20xx滬科版高中物理必修一53牛頓第二定律-文庫(kù)吧資料
2024-11-25 18:23本頁(yè)面
【正文】 、 a必須對(duì)應(yīng)同一物體或同一個(gè)系統(tǒng)． 5．獨(dú)立性 作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和，分力和加速度在各個(gè)方向上的分量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即： Fx＝ max， Fy＝ may. 6．相對(duì)性 物體的加速度必須是對(duì)相對(duì)于地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系而言的． 【 例 2】 在平直軌道上運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂中的光滑水平桌面上用彈簧拴著一個(gè)小球，彈簧處于自然長(zhǎng)度，如圖 5－ 3－ 3所示，當(dāng)旅客看到彈簧的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，對(duì)火車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 圖 5－ 3－ 3 判斷中可能的是 ( ) A．火車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，速度在增加 B．火車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，速度在減小 C．火車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，速度在增加 D．火車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，速度在減小 解析 ：取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由于彈簧變長(zhǎng)了，故小球受到向左的彈力，即小球受的合力方向向左．因?yàn)榧铀俣扰c合力的方向相同，所以小球的加速度方向向左． 小球的速度有兩種可能：①速度方向向左與加速度的方向相同，速度增大，做加速運(yùn)動(dòng)；②速度方向向右與加速度的方向相反，速度減小，做減速運(yùn)動(dòng)． 答案 ： BC 題后反思 ：對(duì)彈簧由原長(zhǎng)突然被拉伸了，則說(shuō)明小球的合外力發(fā)生變化，力與加速度是同時(shí)產(chǎn)生的，并且加速度的方向就是合外力的方向． 關(guān)于牛頓第二定律，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A．加速度和力的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即 a與F是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失 B．物體只有受到力作用時(shí)，才有加速度，但不一定有速度 C．任何情況下，加速度的方向總與合外力方向相同，但與速度的方向不一定相同 D．當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，可把物體的加速度看成是各個(gè)力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的各個(gè)加速度的合成 答案 ： ABCD 1．應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟 (1)明確研究對(duì)象．根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．可以是一個(gè)整體或進(jìn)行隔離，由具體情況而定． (2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫(huà)好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程． (3)選取正方向或建立坐標(biāo)系，通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向． 利用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟 (4)求合外力 F合． (5)根據(jù)牛頓第二定律 F合 ＝ ma列方程求解，必要時(shí)還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論． 2．運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合力的正交分解法解題 (1)正交分解法是把一個(gè)矢量分解在兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸上的方法，其實(shí)質(zhì)是將復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算． 表示方法：????? F x ＝ F x 1 ＋ F x 2 ＋ F x 3 ＋ …… ＝ ma xF y ＝ F y 1 ＋ F y 2 ＋ F y 3 ＋ …… ＝ ma y (2)為減少矢量的分解，建立坐標(biāo)系時(shí)，確定 x軸正方向有兩種方法： ①分解力而不分解加速度 通常以加速度 a的方向?yàn)?x軸正方向，把力分解到坐標(biāo)軸上，分別求合力： Fx＝ ma， Fy＝ 0. ② 分解加速度而不分解力 若分解的力太多，比較繁鎖，可根據(jù)物體受力情況，使盡可能多的力位于兩坐標(biāo)軸上而分解加速度 a，得 ax和 ay，根據(jù)牛頓第二定律得方程組 Fx＝ max， Fy＝ may. 【 例 3】 質(zhì)量為 m的木塊，以一定的初速度沿傾角為 θ的斜面向上滑動(dòng)，斜面靜止不動(dòng)，木塊與斜面間的動(dòng)摩因數(shù)為 μ，如圖 5－ 3－ 4所示，求： (1)木塊向上滑動(dòng)的加速度； 圖 5－ 3－ 4 (2)若此木塊滑到最大高度后，能沿斜面下滑，下滑時(shí)的加速度多大？ 解析 ： (1)以木塊為研究對(duì)象，在上滑時(shí)受力如圖右所示．根據(jù)題意，加速度方向沿斜面向下．將各力沿斜面和垂直斜面方向正交分解．由牛頓第二定律有 mgsin θ＋ f＝ ma， N－ mgcos θ＝ 0， 且 f＝ a＝ g(sin θ＋ μcos θ)，方向沿斜面向下． (2)當(dāng)木塊沿斜面下滑時(shí)，木塊受力如右圖所示，由題意知，木塊加速度方向沿斜面向下． 由牛頓第二定律有 mgsin θ－ f＝ma′， N－ mgcos θ＝ 0， 且 f＝ a′＝ g(sin θ－ μcos θ)，方向沿斜面向下． 答案： (1)g(sin θ＋ μcos θ)，方向沿斜面向下 (2)g(sin θ－ μcos θ)，方向沿斜面向下 題后反思 ：在牛頓第二定律的應(yīng)用中，常采用正交分解法，在受力分析后，建立直角坐標(biāo)系是關(guān)鍵．坐標(biāo)系的建立原則上是任意的，但常常使加速度在某一坐標(biāo)軸上，另一坐標(biāo)軸上的合力為零；或在坐標(biāo)軸上的力最多． 質(zhì)量 m ＝ 1 k g 的球穿在斜桿上，斜桿與水平方向夾角 α ＝ 3
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