高一上期末复习：牛顿运动定律的应用.doc

期末复习 牛顿运动定律的综合应用一、回顾牛顿运动定律的内容，强调牛顿第二定律瞬时性a与F合对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F合为该时刻物体所受的合力因果性F合是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性有三层意思：加速度a相对于同一惯性系(一般指地面)F合ma中，F、m、a对应同一物体或同一系统F合ma中，各量统一使用国际单位独立性 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，即：Fx合max，Fy合may局限性 只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系(惯性系)而言的二、利用牛顿运动定律分析动力学问题的常用方法 回顾力的相关知识：受力分析的顺序（一重二弹三摩擦已知力直接加）、求合力的方法（分解法或合成法均可）1合成法 合成法是根据物体受到的力，用平行四边形定则求出合力，再根据要求进行计算的方法这种方法一般适用于物体只受两个力作用的情况 【例1】如图所示，在小车中悬挂一小球，若偏角未知，而已知摆球的质量为m，小球随小车水平向左运动的加速度为a2g(取g10 m/s2)，则绳的张力为 ()A10m B.m C20m D(508)m解析：小球受重力mg和绳的拉力FT两个力的作用，受力情况如图所示根据平行四边形定则,重力mg和绳的拉力FT的合力F的方向水平向左，由牛顿第二定律有Fma2mg20m，由勾股定理得F，所以FT10m.2正交分解法 方法1：以加速度为其中一个坐标轴，分解力 (1)在牛顿第二定律中应用正交分解法时，通常以加速度a的方向为x轴正方向，与此垂直方向为y轴，建立直角坐标系，将物体所受的力按x轴及y轴方向分解,分别求得x轴和y轴方向上的合力Fx和Fy.(2)根据力的独立性原理，各个方向上的力产生各自的加速度，得方程组Fxma，Fy0. 方法2：使较多的力在坐标轴上，分解加速度 (1)在建立直角坐标系时，根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上，分解加速度a得ax和ay. (2)根据牛顿第二定律得方程组Fxmax，Fymay进一步进行求解解题时采用哪种方法，要视具体情况灵活使用 【例2】空中缆车是旅游景点给游人准备的上山和进行空中参观的交通工具，如图是一质量为m的游客乘坐空中缆车沿着坡度为30的山坡上行的示意图开始时空中缆车平稳上行，由于故障，缆车以加速度ag/2加速上行，则下列说法中正确的是()A加速状态下游客对缆车底面的压力与平稳状态下的相等B加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的倍C加速状态下游客受到的摩擦力与平稳状态下的相等D加速状态下游客受到的摩擦力比平稳状态下的大解析：缆车处于平衡状态时，游客对底面的压力F1mg、摩擦力f10；加速状态下游客受力如图所示由牛顿第二定律有：(方法1)F2sin 30mgsin 30f2cos 30maF2cos 30mgcos 30f2sin 30(方法2)f2macos 30F2mgmasin 30解得f2mg、F2mg.答案： D3整体法与隔离法 在物理题型中，常涉及相连接的几个物体，研究对象不唯一解答这类问题时，应优先考虑整体法，因为整体法涉及研究对象少，未知量少，所列方程少，求解简便但对于大多数平衡问题单纯用整体法不能解决，通常采用“先整体，后隔离”的分析方法 【例3】如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块A、B，水平推力F作用在木块A上,用FAB表示木块A、B间的相互作用力，下列说法不可能的是 ()A若地面是完全光滑的，则FABFB若地面是完全光滑的，则FABF/2C若地面是有摩擦的，且木块A、B未被推动，可能FABF/3D若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，则FABF/2解析：若地面光滑，先用整体法得F2ma，再用隔离法分析木块B有FABma，则FABF/2.若地面是有摩擦的，且木块A、B被推动，由整体法得F2mg2ma，用隔离法对木块B有FABmgma，则FABF/2.若木块A、B未被推动，则FABF/2.4假设法 假设法是解决物理问题的一种重要方法一般依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案这样解题科学严谨，合乎逻辑，而且可以拓宽思路 例如在求解力的问题中，假定某个力存在，并假定沿某一方向，用运动规律进行分析运算，若算得的结果是正值，说明此力确实存在并与假定方向相同；若算得的结果是负值，说明此力存在，但与假定方向相反；若算得的结果是零，说明此力不存在 【例4】如图所示，车厢中有一倾角为30的斜面，当火车以10 m/s2的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m与车厢相对静止，分析物体m所受摩擦力的方向解析：方法一：m受三个力作用，重力mg、弹力N、静摩擦力f.f的方向难以确定，我们先假设f不存在，那么如图甲所示，mg与N只能在水平方向产生mgtan 的合力，此合力只能产生gtan 30g的加速度，因g10 m/s2，即小于题目给定的加速度，故斜面对m的静摩