2011届高三物理:牛顿运动定律的应用

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网

  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)已知受力情况,要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等.

  (2)已知运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向).

  但不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案.常用的运动学公式为匀变速直线运动公式,等。

  2.应用牛顿运动定律解题的一般步骤

  (1)认真分析题意,明确已知条件和所求量,搞清所求问题的类型。

  (2)选取研究对象。所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体。同一题目,根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。

  (3)分析研究对象的受力情况和运动情况 高中化学

  (4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时:如果物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上。

  (5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式,按代数和进行运算。

  (6)求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论。

  3.应用例析

  【例1】一斜面AB长为10m,倾角为30°,一质量为2kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(g取10m/s2)若斜面与物体间的动摩擦因数为0。5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.

  【例2】如图所示,一高度为h=0。8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接,一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB间的距离s=5m,求:

  (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;

  (2)小滑块从A点运动到地面所需的时间;

  解析:(1)依题意得vB1=0,设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a,则据牛顿第二定律可得f=μmg=ma,所以a=μg,由运动学公式可得得,t1=3。3s

  (2)在斜面上运动的时间t2=,t=t1+t2=4。1s

  【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2kg,在水平恒力F推动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s,此时将F撤去,又经6s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小。

  解析:物体的整个运动过程分为两段,前4s物体做匀加速运动,后6s物体做匀减速运动。

  前4s内物体的加速度为①

  设摩擦力为,由牛顿第二定律得②

  后6s内物体的加速度为③

  物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得④

  由②④可求得水平恒力F的大小为

  二、整体法与隔离法

  1.整体法: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。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了。1 2 下一页 尾页
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