牛頓定律的應用
知識要點：
1、牛頓定律的應用
到此為止力學已講完三章知識。應該知道: 第一章力, 是講述了力的基本概念:
知道了力是物體間的相互作用, 力是向量有大小、方向, 掌握了力的圖示法, 通過牛頓第二定律的學習了解到力的單位牛頓(n)的來歷, 認識了力學中的三種力(g、n、f)的學生計算, 方向的確定, 力的合成分解的運算法則, 初步理解到力的作用效果。通過第二章, 物體的運動的學習, 掌握了直線運動中, 勻速直線運動, 特別是變速直線中的勻變速直線運動的規律, 從中理解並掌握速度、位移、加變速、間間這些描述物體運動規律的物理量。第三章, 牛頓運動定律詳細闡明了運動和力(即運動狀態變化和力)的關係。
認識到物體為什麼會這樣或那樣的運動的原因。因此三章知識的關係應是第一章, 力學的準備知識認識力, 第二章運動學, 只講運動規律, 研究物體如何運動, 第三章研究運動和力的關係稱之力動力學。本專題講述牛頓運動定律的應用, 就是綜合以上所學知識進行較全面地分析歸納, 簡單的邏輯思維推理, 建立物理情景, 縷出解題思路, 運用數學知識列出方程求解, 藉此培養和提高各種能力, 初步掌握解決力學問題的第一條途徑即:
兩種型別三種運動方式。
a兩種型別: ①知道力求得加速度決定物體的運動狀態
要求認真分析研究物件的受力情況畫出受力示意圖, 依據力的作用效果進行正交分解, 並求得所受力的合力, 通過牛頓第二定律可以求出運動的加速度, 如果再知道物體的初始條件, v0初速度初位置, 根據運動學或就可以求出物體在任意時刻的位置和速度, 這就是已知物體的受力情況, 就可以確定物體運動的情況。與此相反②如果已知物體的運動情況根據運動學公式求出物體的加速度, 也可以根據牛頓第二定律確定物體所受的外力。
b、三種運動方式及其在運動應該特別注意的問題
(1)水平方向運動, 看有無不水平力, 此時會影響到壓力n從而影響摩擦力f, 因為只有水平力作用時nmg
(2)豎直方向運動, 千萬不可忘記重力mg, 勻速運動f = mg, 然後看v0, 的方向確定是向上或向下運動。
如果勻加向上f－mg = ma, 若勻加向下, mg－f = ma
(3)物體沿斜面方向運動, 看有無水平力, 此時會影響壓力n從而影響摩擦力f的大小: 當無水平方向力的作用時, n = mgcos, f =, 當有水平方向力的作用時, n = mgcos如圖所示。
c、解題步驟
(1)確定研究物件(視為質點)乙個物體, 乙個點或相對靜止的多個物體組成的物體系。
(2)研究物件的受力分析。
a、畫受力示意圖, 只畫被分析物體受到的實際力(內力不畫它對外界物體的力不畫, 等效力(含力分力)不畫)
b、受到的實際力, 不能多畫, 也不能漏畫, (可繞行物體一周, 找出可能受到的力, 按力的性質順序畫出重力、彈力、摩擦力)
c、判斷被分析物體運動狀態是平衡, 還是有加速度(不平衡)
d、作受力分析, 即通過向量分解合成的方法把受到的多個力簡化乙個等效力(即), 若被分析物平衡則= 0, 若有加速度則方向與a方向相同。
(3)建立物理情景, 弄清物理過程確定運動性質
(4)列方程, 已知量統一單位制(國際單位)
(5)代入數值求解
(6)對結果必要應加以說明或取捨。
2、超重和失重現象, 實質上是視重。因為物體在運動中重力不變, 我們知道物體的重力是由於地球對物體的吸引, 而使物體受到的力, 物體重力的大小可用彈簧秤稱出來。物體在靜止或上下勻速直線運動中, = 0, 有f = mg(f為彈簧的示數)。
當物體在豎直方向上加速度運動時, 仍以彈簧秤吊著物體, 此時彈簧的示數就有變化, 稱為視點, 加速上公升時f> mg, 加速下降f < mg,
分析如下: 加速上公升, 以向上為正方向f－mg = ma
減速下降, 以向下為正方向f = mg + ma ∴f > mg
mg－f = －ma ∴f > mg ∵f = mg + ma
∴加速上公升等效於減速下降
同理分析, 減速上公升以向上為正方向f－mg = －ma
加速下降以向下為正方向f = mg－ma f < mg
mg = f = ma f = mg－ma ∵f < mg
∴加速下降等效於減上公升, 當向下加速a = g時, 處於完全失重狀態
3、有關連線體問題
高考說明中明確指出: 用牛頓定律處理連線體的問題時, 只限於各個物體的加速度的大小、方向都相同的情況。
所謂連線體是指: 在實際問題中常常碰到的幾個物體鏈結在一起, 在外作用下的運動即連線體運動。其特點是:
連線體的各部分之間的相互作用力總是大小相等, 方向相反的(在將連線體作為乙個整體考慮時這相互作用力稱之為內力)而連線體各部分的運動情況也是相互關聯的。應認識到這類問題綜合應用了牛頓運動定律和運動學、力的合成分解等方面的知識難度較大, 因此必須掌握解此類問題的一般規律, 即整體法求加速度, 隔離法求相互作用力。所謂整體法即把連線體看成乙個整體考慮, 受力分析時的外力是連線體以外的物體對整體連線體的作用力(連線體各部分之間的相互作用稱之為內力未能考慮在內)。
這些力的合力產生整體加速度。所謂隔離法, 就是把連線體中的各個物體從連線體的整體中隔離出來, 單獨考試它們各自的受力情況和運動情況, 此時的相互作用力即是外力, 在受力分析不能忽略。
常見的連線體有:
①公升降機及機內的物體運動
②汽車拉拖車
③吊車吊物上公升
④光滑水平面兩接觸物體受力後運動情況
⑤兩物體置在光滑的水平面受力後運動情況
⑥驗證「牛頓第二定律」的實驗
⑦如右圖裝置
2019高考物理知識要點總結教案 力
第一章力 知識要點 1 本專題知識點及基本技能要求 1 力的本質 2 重力 物體的重心 3 彈力 胡克定律 4 摩擦力 5 物體受力情況分析 1 力的本質 參看例1 2 3 1 力是物體對物體的作用。脫離物體的力是不存在的，對應乙個力，有受力物體同時有施力物體。找不到施力物體的力是無中生有。例如 脫...
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