牛顿第二定律专题(含经典例题)

牛顿第二定律主题1.考试解释考试内容能力要求测试方向定位牛顿第二定律我知道牛顿第二定律的内容。理解牛顿第二定律的向量、瞬间和独立性。2.力比较复杂的力学问题可以用正交分解法解决。连接体问题可以用整体法和隔离法解决。牛顿的第二定律是力学的基本，力量和加速度的瞬间对应性、向量性、事物体系问题处理等一直是高考中的热点和难点。主要以选择题或计算问题的形式进行探讨。2.考试点集成试验点第一牛顿第二定律1.定律内容：物体的加速度与物体成正比，加速度的方向与合力的方向相比较。2.牛顿第二定律的向量性、瞬时性和独立性。“矢量性”是指加速度的方向，“瞬时性”是指加速度和耦合外力之间存在关系，耦合外力发生变化，加速度相应变化，“独立性”是指作用于物体的每个力单独产生各自的加速度，耦合外力的加速度是指这种加速度的矢量和。牛顿第二定律的分量：Fx=max，Fy=may特殊通知: f表示施加在物体上的组合外力，即物体上所有力的合力。加速度是对耦合外力的瞬时对应关系。也就是说，如果有耦合外力，就有加速度；如果没有耦合外力，就没有加速度。示例1 o F2F1oF3F4ao F2F1oF3F4bo F2F1oF3F4coo F2F1F3F4d如图所示，车固定三角形硬杆，杆端固定质量m的小球。汽车水平右加速度逐渐增加时，小球体的杆力变化(从F1变为F4)可能如下图所示(oo 杆方向)分析由于球的应力分析、重力和杆对球的弹性、垂直方向上的弹性成分和重力平衡以及水平方向上球的力提供加速度，因此c是准确的。回答 c这个问题测试牛顿第二定律，只要能明确研究对象，进行应力分析，根据牛顿第二定律热方程就可以了。测试点2力、加速度和速度在直线运动中，当物体的外力(加速度)和速度的方向改变时，物体做加速度运动，当外力(加速度)恒定时，物体做运动，当外力(加速度)改变时，物体做运动，当物体的外力(加速度)方向和速度的方向一致时，物体做减速运动。外力(加速度)恒定时，物体运动；结合力(加速度)变化时，物体运动。特殊通知:分析物体的运动状态必须从力开始。因为力是改变运动状态的原因，解决物理问题的关键是建立正确的运动方案，所有这一切都要从力分析开始。例2如图3-12-1所示，自由下落的小球在一定时间内下落，与弹簧接触，从它开始接触弹簧到弹簧在最短时间内压缩为止，小球的速度、加速度的变化如何？最低点的加速度大于g吗？(实际平衡位置，等效谐波运动)图3-12-1图3-12-2(a) (b) (c)V0虚拟机fMgfMgfMg分析球接触弹簧后，受到两个力的作用，向下的重力mg和向上的弹力。(如图3-12-2 (a)所示，第一次开始时，mg在加速度方向和速度方面一起向上相反，由于球的减速运动增加了加速度，因此速度降低了零弹簧被压缩到最短长度，如图3-12-2 (c)所示回答小球压缩弹簧过程，外力的方向首先向下，大小先减小到0，然后增大，加速度的方向也先向下，然后向上大小先变小，然后变大，速度的方向总是向下变小。(也可以讨论在低点上小球的加速度和重力加速度的关系。）分析物体运动的方法必须从应力分析开始，和牛顿第二定律一起讨论和分析。解决弹簧等问题，最好画出弹簧的原始长度，现在的长度。这样就可以一目了然地知道弹簧的变形长度，解决方法变得很简单。考试点3瞬时问题瞬间问题主要是讨论两种模式：细绳(或细线)、轻弹簧(或橡皮筋)。绳子模型的特点：绳子不会拉伸变形，所以可以拉伸。弹簧(或橡皮筋)模型的特点：变形比较，变形恢复需要时间，因此具有弹性。