教科版必修一33牛頓第二定律5(編輯修改稿)
2024-12-23 05:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：小球水平方向受到彈簧水平向右的彈力，由牛頓第二定律知其加速度向右，其速度方向可能向右，也可能向左．故小車可能向右做加速運(yùn)動(dòng)，也可能向左做減速運(yùn)動(dòng)，故 A、 D正確． 【 答案 】 AD 牛頓第二定律的應(yīng)用 如右圖所示，沿水平方向做勻變速直 線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎 直方向 37176。 角，球和車廂相對(duì)靜止，球的 質(zhì)量為 1 kg.(g取 10 m/s2， sin 37176。 ＝ ， cos 37176。 ＝ ) (1)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說(shuō)明車廂的運(yùn)動(dòng)情況； (2)求懸線對(duì)球的拉力． 【 思路點(diǎn)撥 】 【解析】 (1) 車廂的加速度與小球的相同，由球的受力分析知： mg t a n 37 176。 ＝ ma ，所以 a ＝ g t a n 37 176。 ＝34g ＝ m / s2，加速度方向向右．車廂向右勻加速或向左勻減速運(yùn)動(dòng)． (2) 線對(duì)球的拉力大小為： F ＝mgc os 37176。＝1 10 N ＝ N . 【 答案 】 (1) m/s2 方向水平向右 車廂可能水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能水平向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng) (2) N 應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟及常用方法： 1．一般步驟 (1)確定研究對(duì)象． (2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖． (3)建立坐標(biāo)系，或選取正方向，寫出已知量，根據(jù)定律列方程． (4)統(tǒng)一已知量單位，代值求解． (5)檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解． 2．常用方法 (1)矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向．加速度的方向就是物體所受合外力的方向，反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力． (2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體的合外力．應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，在實(shí)際應(yīng)用中常將受力分解，且將加 速度所在的方向選為 x軸或 y軸，有時(shí)也可分解加速度，即 ??? F x ＝ ma xF y ＝ ma y 2－ 1：如右圖所示，位于水平地 面上的質(zhì)量為 M的木塊，在大小為 F，方向與 水平方向成 α角的拉力作用下沿地面做勻加速 運(yùn)動(dòng)．若木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，則木塊的加速度為 ( ) A． F/M B． Fcos α/M C． (Fcos α－ μMg)/M D． [Fcos α－ μ(Mg－ Fsin α)]/M 【 解析 】 對(duì)木塊作受力分析，在豎直方向上合力為零，即 Fsin α＋ N＝Mg，在水平方向上由牛頓第二定律有 Fcos α－ μN(yùn)＝ a＝ Fcos α－ ，故選項(xiàng) D正確． 【 答案 】 D μ ? Mg － F sin α ?M 牛頓第二定律的瞬時(shí)性 如右圖所示，質(zhì)量分別為 mA＝ m和 mB＝ 2m的 A和 B兩球用輕彈簧連接， A球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果將懸掛 A球的細(xì)線剪斷，此時(shí) A和 B兩球的瞬時(shí)加速度各是多少？ 【 思路點(diǎn)撥 】 牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，求瞬時(shí)加速度時(shí)，當(dāng)物體受到的某個(gè)力發(fā)生變化時(shí)，可能還隱含著其他力也發(fā)生變化，像彈簧、橡皮繩等提供彈力時(shí)，由于形變量較大，彈力不會(huì)瞬間改變，而細(xì)繩、鋼絲、輕桿則不同，由于形變量太小，所提供的彈力會(huì)在瞬間改變． 【 解析 】 物體在某一瞬間的加速度，由這一 時(shí)刻的合外力決定，分析繩斷瞬間兩球的受力 情況是關(guān)鍵．由于輕彈簧兩端連著物體，物體 要發(fā)生一段位移，需要一定時(shí)間，故剪斷細(xì)線 瞬間，彈簧的彈力與剪斷前相同． 先分析細(xì)線未剪斷時(shí)， A和 B的受力情況，如上圖所示， A球受重力、彈簧彈力 F1及細(xì)線的拉力 F2； B球受重力、彈力 F′1，且 F′1＝ F1＝ mBg 剪斷細(xì)線瞬間， F2消失，但彈簧尚未收縮，仍保持原來(lái)的形變，
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