牛二定律臨界

2023-01-22 17:39:06 字數 2163 閱讀 5626

牛二定律臨界、整體隔離問題

一、整體法與隔離法解決連線體問題

1、連線體與隔離體:兩個或幾個物體相互作用組成的物體系統稱為連線體;如果把其中某個物體隔離出來,該物體即為隔離體。

2、外力:把連線體當作整體作為研究物件,受到系統之外的物體對這個整體的力,稱為該系統受到的外力;

內力:而系統內部各物體之間的相互作用力,稱為內力。

3、整體法與隔離法

1) 當研究問題中涉及多個物體組成的系統時,通常把研究物件從系統中「隔離」出來,單獨進行受力及運動情況的分析.這叫隔離法.

2) 系統中各物體加速度相同時,我們可以把系統中的物體看做乙個整體.然後分析整體受力,由f=ma求出整體加速度,再作進一步分析.這種方法叫整體法.

3) 解決連線體問題時,經常要把整體法與隔離法結合起來應用.

例1:如圖所示:桌面光滑,小車質量為m,砝碼質量為m,求小車受到的拉力和小車的加速度。

例 2:如圖,質量都為m的兩物體a和b,中間用一彈性係數為k的輕彈簧連線著,把它們置於光滑水平面上,若水平恒力f1和f2分別作用在a和b上,方向如圖示,且f1> f2,則彈簧的壓縮量為多少?

例 3:5個質量相同的木塊併排放在光滑水平桌面上,當用水平向右推力f推木塊1, 使它們共同向右加速運動時, 求第2與第3塊木塊之間彈力及第4與第5塊木塊之間的彈力.

例4:如圖所示:小車沿傾角為θ的光滑斜面滑下,在小車的水平臺面上有一質量為m的木塊和小車保持相對靜止,求:

(1)小車下滑時木塊所受的摩擦力。

(2)小車下滑時木塊所受的彈力。

二、臨界問題

1、臨界狀態:物體由某種物理狀態變化為另一種物理狀態時,中間發生質的飛躍的轉折狀態,通常稱之為臨界狀態。

2、臨界問題:涉及臨界狀態的問題叫做臨界問題。

例1:在水平向右運動的小車上,有一傾角θ=37°的光滑斜面,質量為m的小球被平行

於斜面的細繩繫住而靜止於斜面上,如圖所示。

(1)當小車以a=g的加速度水平向右運動時,繩對小球的拉力及斜面對小球的彈力各為多大?

(2)求小球能與斜面一起運動而不分開的最大加速度。

注:答題規範

(1)認真審題,仔細分析研究物件所經歷的變化的物理過程, 找出臨界狀態。

(2)尋找變化過程中相應物理量的變化規律,找出臨界條件。

(3)以臨界條件為突破口,列臨界方程,求解問題。

例2:a、b兩個滑塊靠在一起放在光滑水平面上,其質量分別為2m和m,從t=0時刻起,水平力f1和f2同時分別作用在滑塊a和b上,如圖所示。已知f1=(10+4t)n, f2=(40-4t)n,兩力作用在同一直線上,求滑塊開始滑動後,經過多長時間a、b發生分離?

例3:有一質量m=4kg的小車置於光滑水平桌面上,在小車上放一質量m=6kg的物塊,動摩擦因素=0.2,現對物塊施加f=25n的水平拉力,如圖所示,求小車的加速度?

(設車與物塊之間的最大靜摩擦力等於滑動摩擦力且g取10m/s2)

例4:如圖所示,質量均為m的兩個木塊a、b在水平力f的作用下,一起沿光滑的水平面運動,a與b的接觸面光滑,且與水平面的夾角為60°,求使a與b一起運動時的水平力f的範圍。

綜合練習

1. 一名消防隊員在模擬演習訓練中,沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑。這名消防隊員質量為60kg,他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時速度恰好為零。

如果加速時的加速度大小是減速時的2倍,下滑的總時間為3s,那麼該消防隊員下滑過程中的最大速度為多少?加速下滑和減速下滑時,消防隊員與鋼管間的摩擦力大小分別為f1和f2,則f1∶f2等於多少?(g=10m/s2)

2. 水平桌面上放著質量為m的滑塊,用細繩通過定滑輪與質量為m的物體相連,滑塊向右加速運動。已知滑塊與桌面間的動摩擦因數為μ.試求滑塊運動的加速度和細繩中的張力。

5. 傾角為30°的斜面體置於粗糙的水平地面上,已知斜面體的質量為m=10kg,一質量為m=1.0kg的木塊正沿斜面體的斜面由靜止開始加速下滑,木塊滑行路程s=1.

4m時,其速度v=1.4m/s,而斜面體保持靜止。求:

⑴求地面對斜面體摩擦力的大小及方向。

⑵地面對斜面體支援力的大小。

6. 右示圖中人的質量為50kg,直杆的質量為100kg,人與杆均靜止。若係杆的繩斷了,人為了保持自已的高度不變,必須使杆具有多大的加速度?

7. 質量為m的人站在地面上,用輕繩通過定滑輪將質量為m的重物從高處放下,如圖所示,若重物以加速度a(a小於g)下降,求繩對物體的拉力大小t及人對地面的壓力n各為多大?

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