要解决特殊通知瞬间的问题，首先要区分类型，分析变更前的力，然后分析变更瞬间的力，以便快速解决。示例3如图5所示，m质量的球被水平绳索AO和垂直方向角度的轻弹簧静止，主动火燃烧绳索AO，绳子AO关闭的瞬间正确解释为()A.弹簧的拉力B.弹簧的拉力MgtfC.球的加速度为零D.球的加速度分析在燃烧OA之前，小球燃烧被3个力切断的绳子的瞬间，如图所示，绳子的张力消失了，但恢复轻弹簧变形需要时间，因此弹簧弹力不变。a是正确的。方法技术对牛顿第二定律的瞬时问题，首先要分析弹簧模型还是轻绳模型，分析状态变化前的力和变化后的瞬时应力。按照牛顿第二定律解释。学生们可以用轻绳替换OB，也可以切断轻弹簧，讨论小球的瞬间加速度。试验点4整体法和隔离法的应用由多个物体组成的系统作为物体，分析系统接收的外力的方法称为整体法，以某个物体为目标，分析该物体接收的每个力的方法称为分离法。特殊通知:通常，当多个物体的加速度相同时，考虑整体法，在求物体之间的作用力时使用分离法，灵活地选择物体，或者将整体法和分离法相互使用，解决方法通常会变得简单。A Fb在示例4图中，对象a被放置在对象b上，b被放置在平滑的水平面上。a，b质量分别在mA=6kg，mB=2kg，a，b之间的动态摩擦系数=0.2，开始时F=10N，然后逐渐增加到45N的过程中()A.拉动f 12n时两个物体保持静止B.两个对象开始时没有相对运动，如果拉动超过12N，则开始相对滑动C.两个物体之间从力的开始就有相对运动D.两个物体之间总是没有相对运动。解析对于a，b表示整体上F=(mA mB)a的f=mBa，F为最大静摩擦，则a=6m/s2，F=48N表示b之间的摩擦不会达到最大静摩擦。也就是说，a、b之间没有相对运动。因此，d选项是正确的。回答D方法技术当系统具有相同的加速度时，通常使用整体方法寻找加速度，要求系统之间的相互作用力，经常使用隔离方法。特别要注意，a对b的静摩擦提供了b的加速度。测试点5整体使用牛顿第二定律。如果由多个物体组成的系统的加速度不同，那么牛顿的第二定律也可以解决。牛顿第二定律必须表示如下：也就是说，整个系统接收的耦合外力(物体之间的力是内力，不被考虑)是每个物体产生的加速度和质量乘积的矢量，以及。其直角表示为：特殊通知:对于由静态(即具有加速度，没有加速度)两个对象组成的系统，在需要系统的外力时，全面利用牛顿第二定律可以简化问题的解决。示例5质量为m的木棒。顶部有细绳子拴在天花板上，杆上有质量m的猴子，如图6所示。如果切断细绳子，猴子会沿着木棍向上爬，但是地之间的高度保持不变。找到木棍落下的加速度吗？分析： (解法1)从这幅图可以看出猴子和木棍的力量的强度，猴子的相对高度保持不变，静止状态，即力量的平衡，木棍具有加速度。根据牛顿第二定律对猴子来说：对于木棍：在牛顿第三定律中木棒的加速度，方向垂直下降。解法2(整体法):将猴子和木棍看做一个整体。在力的情况下，如图8所示，整只猴子得到力的平衡，木棍有加速度，按照牛顿第二定律木棒的加速度，方向垂直下降。方法技术对于由停止、加速运动的物体组成的系统来说，整体使用牛顿第二定律解决可能会很简单。如果用隔离法解决类似的各种问题，分析过程很麻烦，用整体方法分析的话，想法很灵活。如果大家都能深刻理解解法的规律，在学习过程中一定能达到一半以上的效果。3.