2牛顿运动定律应用

2牛顿运动定律的应用 一 牛顿运动定律在动力学问题中的应用1 运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型 1 已知物体的受力情况 要求物体的运动情况 2 已知物体的运动情况 要求物体的受力情况 两类动力学基本问题的解题思路图解如下 2 应用牛顿运动定律解题的一般步骤 1 认真分析题意 搞清所求问题的类型 2 选取研究对象 3 分析研究对象的受力情况和运动情况 4 根据牛顿第二定律和运动学公式列方程 5 求解方程 检验结果 二 整体法与隔离法 在研究物理问题时 把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法 把所研究对象从整体中隔离出来进行研究 最终得出结论的方法称为隔离法 运用隔离法解题的基本步骤 明确研究对象或过程 状态 选择隔离对象 将研究对象从系统中隔离出来 或将研究的某状态 某过程从运动的全过程中隔离出来 对隔离出的研究对象 过程 状态分析研究 画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图 寻找未知量与已知量之间的关系 选择适当的物理规律列方程求解 4 应用例析 例1 如图所示 质量为M 长为l的平板车放在光滑地面上 在平板车的最右端放一质量为m的小木块 已知木块与平板间的动摩擦因数为 今在平板车上施一水平拉力F 使木块在平板车上滑动 求木块离开平板车所需的时间 例2 如图所示 质量均为m的物块A B叠放在一轻弹簧上 用一竖直向下的力F压A 使弹簧又被压缩一段 在突然撤去F的瞬间 A B间相互作用力的大小为A 0B mg F 2C mg F 2D mg F 2 例5 如图所示 质量为M的木箱放在水平面上 木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球 开始时小球在杆的顶端 由静止释放后 小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的 即a g 则小球在下滑的过程中 木箱对地面的压力为多少 三 临界问题 例3 如图所示 容器中盛满水 水中放入P和Q两个小球 P球为铁球 Q球为木球 它们用细线分别系于容器的上 下底部 则P球下沉 Q球上浮 当容器静止时 细线均伸直处于竖直方向 现使容器以一定加速度向右匀加速运动 则此时P Q两球相对容器A P球向左偏移B 两球均向左偏移C Q球向右偏移D 两球均向右偏移 四 超重 失重和视重 1 超重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的情况称为超重现象 产生超重现象的条件是物体具有的加速度 与物体速度的大小和方向无关 2 失重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的情况称为失重现象 产生失重现象的条件是物体具有的加速度 与物体速度的大小和方向无关 完全失重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 的状态 叫做完全失重状态 产生完全失重现象的条件 当物体竖直向下的加速度等于时 就产生完全失重现象 点评 1 在地球表面附近 无论物体处于什么状态 其本身的重力G mg始终不变 超重时 测力计的示数大于物体的重力 失重时 测力计的示数小于物体的重力 可见 在失重 超重现象中 物体所受的重力始终不变 只是测力计的示数 又称视重 发生了变化 好象物体的重量有所增大或减小 2 发生超重和失重现象 只决定于物体在竖直方向上的加速度 与物体的运动方向无关 3 应用例析 例7 质量为m的人站在升降机里 如果升降机运动时加速度的绝对值为a 升降机底板对人的支持力F mg ma 则可能的情况是A 升降机以加速度a向下加速运动B 升降机以加速度a向上加速运动C 在向上运动中 以加速度a制动D 在向下运动中 以加速度a制动 答案 B D 例8 下列四个实验中 能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是A 用天平测量物体的质量B 用弹簧秤测物体的重力C 用温度计测舱内的温度D 用水银气压计测舱内气体的压强 答案 C 例9 某同学找了一个用过的易拉罐 在靠近底部的侧面打了一个小孔 用手指按住小孔的同时往罐里装满水 然后将易拉罐向上抛出 运动过程中罐底始终向下 空气阻力不计A 在易拉罐上升过程中 小孔中有水射出 水射出比罐静止时慢B 在易拉罐下降过程中 小孔中有水射出 水射出比罐静止时快C 在易拉罐上升 下降过程中 小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同D 在易拉罐上升 下降过程中 水都不会从小孔中射出 例10 如图所示 台秤上放一个装有水的杯子 通过固定在台秤上的支架用细线悬挂一个小球 球全部浸没在水中 平衡时台秤的示数为某一数值 今剪断悬线 在球下落但没有达到杯底的过程中 若不计水的阻力 则台秤的示数将 A 变大B 变小C 不变D 无法判断 例11 如图所示 台秤上放一个装有水的杯子 杯底用轻线系一木质小球 球全部浸没在水中 当轻线突然断裂 在小球加速上升过程中 台秤示数将 A 变大B 变小C 不变D 无法判断 例12 如图所示 装水的杯子放在台秤上 杯子正上方有一细线悬挂一小球 小球浸没在水中 剪断细线后 在小球向下运动过程中 台秤的示数将 A 变大B 变小C 不变D 无法判断 8 如图 两木块1和2的质量分别是m1 m