是多大？2如图所示，一个人用与水平方向成= 300角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进，如图(a）所示，箱子与水平地面间的动摩擦因数为0.40求：(1)推力F的大小；(2)若该人不改变力F的大小，只把力的方向变为与水平方向成300角斜向上去拉这个静止的箱子，如图(b)所示，拉力作用2.0 s后撤去，箱子最多还能运动多长距离？(g取10 m/s2）3如图所示，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角=53的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运劝，求F的大小。4如图所示，质量为M=2kg的光滑斜面倾角为，斜面上用细线拴住一个质量为m=1kg的小球，系统静止时细线与斜面平行。现在给斜面一个水平向左的拉力F，使斜面沿光滑水平面运动，求：（，）（1）拉力F为多少时小球与斜面刚好无弹力？（2）当系统加速度为时，细线上的拉力是多大？m5将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a2.0 m/s2加速度竖直向上作匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力N7.2N，下底板的压力传感器显示的压力F12.0N。（g=10m/s2）（1）若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。（2）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？6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轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求：（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。7如图所示,在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B.它们的质量分别为、,弹簧的劲度系数为,C为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一恒力沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度和从开始到此时物块A的位移.(重力加速度为)8在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数无关，是一个定值（2）已知滑块与车面间动摩擦因数=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?9如图所示为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距L1=3m；另一台倾斜传送，传送带与地面间的倾角=37，C、D两端相距L2=4.45m，B、C相距很近。水平传送带以v0=5m/s沿顺时针方向转动。现将质量为m=10kg的一袋大米无初速度的放在A端，它随传送带到达B点后，速度大小不变的传到倾斜传送带的C端，当米袋速度为零时将米袋取走。米袋与两传送带之间的动摩擦因素均为=0.5，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）若倾斜传送带CD不转动，则米袋沿传送带AB运动的时间为多少？米袋沿传送带CD向上滑动的时间为多少？（2）若倾斜传送带CD以v=4m/s的速率沿顺时针方向转动，试判断米袋能否传到D端？若不能，求米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离；若能，求米袋从C端运动到D端的时间。10如图所示，质量均为的A、B物块紧靠着在倾角为粗糙斜面上一起加速下滑，斜面与A之间动摩擦因数为，与B之间动摩擦因数为，已知重力加速度为。（1）求下滑过程中AB之间作用力的大小；（2）若改变倾角，使AB刚好匀速运动，求AB之间相互作用力又为多少。11如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd