§3.3牛頓第二定律的應用（一）
——動力學的兩類基本問題
【知識梳理】
一．應用牛頓運動定律處理的兩類基本問題
1．已知力求運動：
知道物體受到的作用力，應用牛頓第二定律求如果再知道物體的初始運動狀態，應用公式就可以求出物體的運動情況——任意時刻的位置和速度，以及運動軌跡。
2．已知運動求力：
知道物體的運動情況，應用公式求出物體的加速度，再應用牛頓第二定律，推斷或者求出物體的情況。
注意：物體的運動的性質、軌跡的形狀是由物體所受的合外力及共同決定：
3．兩類基本問題的解題步驟
（1）確定研究物件，明確物理過程；
（2）分析研究物件的受力情況和運動情況，必要時畫好受力圖和運動過程示意圖；
（3）根據牛頓第二定律和運動學公式列方程；合力的求解常用合成法或正交分解法；要特別注意公式中各向量的方向及正負號的選擇，最好在受力圖上標出研究物件的加速度的方向；
（4）求解、檢驗，必要時需要討論。
【典型例題】
1．（單選）有三個光滑軌道1、2、3，它們與水平面的夾角依次是60、45、30，這些軌道交於0點。現有位於同一豎直線上的3個小物體甲、乙、丙，分別沿這3條光滑軌道同時從靜止開始下滑，如圖所示，物體滑到o點的先後順序是( )
a．甲最先，乙稍後，丙最後
b．乙最先，然後甲和丙同時到
c．甲、乙、丙同時到達
d．乙最先，甲稍後，丙最後
2．如圖所示，斜面ab長l=3m，傾角θ=30°，在斜面底端a 處有一質量m=1kg的靜止物體。若用平行於斜面的f=17n拉力將物體沿斜面向上拉，當物體到達斜面中點c時撤去拉力，則物體剛好能運動到斜面頂點b處。（g=10m/s2）試判斷物體能否再沿斜面下滑。
若不能沿斜面下滑，請說明原因。若能沿斜面下滑，請求出滑到斜面底端的速度。
3．帶面水平的傳送帶以4m/s的速度勻速運動，主動輪和被動輪的軸距為12m。現將一物體m放在a輪的正上方(傳動方向如圖所示)，m和傳送帶間的動摩擦因數為0.2，則該物體m經多長時間可運動到b輪的正上方？
(取g=10m/s2)
【§3.4 牛頓第二定律的應用（二）
連線體問題
【知識梳理】
一．整體法和隔離法
1．整體法：當系統中各物體的相同時，我們可以把系統內的所有物體看成乙個整體，這個整體的質量等於各物體的當整體受到的外力已知時，可用求出整體的加速度。
2．隔離法：從研究的方便出發，當求解系統內物體間時，常把物體從系統**來，進行分析，依據牛頓第二定律列方程。
二．整體法和隔離法選取原則
系統問題是指在外力作用下幾個物體連線在一起運動的問題，系統內的物體的加速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：
1．隔離法的選取
（1）適用條件：若系統內各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的相互作用力。
（2）處理方法：把物體從系統中隔離出來，將內力轉化為外力，分析物體的受力情況和運動情況，並分別應用牛頓第二定律列方程求解。
2．整體法的選取
（1）適用條件：若系統內各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的相互作用力。
（2）處理方法：把系統內各物體看成乙個整體（視為乙個質點）來分析整體受到的外力，應用牛頓第二定律求出加速度。
3．整體法、隔離法交替運用
（1）先整體求加速度，後隔離求內力
若系統內各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的相互作用力時，可以先用整體法求出加速度，然後再用隔離法選取使合適的研究物件，應用於牛頓第二定律求作用力。
（2）先隔離求加速度，後整體求外力
若系統內各物體具有相同的加速度，且要求系統受到的外力時，可以先用隔離法求出某乙個物體的加速度，然後再用整體法求出系統的外力。
【典型例題】
1．如圖所示，物體a和b靠在一起放在光滑水平面上，物體a受到水平向右的推力，大小為10n，已知物體a的質量為2kg，物體b的質量為3kg，求物體a運動的加速度及物體a、b間的相互作用力．
2．如圖所示，在光滑水平地面上，水平外力拉動小車及木塊一起做勻加速直線運動，小車質量為m，木塊質量為m，水平外力的大小為f，小車運動的加速度為a，木塊與小車間動摩擦因數為μ，則在勻加速運動過程中，木塊受到的摩擦力的大小為（ ）
a．μmg b．ma c．mf/(m＋m) d．f－ma
4．（多選）如圖所示, 有a、b兩物體, ma=2mb, 用細繩連線後放在光滑的斜面上, 在它們下滑的過程中（ ）
a．它們的加速度a=gsinθ b．它們的加速度ac．細繩的張力t=0d．細繩的張力
【課後作業】
1．（多選）如圖所示，c是水平地面，a、b是兩個長方形物體，f是作用在物塊b上沿水平方向的力，物體a和b以相同的加速度做勻加速直線運動。a、b之間的動摩擦因數為μ1，b、c間的動摩擦因數μ2有可能是（ ）
a．μ1=0，μ2=0 b．μ1=0，μ2≠0
c．μ1≠0，μ2=0 d．μ1≠0，μ2≠0
2．（單選）如圖所示，兩個傾角相同的滑桿上分別套a、b兩個圓環，兩個圓環上分別用細線懸吊著兩個物體c、d，當它們都沿滑桿向下滑動時，a的懸線與杆垂直，b的懸線豎直向下。則下列說法中正確的是（ ）
a．a環與滑桿無摩擦力
b．b環與滑桿無摩擦力
c．a環做的是勻速運動
d．b環做的是勻加速運動
3（單選）如圖所示，質量為2m的物體a與水平地面的摩擦可忽略不計，質量為m的物塊b與地面的動摩擦因數為μ，在大小為f的水平力作用下，a、b做勻加速運動時，a對b的作用力大小為f1。運動一段時間後，將f撤去，撤去後a對b的作用力大小為f2。則下列關於f1、f2大**法正確的是（ ）
a．f1= f ；f2 =0 b．f1= (f+2μmg)/3 ；f2 =2μmg
c．f1=f/3 ；f2 =0 d．f1= (f+2μmg)/3 ；f2 =2μmg/3
§3.5牛頓第二定律的應用（三）
超重、失重臨界和極值
1.超重：
（1）概念：物體對支援物的壓力或對懸掛物的拉力自身重力的現象。
（2）條件：當物體具有的加速度時
（3）典型運動：（包括向上加速或向下減速兩種情況），
2.失重：
（1）概念：物體對支援物的壓力或對懸掛物的拉力自身重力的現象。
（2）條件：物體具有的加速度時
（3）典型運動：（包括向下加速或向上減速兩種情況），
3.完全失重：
（1）概念：物體對支援物的壓力或對懸掛物的拉力等於的現象。
（2）條件：物體以加速度a＝g向豎直加速或向上減速時
（3）典型運動：（自由落體運動、處於繞星球做勻速圓周運動的飛船裡或豎直上拋時），
4.思考：①超重是不是物體重力增加？失重是不是物體重力減小？
②在完全失重的系統中，哪些測量儀器不能使用？
二、臨界和極值
動力學的臨界問題示例
本章的臨界問題涉及的臨界狀態主要有：
（1）兩物體接觸與分離（此時兩物體的速度相等加速度也相等）的臨界條件是兩物體間相互作用的彈力為零；
（2）繩張緊與鬆弛的臨界條件是伸直的繩子中的張力為零，繩子斷與不斷的臨界條件是繩子中的張力等於所能承受的最大拉力；
（3）兩物體即將發生相對滑動的臨界條件是兩物體間的靜摩擦力等於最大靜摩擦力；
（4）做加速度逐漸減小的加速運動的物體速度最大的條件是物體的加速度為零。
【典型例題】
1.下列說法正確的是（ ）
a.體操運動員雙手握住單槓吊在空中不動時處於失重狀態
b.蹦床運動員在空中上公升和下落過程中都處於失重狀態
c.舉重運動員在舉起槓鈴後不動的那段時間內處於超重狀態
d.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處於失重狀態
2下列四個實驗中，能在繞地球飛行的太空實驗艙中完成的是（ ）
a．用天平測量物體的質量b．用彈簧秤測物體的重力
c．用溫度計測艙內的溫度d．用水銀氣壓計測艙內氣體的壓強
3.如圖所示，斜面體m始終處於靜止狀態，當物體m沿斜面下滑時有（ ）
a.勻速下滑時，m對地面壓力等於（m+m）g
b.加速下滑時，m對地面壓力小於（m+m）g
c.減速下滑時，m對地面壓力大於（m+m）g
對地面壓力始終等於（m+m）g
4．（單選）如圖所示，一根輕彈簧兩端連線著質量分別為ma=2kg和mb=3kg的兩個物塊a和b，b放置在水平地面上。若用恒力f=60n豎直向上拉物塊a，當b物塊剛好要離開地面時，a的加速度大小為（ ）
a．2m/s2
b．5m/s2
c．20m/s2
d．30m/s2
5．如圖所示，細線的一端固定於傾角為45°的光滑楔形滑塊a的頂端p處，細線的另一端拴一質量為m的小球。當滑塊至少以加速度a向左運動時，小球對滑塊的壓力等於零。當滑塊以a＝2g的加速度向左運動時，線中拉力t
【課後訓練】
1.下列說法中正確的是（ ）
a.物體在豎直方向上作勻加速運動時就會出現失重現象
b.物體豎直向下加速運動時會出現失重現象
c.物體處於失重狀態時，地球對它的引力減小或消失
d.物體處於失重狀態時，地球對物體的引力不變
2．在公升降電梯內的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數為50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示，在這段時間內下列說法中正確的是( )
a．曉敏同學所受的重力變小了
b．曉敏對體重計的壓力小於體重計對曉敏的支援力
c．電梯一定在豎直向下運動
牛頓定律的知識點及應用
一.應用牛頓定律解決的兩類其本問題.牛頓第二定律給出了加速度是聯絡力和運動的橋梁.知道物體的受力情況時，可以根據牛頓第二定律求出加速度.進而結合運動的初始條件，求出它做什麼運動，以及速度 位移等，當知道了物體的運動情況時，按照運動學公式求出加速度，進而根據牛頓第二定律求出物體的受力情況，簡而言這，應...
牛頓定律典型模型
斜面模型 模型分析 設滑塊質量為m，斜面質量為m，斜面傾角為 1 斜面靜止，且m與m之間光滑，則物塊a上滑a下滑 2 斜面靜止，m與m間動摩擦因數為 則物塊a上滑 a下滑 3 斜面靜止，m恰好勻速下滑，則需要滿足的條件是 若此時在m上施加力f，則m將做何種運動？如下圖 4 當m從斜面底端衝上斜面後，...
高一物理牛頓定律
一 計算題 1 如圖所示，傳送帶與水平面的夾角為 37 以4m s的速度向上執行，在傳送帶的底端a處無初速度地放乙個質量為0.5kg的物體，它與傳送帶間動摩擦因數 0.8，ab間 b為頂端 長度為25m.試回答下列問題 1 說明物體的運動性質 相對地球 2 物體從a到b的時間為多少？g 10m s2...