高中物理牛顿第二定律经典例题.pdf

牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下， 落在直立于地面的轻弹簧上， 如图 3-2 所示， 在 A 点物体开始与弹簧接触，到 B 点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下 说法正确的是： A 、物体从 A 下降和到 B 的过程中，速率不断变小 B、物体从 B 上升到 A 的过程中，速率不断变大 C、物体从 A 下降 B ，以及从 B 上升到 A 的过程中，速 率都是先增大，后减小 D、物体在 B 点时，所受合力为零 【解析】本题主要研究 a 与 F 合 的对应关系， 弹簧这种特 殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物 体正确的受力分析，是解决本题的关键，找出 AB 之间的 C 位置，此时 F 合 =0， 由 A →C 的过程中， 由 mgkx1 ，得 a=g-kx1/m ，物体做 a 减小的变加速直线运动。 在 C 位 置 mg=kx c,a=0 ， 物 体 速 度 达 最 大 。 由 C → B 的 过 程 中 ， 由 于 mgkx2,a=kx2/m-g ，物体做 a 增加的减速直线运动。同理，当物体从 B→A 时， 可以分析 B→C 做加速度度越来越小的变加速直线运动；从 C→A 做加速度越来 越大的减速直线运动。 C 正确。 例 2 如图 3-10 所示，在原来静止的木箱内，放有 A 物 体，A 被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现 A 被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是 A 、加速下降 B、减速上升肥 C、匀速向右运动 D、 加速向左运动 【解析】木箱未运动前， A 物体处于受力平衡状态，受 力情况为：重力 mg，箱底的支持力 N ，弹簧拉力 F 和 最大的静摩擦力 fm （向左）由平衡条件知： N=mg F=f m。 由于发现 A 弹簧向右拉动（已知） ，可能有两种原因，一种是由 A 向右被拉 动推知， Ffm ′，（新情况下的最大静摩擦力），可见 fmfm ′即是最大静摩擦力 减小了，由 f m= μN 知正压力 N 减小了，即发生了失重现象，故物体运动的加速 度必然竖直向下，所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升，故 A 、B 正 确。另一种原因是木箱向左加速运动，由于惯性原因，木块必然向中滑动，故 D 正确。 综合上述，正确答案应为 A 、B、D 。 【例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 3-12 所示，小球在这三个力作用 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， 小球仅受重力和拉 力两个力作用。 由于加速度 a=2g 时，小球的受力情况未确定，因此可先找出使 N=0 时的临 界加速度，然后将它与题设加速