牛顿定律题归类解析

1、 一质量为一质量为m40 kg的小孩站在电梯内的体重计的小孩站在电梯内的体重计上电梯从上电梯从t0时刻由静止开始上升，在时刻由静止开始上升，在0到到6 s内体重计内体重计示数示数F的变化如图的变化如图332所示试问：在这段时间内电所示试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？梯上升的高度是多少？(取重力加速度取重力加速度g10 m/s2)图图332思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下几点：解答本题时应注意以下几点：(1)体重计的示数大小为小孩受到的支持力的大小；体重计的示数大小为小孩受到的支持力的大小；(2)根据体重计示数与重力根据体重计示数与重力mg的大小关系确定小孩处于的大小关系确定小孩处于

2、超重状态还是失重状态，从而确定加速度的方向；超重状态还是失重状态，从而确定加速度的方向；(3)由牛顿第二定律求出各段时间内的加速度；由牛顿第二定律求出各段时间内的加速度；(4)电梯上升的高度为三段时间内的位移和电梯上升的高度为三段时间内的位移和课堂笔记课堂笔记由题图可知，在由题图可知，在t0到到t12 s的时间内，体重的时间内，体重计的示数大于计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动设在这段，故电梯应做向上的加速运动设在这段时间内体重计作用于小孩的力为时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度，电梯及小孩的加速度为为a1，由牛顿第二定律，得，由牛顿第二定律，得F1mgma1在这段时

3、间内电梯上升的高度在这段时间内电梯上升的高度h1在在t1到到t25 s的时间内，体重计的示数等于的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应，故电梯应做匀速上升运动，速度为做匀速上升运动，速度为t1时刻电梯的速度，即时刻电梯的速度，即v1a1t1 在这段时间内电梯上升的高度在这段时间内电梯上升的高度h2v1(t2t1) 在在t2到到t36 s的时间内，体重计的示数小于的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应，故电梯应做向上的减速运动设在这段时间内体重计作用于小孩的做向上的减速运动设在这段时间内体重计作用于小孩的力为力为F2，电梯及小孩的加速度为，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律得，由牛顿第

4、二定律得mgF2ma2 在这段时间内电梯上升的高度在这段时间内电梯上升的高度h3v1(t3t2) a2(t3t2)2 电梯上升的总高度电梯上升的总高度hh1h2h3 由以上各式，利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据，由以上各式，利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据，解得解得h9 m.答案答案9 m(1)认真分析图象，从中获取相关信息认真分析图象，从中获取相关信息(2)抓好超重、失重的基本规律抓好超重、失重的基本规律连接体问题连接体问题 两个或两个以上物体相互连接参与运动两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体。的系统称为连接体。处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法 在分析

5、和求解物理连接体命题时，首先在分析和求解物理连接体命题时，首先遇到的关键之一，就是研究对象的选取遇到的关键之一，就是研究对象的选取问题问题. .其方法有两种：一是隔离法，二是其方法有两种：一是隔离法，二是整体法整体法. .含义：含义：所谓整体法就是将两个或两个以上物体所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法分析研究的方法 2(2010合肥月考合肥月考)如图如图331所示，在光滑水平面所示，在光滑水平面 上有两个质量分别为上有两个质量分别为m1和和m2的物体的物体A、B，m1 m2，A、B间水平连接着一轻质弹

6、簧测力计若用间水平连接着一轻质弹簧测力计若用 大小为大小为F的水平力向右拉的水平力向右拉B，稳定后，稳定后B的加速度大小的加速度大小 为为a1，弹簧测力计示数为，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为；如果改用大小为F的水的水 平力向左拉平力向左拉A，稳定后，稳定后A的加速度大小为的加速度大小为a2，弹簧测，弹簧测 力计示数为力计示数为F2.则以下关系式正确的是则以下关系式正确的是()Aa1a2，F1F2Ba1a2，F1F2Ca1a2，F1F2 Da1a2，F1F2解析：解析：以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F(m1m2)a1(m1m2)a2所以：所以：a

7、1a2向右拉向右拉B时，对时，对A分析：分析：F1m1a1向左拉向左拉A时，对时，对B分析：分析：F2m2a2因因m1m2所以所以F1F2.A项正确项正确答案：答案：AmMmgmMFfFf MgmgFfMaFMgfffFF gMmMa整体与隔离体法小结整体与隔离体法小结传送带的分类传送带的分类知识梳理知识梳理3.按运动状态分匀速、变速两种。按运动状态分匀速、变速两种。1.按放置方向分水平、倾斜两种；按放置方向分水平、倾斜两种；2.按转向分顺时针、逆时针转两种；按转向分顺时针、逆时针转两种；例例1.1. 水平传送带始终保持水平传送带始终保持v=1m/sv=1m/s的恒定速的恒定速率运行，一质量为

8、率运行，一质量为m=4kgm=4kg的行李无初速度地的行李无初速度地放在放在A A处，设行李与传送带间的动摩擦因数处，设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1=0.1，ABAB间的距离间的距离L=2mL=2m，g g取取10m/s10m/s2 2。 . .求行李从求行李从A A到到B B所用的时间所用的时间 ABv考点一、水平匀速的传送带考点一、水平匀速的传送带加速时间加速时间savt11共用时间共用时间sttt5 . 221解：解：行李受行李受向右的滑动摩擦力向右的滑动摩擦力f=f=mgmg, ,向右匀向右匀加速运动加速运动; ;当速度增加到与传送带速度相同时，当速度增加到与传送带速度相同时，和

