第2节牛顿第二定律

第3节牛顿第二定律 自主探究 从牛顿第二定律知道 无论怎样小的力都可以产生加速度 可是 我们用力提一个很重的箱子 却提不动它 这跟牛顿第二定律有矛盾吗 应该怎样解释这个现象 答案 不矛盾 因为箱子所受合力为零 牛顿第二定律中的F指合力 解析 小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力FN 方向水平向右 由牛顿第二定律可知 小球必定具有向右的加速度 由于小球与小车相对静止 所以小车具有向右的加速度 由于小车的速度方向可能向左 也可能向右 故小车可能向右加速运动或向左减速运动 选项AD正确 答案 AD 思维总结 1 a与F合方向相同 故可由F合的方向判断a的方向 也可由a的方向判断F合的方向 2 本题也可由惯性的知识求解 针对训练1 1 在平直公路上行驶的汽车底板上有一木箱 关于木箱所受摩擦力的情况 正确的是 A 当木箱随汽车一起匀加速前进时 木箱受到指向后方的摩擦力B 当木箱随汽车一起匀速前进时 木箱不受摩擦力C 当木箱随汽车一起加速前进 汽车的加速度逐渐减小时 木箱所受摩擦力仍向前 但大小逐渐减小D 当木箱随汽车一起减速前进时 木箱受到指向后方的摩擦力解析 木箱随汽车一同前进时 如果汽车匀速前进 木箱不受摩擦力 故B正确 当汽车做变速运动时 木箱在运动方向上只受摩擦力作用 摩擦力提供加速度 根据牛顿第二定律F ma知 加速度a与摩擦力Ff方向一致 大小变化相等 当汽车匀加速运动时 a的方向向前 故Ff方向向前 排除A 由a与Ff的对应关系 知a减小 Ff减小 故C正确 当汽车减速运动时 a的方向向后 故Ff方向向后 故D正确 答案 BCD 例2 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体 当它所受的合力逐渐减小而方向不变时 物体的 A 加速度越来越大 速度越来越大B 加速度越来越小 速度越来越小C 加速度越来越大 速度越来越小D 加速度越来越小 速度越来越大 解析 开始时物体做匀加速直线运动 说明合力方向与速度方向相同 当合力逐渐减小时 根据牛顿第二定律可知 物体的加速度在逐渐减小 但合力的方向始终与物体运动的方向相同 物体仍做加速运动 速度仍在增加 只是单位时间内速度的增加量在减小 即速度增加得慢了 正确选项为D 答案 D 思维总结 合力F与加速度a有瞬时对应性 但合力F 或加速度a 与速度v无瞬时对应性 有F 或a 不一定立即产生速度v 知识点三 利用牛顿第二定律求瞬时加速度在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时 经常会遇到轻绳 轻杆 轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型 全面准确地理解它们的特点 可帮助我们灵活正确地分析问题 1 这些模型的共同点都是质量可忽略的理想化模型 都会发生形变而产生弹力 同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关 2 这些模型的不同点 1 轻绳 只能产生拉力 且方向一定沿着绳子背离受力物体 不能承受压力 认为绳子不可伸长 即无论绳子所受拉力多大 长度不变 只要不被拉断 绳子的弹力可以发生突变 瞬时产生 瞬时改变 瞬时消失 2 轻杆 既能承受拉力 又可承受压力 施力或受力方向不一定沿着杆 认为杆既不可伸长 也不可缩短 杆的弹力也可以发生突变 3 轻弹簧 既能承受拉力 也可承受压力 力的方向沿弹簧的轴线 受力后发生较大形变 弹簧的长度既可变长 又可变短 遵循胡克定律 在弹性限度内 因形变量较大 产生形变或使形变消失都有一个过程 故弹簧的弹力不能突变 在极短时间内可认为弹力不变 4 橡皮条 只能承受拉力 不能承受压力 其长度只能变长 不能变短 同样遵循胡克定律 因形变量较大 产生形变或使形变消失都有一个过程 故橡皮条的弹力同样不能突变 例3 如图 甲 乙 所示 图中细线均不可伸长 两小球均处于平衡状态且质量相同 如果突然把两水平细线剪断 剪断瞬间小球A的加速度的大小为 方向为 小球B的加速度的大小为 方向为 甲 中倾斜细线OA与 乙 中弹簧的拉力之比为 角已知 思路点拨 水平细线剪断瞬间拉力突变为零 图 甲 中OA绳拉力由FT突变为FT1 但是图 乙 中OB弹簧要发生形变需要一定时间 弹力不能突变 2 求加速度的一般步骤 1 确定研究对象 2 进行受力分析和运动状态分析 画出受力的示意图 3 建立坐标系 或选取正方向 写出已知量 根据定律列方程 4 统一已知量单位 代值求解 5 检查所得结果是否符合实际 舍去不合理的解 答案 1 7 5m s2方向水平向右车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动 2 12 5N方法总结 1 应用牛顿第二定律解题时 正确选取研究对象及受力分