典型的示例练习热点1对象运动判断2008全球圈1)如图所示，动力驱动车有水平放置的弹簧，左端连接在小球上，在一定时间内，小球和小车相对静止，弹簧处于压缩状态，如果忽略小球和小车间的摩擦，那么在此期间，车可能是()A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左减速运动在2008宁夏，固定坡度的轿车在水平面上进行直线运动，小球用绳子与屋顶相连，小球在某一时刻处于绘画状态。将斜面的承载力设置为n，将细绳子对小球的拉力设置为t，对于此时的小球的力，以下说法是正确的()A.如果车向左移动，则n可以为零B.如果车向左移动，则t可以为零C.如果车向右移动，则n不能为零D.如果车向右移动，则t不能为零1.分析从牛顿第二定律中可以看出，球的水平方向必须有右加速度，小球有汽车相对停止速度，因此汽车可以加速向右移动或向左减速回答AD2.分析对球的力的分析，当n等于0时，球的耦合外力水平向右，加速度向右，因此汽车可以进行向右加速或向左减速运动，如果a等于c；t等于0时，球的外力水平向左，加速度向左，所以车可以向右或向左减速运动。b与d不匹配。回答AB热点2整体法和隔离法的应用(2008海南)如图所示，m质量的楔形块固定在水平面上，的斜率。坡度有m质量的小块，小块和坡度之间有摩擦。用恒定力f沿倾斜向上拉起小块，使其以恒定速度滑动。楔体在移动时始终保持静止。楔形的支撑力为()A.(m m) gB.(m m) g-fC.(m m) g fsin D.(m m) g-fsin (2008年海南)如图所示，水平地面有楔形对象b，b的坡度有小块a；a和b，b和地面之间存在摩擦。如果楔形b已知为静止，则a固定在b的坡度上。与a和b具有共同的左侧初始速度，并且a和b都静止时相比，这是可能的()ab左边右边A.a和b之间的压力减小，a相对于b向下滑动B.a和b之间的压力增大，a相对于b向上滑动C.a和b之间的压力增大，a相对于b保持不变D.b和地面之间的压力保持不变，a相对于b向上滑动(2008年深圳2母)如图所示，质量为m的轿车放在光滑的水平面上。轿车用细线悬挂了质量为m的小球。m m。活动日力f水平向右拉球，球和汽车一起向右移动到加速度a时，细线垂直方向上a角，细线上的拉力为t；力F/水平向左拉车，使球和汽车一起向左加速a/移动时，细线垂直方向也变为a角，细线的拉力为t/()F/阿尔法mm阿尔法mmfA.a/=a，T/=TB.a/ a，T/=TC.a/a，T/=TD.a/ a，t/ t3.分析通过平衡条件：fsin n=mg mg，n=mg mg-fsin 垂直方向上的牛顿第二定律，可以解决此问题回答DaAyAx4.分析问题表明，如果两个对象仍然相对静止，a的加速度保持在水平右侧，如垂直坡度和平行坡度分解加速度的图所示，那么垂直倾斜方向，n-mgcoss=may，即支撑力n大于mgcos，与全部停止时间相比，a和b之间的压力会增大。如果沿坡度方向的加速度a太大，摩擦力可能会沿坡度向下。这意味着a块可以相对于b向上滑动，也可以相对于b向上滑动，因此a是错误的，b，c是正确的。a对于整个系统，在垂直方向上沿着b向上滑动的情况下，具有向上加速度，在牛顿第二定律中，可以看到系统超重，b和地面之间的压力大于两个物体重力之和，d不对。回答BC5.分析 第一个隔离球为力分析，在两种情况下都有垂直方向，因此当f作用于小球时，在小汽车上，在小汽车上作用时，在小球上，因此b是正确的回答B热点3整体法和隔离法的应用质量为mA和mB的两个小球用轻型弹簧连接，然后用细线悬挂在顶部下面(图1)，在细线切断的瞬间，两个球的下落加速度的说法就是()a.aa=aB=0b.aa=ab=g c.aa g，ab=0 d.a