2010年高中物理自主学习同步讲解和训练牛顿三定律.doc

PAGE  PAGE 16 牛顿三定律 1、应用牛顿第二定律解决的两类基本问题 ? （1）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况 ? 解决这类题目，一般是应用牛顿运动定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式，求出物体的运动情况，即求出物体在任意时刻的位置、速度及运动轨迹。过程如下： （2）已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 解决这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出物体所受的其他外力。过程如下： 2、正交分解法在牛顿运动定律中的应用 所谓正交分解法是指把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法。 正交分解法是一种常用的矢量运算方法。其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，从而简洁方便地解答问题。 正交分解法是运用牛顿运动定律解题的最基本方法，物体在受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，一般都用正交分解法。 表示方法 注意：为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴正方向有两种基本方法。 （1）分解力而不分解加速度 分解力而不分解加速度，通常以加速度a的方向为x轴正方向建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别求得x轴和y轴上的合力。根据力的独立作用原理，各个方向上的力分别产生各自的加速度，得方程组： （2）分解加速度而不分解力 若物体受几个互相垂直的力作用，应用牛顿定律求解时，若分解的力太多，比较繁琐，所以在建立直角坐标系时，可根据物体的受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上，分解加速度a得到，根据牛顿第二定律得方程组 说明：①在建立正交坐标系时，不管选取哪个方向为x轴正方向，所得的最后结果都一样。但为了解题方便，应考虑尽量减少矢量的分解，即要尽量使矢量在坐标轴上。 ②在两种分解方法中一般只分解一种物理量，而不同时分解两种物理量。 ③物体受两个力作用时，也可以不用合成法而采用正交分解法。 3、解题思路及步骤 （1）首先要对所确定的研究对象作出受力情况、运动情况的分析，把题中所给的物理情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个联系力和运动的“桥梁”，结合运动学公式进行求解。这是用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。 （2）由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。 ②根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）。 ③根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度。 ④结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。 （3）由物体的运动情况求解物体的受力情况 解决这类问题的基本思路是解决第一类问题的逆过程，具体步骤与上面所讲的相似，但需特别注意：①由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合力的方向，不能将速度的方向与加速度的方向混淆。②题目中求的力可能是合力，也可能是某一特定的作用力，即使是后一种情况，也必须先求出合力的大小和方向，再根据力的合成与分解知识求各个分力。 4、连接体问题 ? （1）连接体与隔离体：两个或两个以上物体相连接组成的物体系统称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体。 ? （2）外力和内力：一个物体系统受到的系统之外的作用力叫做该系统受到的外力。而系统内各物体间的相互作用力叫内力。需要强调的是牛顿第二定律方程中的力应是研究对象所受的合外力。一个力是内力还是外力要根据研究对象而定。 ? （3）连接体问题的处理方法 ①整体法：把整个连接体系统看做一个研究对象（或质点），根据整体所受的外力，运用牛顿第二定律的运动学公式列方程求解。此方法适用于系统中的各物体加速度相同、不需要求内力的情况，其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力。 ②隔离法：把系统中某物体（或某一部分）隔离出来作为一个单独的研究对象，对其进行受力分析、列方程求解。此方法对于系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用。隔离法的优点在于：它将系统内物体间相互作用的内力转化成了某研究对象的外力，可由此求出系统内物体间的相互作用力。 ［例题1］如图1所示，两个质量相同的物体A和B紧靠在一起，放在光滑的水平面上，如果它们分别受到的水平推力，而且，则A施于B的作用力大小为（??? ）。 A. ?????????????????? B. ?????????????????? C. ???? D. 解析：物体A和B加速度相同，求它们之间的相互作用力，采取先整体后隔离的方法，先求出它们的共同加速度，然后再选取A或B为研究对象，求出它们之间的相互作用力。 选取A和B整体为研究对象，共同加速度为 再选取物体B为研究对象，受力分析如图2所示，根据牛顿第二定律，得 点评：此题也可以对物体A进行隔离。