牛頓第二定律典型例題-文庫(kù)吧資料
2024-10-21 11:51本頁(yè)面
【正文】 認(rèn)為m1對(duì)三角形木塊的壓力大于m2對(duì)三角形木塊的壓力，憑直覺認(rèn)為這兩個(gè)壓力在水平方向的總效果向右，使木塊有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以受到向左的靜摩擦力。【誤解二】 選（C）。【例7】 在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊abc，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量m1和m2的木塊，m1＞m2，如圖1所示。有時(shí)將加速度沿力的方向分解顯得簡(jiǎn)單。另外，人在豎直方向受力不平衡，即有加速度，所以把接觸面間的正壓力當(dāng)成重力處理也是不對(duì)的。若是滑動(dòng)摩擦，可用f=μN(yùn)計(jì)算；若是靜摩擦，一般應(yīng)根據(jù)平衡條件或運(yùn)動(dòng)定律列方程求解?！菊_解答】如圖2，建立直角坐標(biāo)系并將加速度a沿已知力的方向正交分解?！纠?】圖1表示某人站在一架與水平成θ角的以加速度a向上運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)扶梯臺(tái)階上，人的質(zhì)量為m，鞋底與階梯的摩擦系數(shù)為μ，求此時(shí)人所受的摩擦力。后者則只注意到正壓力加大導(dǎo)致摩擦力增大的影響。【正確解答】 選（C）?！纠?】 如圖，質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，現(xiàn)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中，下列說法中正確的是 [ ]A．M和m一起加速下滑B．M和m一起減速下滑C．M和m仍一起勻速下滑【誤解一】 選（A）。過程中，滑塊所受滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μmgcosα，f 隨著α增大而減小。當(dāng)α角由0176。事實(shí)上，滑塊所受摩擦力的性質(zhì)隨著α角增大會(huì)發(fā)生變化。若是最大靜摩擦，可用f=μsN計(jì)算，式中的μs是靜摩擦系數(shù)，有時(shí)可近似取為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，N是接觸面間的正壓力。若是滑動(dòng)摩擦，可用f=μN(yùn)計(jì)算，式中μ為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，N是接觸面間的正壓力?！菊_解答】選（C）?！菊`解二】 選（B）。增大到90176。在分析物體受力過程中，既要防止少分析力，又要防止重復(fù)分析力，更不能憑空臆想一個(gè)實(shí)際不存在的力，找不到施力物體的力是不存在的。若理解為對(duì)斜面的正壓力，則是斜面受到的力。【錯(cuò)因分析與解題指導(dǎo)】 [誤解一]依據(jù)物體沿斜面下滑的事實(shí)臆斷物體受到了下滑力，不理解下滑力是重力的一個(gè)分力，犯了重復(fù)分析力的錯(cuò)誤?！菊`解二】選（C）。角的拉力作用，則物體的加速度多大？若把其中一個(gè)力反向，物體的加速度又為多少？【分析】 物體的加速度由它所受的合外力決定．放在水平桌面上的木塊共受到五個(gè)力作用：豎直方向的重力和桌面彈力，水平方向的三個(gè)拉力．由于木塊在豎直方向處于力平衡狀態(tài)，因此，只需由水平拉力算出合外力即可由牛頓第二定律得到加速度．（1）由于同一平面內(nèi)、大小相等、互成120176。（２）當(dāng)合外力是變力時(shí)，加速度為變量，物體做變速運(yùn)動(dòng)。由牛頓質(zhì)量指質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，也就是說所研究的物體能看成質(zhì)點(diǎn)；作用力指物體所受的合外力；加速度指合外力作用下物體獲得的加速度。A球③B球④由式③解得（方向向下）由式④解得故C選項(xiàng)正確。如圖4所示，A球受重力mg、彈簧的彈力F。如圖3所示，A球受三個(gè)力，拉力T、重力 和彈力F。關(guān)于牛頓解析：分別以A，B為研究對(duì)象，做剪斷前和剪斷時(shí)的受力分析?！惧e(cuò)因分析與解題指導(dǎo)】[誤解]憑直覺認(rèn)為“2”和“3”間有摩擦，這是解同類問題最易犯的錯(cuò)誤。【誤解】隔離磚“2”，因有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，兩側(cè)受摩擦力向上，【正確解答】先用整體法討論四個(gè)磚塊，受力如圖2所示。的斜面上放一個(gè)質(zhì)量m的物體，用k=100N/m的輕彈簧平行斜面吊著．發(fā)現(xiàn)物體放在PQ間任何位置恰好都處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)得AP=22cm，AQ=8cm，則物體與斜面間的最大靜摩擦力等于多少？