9、传送带一起做匀速运动到和传送带一起做匀速运动到B B端端. .2/1smgmmga加速度加速度 加速位移加速位移 mats5 . 02121通过余下距离所用时间通过余下距离所用时间svsLt5 . 12如果提高传送带的运行速率，行李就如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到能被较快地传送到B B处，求行李从处，求行李从A A处传处传送到送到B B处的最短时间和传送带对应的最小处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。运行速率。smatv/2minmin传送带最小速率传送带最小速率2min21atL 要使行李从要使行李从A A到到B B的时间最短，的时间最短，须行李一直做匀加速运动须行李一

10、直做匀加速运动难点与疑点：难点与疑点：难点：传送带与物体运动的牵制。关键是受难点：传送带与物体运动的牵制。关键是受 力分析和情景分析力分析和情景分析 疑点疑点: 牛顿第二定律中牛顿第二定律中a是物体对地加速度，是物体对地加速度，运动学公式中运动学公式中S是物体对地的位移，这一点是物体对地的位移，这一点必须明确。必须明确。【例例2】如图所示，传送带与水平面的夹角为如图所示，传送带与水平面的夹角为=37，其，其以以4m/s的速度向上运行，在传送带的底端的速度向上运行，在传送带的底端A处无初速度地处无初速度地放一个质量为放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数的物体，它与传送带间的动摩

11、擦因数=0.8，AB间间(B为顶端为顶端)长度为长度为25 m试回答下列问题：试回答下列问题：(1)说明物体的运动性质说明物体的运动性质(相对地面相对地面)；(2)物体从物体从A到到B的时间为多少的时间为多少?(g=10m/s2)考点二、倾斜、匀速传送带考点二、倾斜、匀速传送带(sin37=0.6,cos37=0.8)问题分析问题分析 一、分析、讨论加速度的变一、分析、讨论加速度的变化化：例例1：物体从某一高度自由落下，落在：物体从某一高度自由落下，落在直立的轻弹簧上，如图所示，在直立的轻弹簧上，如图所示，在A点物点物体开始与弹簧接触，到体开始与弹簧接触，到C点时速度为零，点时速度为零，然后弹

12、回，则下列说法正确的是然后弹回，则下列说法正确的是 A.物体从物体从A下降到下降到C的过程中，速率的过程中，速率不断变小不断变小 B.物体从物体从C上升到上升到A的过程中，速率的过程中，速率不断变大不断变大 C.物体从物体从A下降到下降到C，以及从，以及从C上升上升到到A的过程中，速率都是先增大后减小的过程中，速率都是先增大后减小 D.物体在物体在C点时，所受合力为零点时，所受合力为零ABC 分析：当小球落在弹簧上分析：当小球落在弹簧上时，小球受两个力：重力时，小球受两个力：重力和弹簧的弹力。产生的加和弹簧的弹力。产生的加速度是：速度是：mkxmgmFa合ABCKXmg在下落的过程中，小球所受

13、在下落的过程中，小球所受的重力不变、质量不变、弹的重力不变、质量不变、弹簧的劲度系数不变。随着小簧的劲度系数不变。随着小球的下落，球的下落，x 逐渐增加。逐渐增加。0小球减速下落0小球减速下落小球速度最大小球速度最大小球加速下落小球加速下落a aC)，C)，kx时（Bkx时（Bmgmg0 0a akx时(B点），kx时(B点），mgmg0,0,a aB)，B)，kx时(Akx时(Amgmg当：当：答案：答案：CABCKXmg二、临界状态问题二、临界状态问题 例例1：如图所示，轻弹簧上：如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接着重物端固定，下端连接着重物（质量为（质量为m）.先由托板先由托板M托托住住

14、m，使弹簧比自然长度缩，使弹簧比自然长度缩短短L，然后由静止开始以加，然后由静止开始以加速度速度a匀加速向下运动。已匀加速向下运动。已知知ag，弹簧劲度系数为，弹簧劲度系数为k，求经过多长时间托板求经过多长时间托板M将与将与m分开？分开？mMa分析与解答：当托板与重分析与解答：当托板与重物分离时，托板对重物没物分离时，托板对重物没有作用力，此时重物只受有作用力，此时重物只受到重力和弹簧的作用力，到重力和弹簧的作用力，只在这两个力作用下，当只在这两个力作用下，当重物的加速度也为重物的加速度也为a时，重时，重物与托板恰好分离。物与托板恰好分离。mamgkx 根据牛顿第二定律，得：根据牛顿第二定律，

15、得： mg-kx=ma x=m(g-a)/k 由运动学公式：由运动学公式：L+x=at2/22 2atatk ka)a)m(gm(gKLKL2 2kaagmkLt)(2 1、（09年全国卷）B2.2007年上海卷年上海卷19B （10分）固定光滑细杆与地面成一定倾角，分）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力推力F作用下向上运动，推力作用下向上运动，推力F与小环速度与小环速度v随随时间变化规律如图所示，取重力加速度时间变化规律如图所示，取重力加速度g10 m/s2。求：求：（1）小环的质量）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角细杆与地面间的倾角 。F 2t/s5.0F/N5.50t/sv/ms-1162 4064解：解：由图得：由图得：av/t0.5 m/s2 ，前前2s有：有：F1mg sin ma，代入数据可解得：代入数据可解得：m1kg， 30 。2s后有：后有：F2mg sin ，F 2t/s5.0F/N5.50t/sv/ms-1162 40644.2009年上海卷年上海卷22作业作业如图（如图（a），质量），质量m1kg的物体沿倾角的物体沿倾角 37 的固定粗