灵活运用牛顿第二定律解题

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1、灵活运用牛顿第二定律解决物理问题湖南省汨罗市第五中学：刘庆阳一.巧用牛顿第二定律解决连接体问题所谓的“连接体”问题，就是在一道题中出现两个或两个以上相关联的物体,研究它们的运动与力的关系。1、连接体与隔离体：两个或几个物体相连接组成的物体系统为连接体。如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体。2、连接体问题的处理方法（1）整体法：连接体的各物体如果有共同的加速度，求加速度可把连接体作为一个整体，运用牛顿第二定律列方程求解。（2）隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离出其中一个物体，对该物体应用牛顿第二定律求解，此方法为隔离法。隔离

2、法目的是实现内力转外力的，解题要注意判明每一隔离体的运动方向和加速度方向。（3）整体法解题或隔离法解题，一般都选取地面为参照系。整体法和隔离法是相对统一，相辅相成的，先整体分析加速度，后隔离分析各物体之间的相互作用力是解决连接体问题的最常用思维模式，你掌握了吗？千万要记住：整体法只能分析“整体”外面其它物体对“整体”的作用力，不能分析“整体”内部各物体间的相互作用力；如果要分析“整体”内部的相互作用力，一定要用隔离法！强调这一点，只是想告诉大家，任何情况下，一定要明确研究对象！这是进行正确受力分析的根本！例题1跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另

3、一端被吊板上的人拉住，如图1所示.已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.取重力加速度g=10m/s2.当人以440N的力拉Q绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为（）A.a=1.Om/s,F=260NB.a=1.Om/s,F=330NC.a=3.Om/s,F=110ND.a=3.Om/s,F=50N/人'*.3-7解析：将人与吊板整体考虑，受力分析如图所示，丁T据牛顿第二定律：2T-（m人+m板）g=（m人+m板）a,代人L数据得a=1.0m/s2,选项C、D被排除.用隔离法In研究人向

4、上运动，设吊板对人的支持力为N，则T+N、-m人g=m人a，得N=330N;据牛顿第三定律，人对吊板的压力W=N=330N，选项B正确.（m：+m人）gm^g领悟：这是“先整体后隔离”思维模式的典型例子，整体分析的时候不考虑人和板之间的相互作用力，根据轻绳模型的特点：绳内张力处处相等，可知两段绳索对“整体”的拉力相等；求人对板的压力时，必须用隔离法“隔离”人或“隔离”板进行分析。一.巧用牛顿第二定律解决瞬时性问题当一个物体（或系统）的受力情况出现变化时，由牛顿第二定律可知，其加速度也将出现变化，这样就将使物体的运动状态发生改变，从而导致该物体

5、（或直放在木块C上。三系统）对和它有联系的物体（或系统）的受力发生变化。例题2如图4所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖者静置于地面，它们的质量之比是1：2：3。设所有接触面都°严光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，A和B的加速度华aA>aB分别是多少？

6、g解析：本题所涉及到的是弹力的瞬时变化问题。°r~V原来木块A和B都处受力平衡状态，当突然抽出木块C的瞬间，C给B的支持力将不复存在，而A、B间的弹簧还没。舉4有来得及发生形变，仍保持原来弹力的大小和方向。A2mg图5图6分析此题应从原有的平衡状态入手。设木块A的质量为m,B的质量则为2m

7、o抽出木块C前木块，A、B的受力分别如图5、6所示。抽出木块C后，A的受力情况在瞬间不会发生变化，仍然保持原有的平衡状态，则a’E。抽出木块C后，对B木块来说，N消失了。则：工時F'+2mg=3mg（方向竖直向下）tF3（方向竖直向下）领悟：解答瞬时性问题要把4屋两个方面：一是区别“刚性绳”和“弹性绳”，当受力发生变化时前者看成形变为零，受力可以突变；后者的形变恢复需要时间，弹力的大小不能突变。二是正确分析物体在瞬间的受力情况，应用牛顿第二定律求解。二.巧用牛顿第二定律解决临界问题在物体的运动状态发生变化的过程中，往往达到某一个特定状态时，有

8、关的物理量将发生突变，此状态即为临界状态，相应的物理量的值为临界值.用牛顿第二定律求解临界问题是重点，也是难点.它要求对物理情景的理解十分清晰，对物理过程的分析十分透彻.对于临界问题的分析，有益于培养学生科学的思维方法，提高学生的应变能力和分析、解决实际问题的能力.例题3如图3-11所示，一细线的一端固定于倾角为45°度的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端栓一质量为m的小球，当滑块以2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？解析：当小球贴着滑块一起向左运动时，小球受到三个力作用：重力mg、线中拉力T,滑块A的支持力N,如图所示，小球在这

9、三个力作用下产生向左的加速度，当滑块向左运动的加速度增大到一定值时，小球可能离开斜面，滑块的支持力变为零，小球仅受重力和拉力两个力作用离开斜面，滑块的支持力变为零，