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正文內(nèi)容

[理化生]牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(編輯修改稿)

2025-03-20 12:55 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加速度相 同,求它們之間的相互作用力,采取先整體后隔離的方法,先求出它們共同的加速度,然后再選取 A 或 B 為研究對(duì)象,求出它們之間的相互作用力. 選取 A 和 B 整體為研究對(duì)象,共同加速度 a 為: a =F1- F22 m① 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 再選取物體 B 為研究對(duì)象,受力分析如 圖所示,根據(jù)牛頓第二定律: FN- F2= ma ② 由 ①② 得 FN=F1+ F22 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 方法 2 :此題也可以對(duì)物體 A 進(jìn)行隔離分析,利用 F1-FN= ma 求解. ( 略 ) 方法 3 :或?qū)?A 、 B 分別隔 離 對(duì)于 A : F1- FN= ma ① 對(duì)于 B : FN- F2= ma .② 聯(lián)立 ①② 兩式解得??????? a =F1- F22 mFN=F1+ F22 [答案 ] C 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 (1) 對(duì)于連接體各部分加速度相同時(shí),一般的思維方法是先用整體法求出加速度.再求各部分間的相互作用力. (2) 當(dāng)求各部分之間作用力時(shí)一定要用隔離法,應(yīng)考慮解題的方便,有兩個(gè)原則:一是選出的隔離體應(yīng)包含未知量,最好就是所求的未知量;二是在 獨(dú)立方程的個(gè)數(shù)等于未知量個(gè)數(shù)的前提下,隔離體的數(shù)目應(yīng)盡可能的少. 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 變式 1 — 1 如下圖所示,一輛汽車 A 拉著裝有集裝箱的拖車 B ,以速度 v1= 30 m /s 進(jìn)入向下傾斜的直車道.車道每 100 m 下降2 m .為使汽車速度在 s = 200 m 的距離內(nèi)減到 v2= 10 m /s ,駕駛員必須剎車.假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力,且該力的 70 % 作用于拖車 B, 30% 作用于汽車 A .已知 A 的質(zhì)量 m1=2022 kg , B 的質(zhì)量 m2= 6000 kg . 求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力的大?。?重力加速度 g = 10 m /s2. 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 解析: 汽車沿傾斜車道做勻減速運(yùn)動(dòng),用 a 表示加速度的大小,有 v22- v21=- 2 as ① 用 F 表示剎車時(shí)的阻力,根據(jù)牛頓第二定律有 F - ( m1+ m2) g sin α = ( m1+ m2) a ② 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 式中 s in α =2100= 2 10- 2③ 設(shè)剎車過(guò)程中地面作用于汽車的阻力為 f ,根據(jù)題意 f=30100F ④ 方向與汽車前進(jìn)方向相反,用 fN表示拖車作用于汽 車的力,設(shè)其方向與汽車前進(jìn)方向相同.以汽車為研究對(duì)象,由牛頓第二定律有 f - fN- m1g si n α = m1a ⑤ 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 由 ②④⑤ 式得 fN=30100( m1+ m2)( a + g s in α ) - m1( a +g sin α ) ⑥ 由 ①③⑥ 式,代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 fN= 880 N ⑦ 答案: 880 N 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 [ 例 2] 如右圖所示,質(zhì)量 m = 10 kg 的小球掛在傾角θ = 37176。 的光滑斜面的固定鐵桿上,求: 臨界問(wèn)題 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 (1) 斜面和 小球以 a1=g2的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力分別為多大? (2) 當(dāng)斜面和小球都以 a2= 3 g 的加速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力分別為多大? 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 [ 解析 ] 先求出臨界狀態(tài)時(shí)小球的加速度,假設(shè)小球剛要離開(kāi)斜面,這時(shí) FN= 0 ,受力情況如圖甲所示,故F sin θ = mg ( 豎直方向 ) , F c os θ = ma0( 水平方向 ) . 所以 a0= g c ot θ =43g . 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 當(dāng)斜面和小球以 a1的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由于a1 a0,可知這時(shí)小球與斜面間有彈力,所以其受力情況如圖乙所示,故 F1c os θ - FNsin θ = ma1( 水平方向 ) , F1sin θ +FNc os θ = mg ( 豎直方向 ) .所以 F1= 100 N , FN= 50 N . 當(dāng)斜面和小球以 a2的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由于a2 a0,可知這時(shí)小球已脫離斜面,所以其受力情況如圖丙所示,故 F2sin α = mg ( 豎直方向 ) , F2c os α = ma2( 水平方向 ) . 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 兩式平方相加,可得 F2= m2g2+ m2a22= 200 N . 由牛頓第三定律知:當(dāng)以加速度 a1運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)K的拉力為 100 N ,對(duì)斜面的壓力為 50 N ;當(dāng)以加速度 a2運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)K的拉力為 200 N ,對(duì)斜面的壓力為 0. [ 答案 ] ( 1) 100 N 50 N ( 2) 200 N 0 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí),物體有可能處于不同的狀態(tài),特別是題目中出現(xiàn) “ 最大 ” 、 “ 最小 ” 、 “ 剛好 ” 等詞語(yǔ)時(shí),往往會(huì)有臨界狀態(tài),此時(shí)要采用極限分析法,看物體在不同的加速度下運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生,盡快找出臨界點(diǎn),求出臨 界條件. 高三總復(fù)習(xí) 人教版 物理 第 3章 課時(shí) 3 系列叢書(shū) 進(jìn)入導(dǎo)航 變式 2 — 1 如 下 圖所示,有 A 、 B 兩個(gè)楔形木塊,質(zhì)量均為 m ,靠在一起放于水平面上,它們的接觸面的傾角為 θ . 現(xiàn)對(duì)木塊 A施一水平推力 F ,若不計(jì)一切摩擦,要使 A 、 B 一起運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
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