高中物理總復(fù)習(xí)牛頓運(yùn)動定律-文庫吧資料
2024-11-19 06:58本頁面
【正文】 ⑵ 彈力只可能向上 ，如車過橋。 ⑴ 彈力只可能向下 ，如繩拉球。 這類問題的特點(diǎn)是：由于機(jī)械能守恒，物體做圓周運(yùn)動的速率時刻在改變，物體在最高點(diǎn)處的速率最小，在最低點(diǎn)處的速率最大。 本題的分析方法和結(jié)論 同樣適用于圓錐擺、火車轉(zhuǎn)彎、飛機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周飛行等在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動的問題 。如圖所示有： 22 s ins intan ???? mRR mvmg ?? ，由此可得： ghgRTgRv ????? 2c os2,s i ntan ???，（式中 h 為小球軌道平面到 球心的高度）。（小球的半徑遠(yuǎn)小于 R。也 可以說是其中 彈力的水平分力提供向心力（彈力的豎直分力和重力互為平衡力）。 圓錐擺是運(yùn)動軌跡在水平面內(nèi)的一種典型的勻速圓周運(yùn)動。 做圓周運(yùn)動物體所受的向心力和向心加 速度的關(guān)系同樣遵從牛頓第二定律： Fn=man在列方程時，根據(jù)物體的受力分析，在方程左邊寫出 外界給物體提供的合外力 ，右邊寫出 物體需要的向心力 （可選用 RTmRmRmv 222 2 ?????? ?? 或或等各種形式）。 ，當(dāng)做圓周運(yùn)動物體所受的合力不指向圓心時，可以將它沿半徑方向和切線方向正交分解，其 沿半徑方向的分力為向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小 ；其 沿切線方向的分力為切向力，只改變速度的大小，不改變速度的方向 。 解：根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可求出小球 1 在最高點(diǎn)的速度 v：mg??L=mg??L+?mv2+?m(2v)2， 在豎直位置 對系統(tǒng)用牛頓第二定律 ，以向下為正方向，設(shè)軸對系統(tǒng)的作用力 F 向上，? ?3/2 23/2 22 L vmLmvFmg ??? ，得到 F= 五、向心力和向心加速度（牛頓第二定律在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用） 勻速圓 周運(yùn)動 物體所受的合力為向心力 “向心力”是一種效果力。這時以 A為對象得到 a =5m/s2；再以 A、 B系統(tǒng)為對象得到 F =（ mA+mB） a =15N ⑴當(dāng) F=10N15N 時， A、 B 一定仍相對靜止，所以 2BABA / s???? mmFaa ⑵當(dāng) F=20N15N 時， A、 B 間一定發(fā)生了相對滑動，用質(zhì)點(diǎn)組牛頓第二定律列方程：BBAA amamF ?? ，而 a A =5m/s2，于是可以得到 a B =2 例 8. 長 L 的輕桿兩端分別固定有質(zhì)量為 m 的小鐵球，桿的三等分點(diǎn) O處有光滑的水平轉(zhuǎn)動軸。用水平力 F拉 B，當(dāng)拉力大小分別是 F=10N和 F=20N時，A、 B 的加速度各多大？ 解：先確定臨界值，即剛好使 A、 B發(fā)生相對滑動的 F值。可以先求出木塊的加速度 ? ???? c o ssin ?? ga ，再在水平方向?qū)|(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律，很容易得到： ???? c o s)c o s( s in ?? mgFf 如果給出斜面的質(zhì)量 M，本題還可以求出這時水平面對斜面的支持力大小為： FN=Mg+mg(cosα +μ sinα )sinα ，這個值小于靜止時水平面對斜面的支持力。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向?？傻?Fmm mF BA BN ?? 這個結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時（ A、 B與水平面間 μ 相同）；也可以推廣到沿斜面方向推 A、 B 向上加速的問題，有趣的是，答案是完全一樣的。 解：這里有 a、 FN兩個未知數(shù)，需要要建立兩個方程，要取兩次研究對象。使解題過程簡單明了。這一組物體一般具有相同的速度和加速度，但也可以有不同的速度和加速度。再由方程1)s in(c o s maFmgF ??? ??? 可求得： F= 第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度，可以按第二段求得： vm=a2t2=20m/s 又由于兩段的平均速度和全過程的平均速度相等，所以有 60)(221 ??? ttvs mm 需要引起注意的是：在撤去拉力 F前后，物體受的摩擦力發(fā)生了改變。求： F的大小、最大速度 vm、總位移 s。 例 4. 如圖所示，質(zhì)量 m=4kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 μ =，在與水平成 θ =37176。 還應(yīng)該注意到 F1的表達(dá)式 F1=m(gsinα acosα )顯示其有可能得負(fù)值， 這意味這繩對木塊的力是推力，這是不可能的。 ⑵ a 向左時，箱受的三個力都不和加速度在一條直線上，必須用正交分解法。求：⑴箱以加速度 a勻加速上升，⑵箱以加速度 aF2 F1 G a v F1 G v a α 20202020 年度第一階段高考總復(fù)習(xí) 16 向左勻加速運(yùn)動時，線對木塊的拉力 F1和斜面對箱的壓力 F2各多大？ 解：⑴ a 向上時， 由于箱受的合外力豎直向上，重力豎直向下，所以 F F2的合力 F 必然豎直向上 。當(dāng) a=g時小球必將離開后壁。所以必須先求出這個臨界值
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