牛顿第二定律教程.ppt

【例1】　关于物体的运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是(　　) A．物体受到一个不为0的恒力作用时，它的运动状态一定不变 B．物体受到的合外力不为零时，一定做变速运动 C．物体受到的合外力为零时，一定处于静止状态 D．物体受到的合外力的方向就是物体的运动方向 【答案】　B 【解析】　根据牛顿第二定律得知，物体加速度只与物体所受的合外力和质量有关，并与合外力的大小成正比，A、C两项错误；物体所受的合外力不为零，物体的加速度不为零，B项错误；根据牛顿第二定律的分量表达式Fx＝max和Fy＝may可知，D项正确. 【答案】　D 【解析】　以人为研究对象受两个力的作用，竖直向上的支持力N和向下的重力，匀减速向上运动，说明加速度方向向下．由牛顿第二定律的同向性，可知mg－N＝ma，N＝m(g－a)＝60×(10－5) N＝300 N，由牛顿第三定律知，人对升降机的压力为300 N. 【答案】　300 N 【学法指导】　同向性在列动力学方程时，显得极为重要！有些学生对合力的求解搞不清．通过“同向性”我们知道，应该是以与加速度同向的力减去与加速度反向的力，这样保证了F＝ma的同向性．这里的同向性是指加速度与合外力的关系，不是速度方向与合外力方向的关系，速度与合外力的方向可能相同、相反、成一定夹角，且合外力与速度不存在数值关系． (2)同时性： 牛顿第二定律是一条瞬时规律，F合＝ma对运动过程中的每一瞬间都是成立的．因此加速度的大小和方向都是随合外力的变化而变化，某一时刻的加速度只决定于这一时刻的合外力，跟这一时刻前后的合外力无关．a和F同时产生，同时变化，同时消亡． 【例4】　(经典题)如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的摩擦力恒定，则(　　) A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O加速，从O到B减速 C．物体运动到O点时，所受合力为零 D．以上说法都不对 【解析】　物体从A到O的运动过程中，初始阶段弹力大于摩擦力，合力方向向右，在A点弹力最大，合力最大，随后物体向右运动，弹力逐渐减小，合力减小，根据牛顿第二定律，可知物体的加速度向右且逐渐减小．加速度与速度同向，所以初始阶段物体做加速度减小的加速运动．当物体运动至A、O间的某点(设为C点)时，弹力减小到与阻力相等．合力为零，加速度为零，速度达到最大． 此后随着物体继续向右运动，弹力进一步减小，至O点弹力为零，接着弹力向左且逐渐增大，所以物体达O点以后合力的方向向左且逐渐增大．根据牛顿第二定律，加速度向左，且逐渐增大，加速度与速度反向，物体做加速度逐渐增大的减速运动，应选A项． 【答案】　A (3)同体性： 同体性：是指牛顿第二定律中的F合、m、a是针对同一物体或同一个系统而言． 【例5】　 如图所示，质量为2m的物块A与水平地面间的摩擦可忽略不计．质量为m的物块B与地面动摩擦因数为μ.在已知水平推力F作用下，AB一起做加速运动，A和B的作用力为________． 【例6】　 如图所示，底板光滑的小车上，用两个量程为20 N，完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1 kg的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数为8 N．这时小车运动加速度的大小是(　　) A．2 m/s2　　　　　 B．4 m/s2 C．6 m/s2 D．8 m/s2 方法二　当小车匀速运动时，两弹簧秤的示数各为10 N，合力为零，当小车匀加速运动时，甲的示数为8 N，则乙的示数将变为12 N，合力为4 N，由牛顿定律，得a＝F/m＝4 m/s2. 【答案】　B 【学法指导】　本题错因表现在对底板光滑的小车，物块没有摩擦力作用；对弹簧秤甲的示数变为8 N，那么弹簧秤乙的示数应为多少不知如何求解，导致多选了错误的结论．这里两只弹簧相同，小车长度不变，必然存在两次两弹簧秤的伸长量总和保持不变，据此就可以求出弹簧秤乙的示数，最终选定正确结论．这里，应当区别弹簧秤与弹簧． 【触类旁通】　一质量为5 kg的物体置于水平桌面上，第一次用10 N的水平力拉它，产生1 m/s2的加速度，若改用20 N的水平力去拉它，产生的加速度多大？ 【错解】　由a∝F，知a＝2 m/s2 【正解】　对物体沿水平方向上受力分析，可知F1－f＝ma1，F2－f＝ma2，代入F1＝10 N，F2＝20 N，a1＝1 m/s2，m＝5 kg，得a＝3 m/s2. 【答案】　3 m/s2 应用牛顿第二定律解题须注意以下几点： 一、分析物体受力时，应结合物体的存在状态 【例1】　 原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上．