物體位于Q點(diǎn)時(shí)，彈簧必處于壓縮狀態(tài)，對(duì)物體的彈簧TQ沿斜面向下；物體位于P點(diǎn)時(shí)，彈簧已處于拉伸狀態(tài)，對(duì)物體的彈力Tp沿斜面向上．P，Q兩點(diǎn)是物體靜止于斜面上的臨界位置，此時(shí)斜面對(duì)物體的靜摩擦力都達(dá)到最大值fm，其方向分別沿斜面向下和向上．【解】 作出物體在P、Q兩位置時(shí)的受力圖（圖2），設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，則物體在Q和P兩處的壓縮量和伸長(zhǎng)量分別為x1=L0AQ，x2=APL0．根據(jù)胡克定律和物體沿斜面方向的力平衡條件可知：kx1 =k（L0AQ）=fmmgsinα，kx2 =k（APL0）=fm + mgsinα．聯(lián)立兩式得【說明】 題中最大靜摩擦力就是根據(jù)物體的平衡條件確定的，所以畫出P、Q兩位置上物體的受力圖是至關(guān)重要的．【例13】質(zhì)量均為m的四塊磚被夾在兩豎直夾板之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖1。【例10】如圖1，人重600牛，平板重400牛，如果人要拉住木板，他必須用多大的力（滑輪重量和摩擦均不計(jì)）？【例11】如圖1甲所示，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧，豎直放在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的物塊，另一勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧豎直地放在物塊上面，其下端與物塊上表面連接在一起，要想使物塊在靜止時(shí)，下面彈簧承受物重的2/3，應(yīng)將上面彈簧的上端A豎直向上提高的距離是多少？【分析】由于拉A時(shí)，上下兩段彈簧都要發(fā)生形變，所以題目給出的物理情景比較復(fù)雜，解決這種題目最有效的辦法是研究每根彈簧的初末狀態(tài)并畫出直觀圖，清楚認(rèn)識(shí)變化過程如圖1乙中彈簧2的形變過程，設(shè)原長(zhǎng)為x20，初態(tài)時(shí)它的形變量為△x2，末態(tài)時(shí)承重2mg/3，其形變量為△x2′，分析初末態(tài)物體應(yīng)上升△x2△x2′．對(duì)圖丙中彈簧1的形變過程，設(shè)原長(zhǎng)為x10（即初態(tài)）．受到拉力后要承擔(dān)物重的1/3，則其形變是為△x1，則綜合可知A點(diǎn)上升量為d=△x1+△x2△x2′【解】末態(tài)時(shí)對(duì)物塊受力分析如圖2依物塊的平衡條件和胡克定律F1+F2′=mg（1）初態(tài)時(shí)，彈簧2彈力F2 = mg = k2△x2（2）式（3）代入式（1）可得由幾何關(guān)系d=△x1+△x2△x2′（4）【說明】從前面思路分析可知，復(fù)雜的物理過程，實(shí)質(zhì)上是一些簡(jiǎn)單場(chǎng)景的有機(jī)結(jié)合．通過作圖，把這個(gè)過程分解為各個(gè)小過程并明確各小過程對(duì)應(yīng)狀態(tài)，畫過程變化圖及狀態(tài)圖等，然后找出各狀態(tài)或過程符合的規(guī)律，難題就可變成中檔題，思維能力得到提高。已知三角形木塊和兩個(gè)物體都是靜止的，則粗糙水平面對(duì)三角形木塊 [ ]A．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右B．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左C．有摩擦力作用，但摩擦力方向不能確定D．以上結(jié)論都不對(duì)【例8】質(zhì)量分別為mA和mB的兩個(gè)小球，用一根輕彈簧聯(lián)結(jié)后用細(xì)線懸掛在頂板下（圖1），當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間，關(guān)于兩球下落加速度的說法中，正確的是 [ ]A．a(chǎn)A=aB=0 B．a(chǎn)A=aB=gC．a(chǎn)A＞g，aB=0 D．a(chǎn)A＜g，aB=0【例9】 在車箱的頂板上用細(xì)線掛著一個(gè)小球（圖1），在下列情況下可對(duì)車廂的運(yùn)動(dòng)情況得出怎樣的判斷：（1）細(xì)線豎直懸掛：______。第三篇：牛頓第二定律典型例題詳解高一物理牛頓【例6】圖1表示某人站在一架與水平成θ角的以加速度a向上運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)扶梯臺(tái)階上，人的質(zhì)量為m，鞋底與階梯的摩擦系數(shù)為μ，求此時(shí)人所受的摩擦力。角。＝）【例7】 kg的小球用細(xì)線吊在傾角θ=53176。角，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1kg．（1）求
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