粵教版必修一44牛頓第二定律03(完整版)
【正文】 求使物體到這墻邊作用力的最短作用時(shí)間 ？ 解析： 要使推力作用時(shí)間最短 ， 但仍可到達(dá)墻邊 ，則物體到達(dá)墻邊的速度應(yīng)恰好為零 ， 物體第一次受推力加速運(yùn)動(dòng)得： a1＝ 2S/t2＝ 10 m／ s2 由 F一 f=ma1得 f=F一 ma1＝ 10 N 設(shè)撤去外力 F時(shí)物體的速度為 v 則 v＝ a1t1＝ a2t2， 其中 a2=f/m=5m/s2 故有 t2 =2t1 ， s=s1＋ s2=189。 圖 7 分析與解：設(shè)物體與平板一起向下運(yùn)動(dòng)的距離為 x時(shí) ， 物體受重力 mg， 彈簧的彈力F=kx和平板的支持力 N作用 。 此時(shí) P受到盤(pán)的支持力為零 ， 由于盤(pán)的質(zhì)量 m1=1． 5kg， 所以此時(shí)彈簧不能處于原長(zhǎng) ，這與例 2輕盤(pán)不同 。 F 圖 8 分析與解：因?yàn)樵?t= F是變力 ， 在 t= F是恒力 ， 所以在 t= ， P離開(kāi)秤盤(pán) 。 5（ 2t2） 2 解出 t1＝ 1． 15s 答案： 1． 15s 例 1 一根勁度系數(shù)為 k,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧 ， 上端固定 ,下端系一質(zhì)量為 m的物體 ,有一水平板將物體托住 ,并使彈簧處于自然長(zhǎng)度 。 (g=) 圖 4 (m+M)g F F 圖 5 a F FN Mg 圖 6 分析與解：選人和吊臺(tái)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象 ， 受力如圖 5所示 ， F為繩的拉力 ,由牛頓第二定律有：2F(m+M)g=(M+m)a 則拉力大小為： 再選人為研究對(duì)象 ， 受力情況如圖 6所示 ， 其中 FN是吊臺(tái)對(duì)人的支持力 。 F=mg。 (g取 10m/s2） （ 1)若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的壓力傳感器的示數(shù)的一半 ， 試判斷箱的運(yùn)動(dòng)情況； (2） 要使上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零 ， 箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的 ？ 解析 ：由題意 ， 對(duì)金屬塊受力分析如圖所示 。aBt2=189。 2 2Av aS?2 2Av aS?2 2Av aS?2 2Av aS?說(shuō)明： （ 1） 解答 “ 運(yùn)動(dòng)和力 ” 問(wèn)題的關(guān)鍵 是要分析清楚物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，弄清所給問(wèn)題的物理情景． （ 2）審題時(shí)應(yīng)注意由題給條件作必要的定性分析或半定量分析． （ 3）通過(guò)此題可進(jìn)一步體會(huì)到，滑動(dòng)摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．而是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它可能是阻力，也可能是動(dòng)力． 【 例 6】 如圖所示 ， 一向右運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂頂上懸掛兩單擺 M和 N,它們只能在圖所示平面內(nèi)擺動(dòng) ， 某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景 ， 由此可知車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車(chē)廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是 （ ） A、 車(chē)廂做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ,M在擺動(dòng) ， N在靜止； B、 車(chē)廂做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ,M在擺動(dòng) ， N也在擺動(dòng)； C、 車(chē)廂做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ， M靜止 ， N在擺動(dòng)； D、 車(chē)廂做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ,M靜止 ， N也靜止； M N AB 四 、 牛頓定律應(yīng)用的基本方法 ① 由于物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) ， 所以受力分析和運(yùn)動(dòng)分析往往同時(shí)考慮 ， 交叉進(jìn)行 ， 在畫(huà)受力分析圖時(shí) ， 把所受的外力畫(huà)在物體上 （ 也可視為質(zhì)點(diǎn) ，畫(huà)在一點(diǎn)上 ） ， 把 v0和 a的方向標(biāo)在物體的旁邊 ， 以免混淆不清 。 A、 ①② 。 C、由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，要發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力 不能發(fā)生突變。 （ 5） F＝ ma中 ， 可根據(jù)力的 獨(dú)立性原理 求某個(gè)力產(chǎn)生的加速度 ， 也可以求某一個(gè)方向合外力的加速度 ． （ 6） F＝ ma的適用范圍：宏觀 、 低速 。 （ 3） 中學(xué)物理中的 “ 彈簧 ” 和 “ 橡皮繩 ” ， 也是理想化模型 ， 具有如下幾個(gè)特性： A． 輕 ：即彈簧 （ 或橡皮繩 ） 的質(zhì)量和重力均可視為等于零 ， 同一彈簧的兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等 。② g/2,豎直向上 。F 【 例 5】 如圖所示 ， 水平傳送帶 A、 B兩端相距 S＝ ， 工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ =。 四 、 牛頓定律應(yīng)用的基本方法 ③ 解方程的方法一般有兩種： 一種 是先進(jìn)行方程式的文字運(yùn)算 ， 求得結(jié)果后 ， 再把單位統(tǒng)一后的數(shù)據(jù)代入 ， 算出所求未知量的值 。 對(duì) （ ml＋ m2） ： （ m1＋ m2)g一 T/＝ （ ml＋ m2)a； 對(duì) m3： T/一 m3g＝ m3a 消去 a， 可解得 ? ?321213/ 2mmmmmgmT????對(duì)滑輪穩(wěn)定后平衡：彈簧秤的讀數(shù) T＝ 2T/， 移動(dòng)前彈簧秤的讀數(shù)為 (m1＋ m2＋ m3)g， 比較可得移動(dòng)后彈簧秤的讀數(shù)小于 (m1＋ m2＋ m3） g。 【 例 11】 一個(gè)人蹲在臺(tái)秤上 。 【 例 12】 一人在井下站在吊臺(tái)上 ， 用如圖 4所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái) 。 a1t12＋ 189。 據(jù)牛頓第二定律有： mgkxN=ma得 N=mgkxma 當(dāng) N=0時(shí) ， 物體與平板分離 ， 所以此時(shí) 因?yàn)? ，所以 。 設(shè)在 P向上運(yùn)動(dòng)的距離為 x,對(duì)物體 P據(jù)牛頓第二定律可得： F+Nm2g=m2a 對(duì)于盤(pán)和物體 P整體應(yīng)用牛頓第二定律可得： ammgmmxk gmmkF )()()( 212121 ?????????? ???令 N=0， 并由述二式求得 ， 而 ， 所以求得 a=6m/s2. 當(dāng) P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小 ， 此時(shí)對(duì)盤(pán)和物體 P整體有Fmin=(m1+m2)a=72N. 當(dāng) P與盤(pán)分離時(shí)拉力 F最大 ， Fmax=m2(a+g)=168N. k
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