高考物理月刊专版专题3牛顿定律及其应用牛顿运动定律专题综合应用.doc

《高考物理月刊专版专题3牛顿定律及其应用牛顿运动定律专题综合应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、牛顿定律及其应用一.动力学的两类基本问题1根据物体的受力情况，确定物体的运动情况。基本思路是：利用牛顿第二定律F合ma求出加速度a,再利用运动学的有关公式求出速度，位移等。2.根据物体的运动情况，确定物体受力情况。基本思路是：分析物体运动情况，运用运动学公式求出加速度a,再由牛顿第二定律求出合力，进而求出某个外力。3.两类问题的意义：已知物体受力情况，由牛顿定律确定其运动情况如航天飞行器，由发动机决定受力情况，从而确定运动情况。已知物体运动情况，确定受力情况，如观测到天体运行规律，确定天体与周围天体的作用情况，探索未知天体情况。二.应用牛顿运动定律解题的一般步骤1.明确研

2、究对象。可根据题意选取某物体，也可以选一个或几个相关联的物体（存在相互作用的物体）为一个系统作为研究对象，所选研究对象应是受力或运动情况清楚便于解题的物体。2.分析研究对象的受力情况，正确画出受力示意图，一般按力的性质依次分析物体受力情况。根据力的平行四边形定则或正交分解法求出合力，再由牛顿第二定律求出加速度。3.分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意图，找出前后过程的联系。4.利用牛顿运动定律求解。5.讨论结果。注意：有的物体虽是涉及到的对象，但受力情况或运动情况不能直接求出解，可通过牛顿第三定律，取相作用的物体作为研究对象。最后再根据作用力和反作用力等大、反向来求解

3、要求的物体的受力和运动情况。一.超重与失重1.产生原因物体在竖直方向有向上的加速度时产生超重现象；物体在竖直方向上有向下的加速度时产生失重现象。2.完全失重对支持物作用力或对绳的拉力为零。通常是物体在空中自由下落。二.量纲检验法一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。如速度的定义式为VI,说明了速度的量纲式为［L1T1］（注：量纲式均由大写字母表示），加速度的定义式为a^tvo,说明了加速度的量纲式为［L1T2］。而对力的单位的确定，则是由牛顿笫二定律，规定1N的力使质量为1kg的物体产生1m∕s2的加速度，

4、也就是牛顿第二定律的数学表达式中的比例常数取1,力的量纲式为［M1L1T2］。由量纲式可以确定一个表达式是否正确。【典型例题】【例1】总重量为8t的载重汽车，由静止起动开上一山坡，山坡的坡度为0.02（即每前进100m上升2m）。在行驶了100m后，汽车的速度增大到18km/h。如果摩擦阻力是车重的0.03倍，汽车上坡时的牵引力为多大？22VtVo2S解析：v00，Vt18km/h5m/s，S100m。2520.125m/s22100如图所示建立坐标系，对汽车受力分析有：F合XFfGXma且f0.03mgFIfXGXmgSin0.02mg,F合yFNGy0FfGXma0.

5、02mg0.03mg0.125m4920N【例2】如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一物体P处于静止状态。P的质量m12kg,弹簧的劲度系数k800N/m。现在给P施加一个竖直向上的拉力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动。已知在开始0.2s内F是变力，0.2s以后F是恒力，g10m/s2。则F的最小值是_丄，最大值是NOr解析P向上做「匀加速直线运动，受到的合力为恒力。0.2s之前，秤盘对物体的支持力FN逐渐减小；0.2s之后，物体离开秤盘。设P处于静止状态时，弹簧被压缩的长度为X,则：.1.2mgkx，Xat代入数据，解得a7.5m/s2。根据

6、牛顿第二定律，有FFNmgma所以FmgmaFN开始时，FNmg,F有最小值Fma90N;脱离时，FN0,F有最大值Fmamg210N。【例3】蹦极是一项有挑战性的活动。某人质量为60kg,自空中自由下落一段高度h1，开始拉紧橡皮绳使橡皮绳伸长h2，人减速为零。若橡皮绳产生弹力大小F=400x，X为伸长量，一般人能承受的最大加速度为3g0（1）为保证人的安全，橡皮绳的最大伸长量h2为多大？（2）若橡皮绳上的力的平均力为最大值的一半，为了人的安全，自由下落的高度hi不能超过多少？解析人自由下落hi后速度为Vi，v12gh1。当橡皮绳伸长最大为Xm时，人的加速度最大为3g，方

7、向向上。人受到弹力和重力作用，Fmmgm3g，Fm4mg。由F400x知，400Xm4mg，Xm6m,所以h2Xm6m。当人开始拉紧橡皮绳到伸长量最大平均弹力为F1F-Fm164001200N。22人的平均加速度a，aFmgg,开始拉紧橡皮绳时速度V1I=■2ah2mv1「2gh2v1.2gh1/■hih?6m人自由下落高度不得超过6mVmg(a)【例4】如图所示,+OIgA、B两滑环分别套在间距为Im的光滑细杆上，A和B的质量之比为1:3。用一自然长度为Im的轻弹簧将两环相连，在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F,