高中物理中用牛顿定律解决实际方法怎么学
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发布时间：2022-04-24 04:02
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时间：2023-10-26 13:54
知识要点
1.牛顿定律解题步骤.
应用牛顿定律解题的步骤是:①确定研究对象；②受力分析和运动情况分析；③用合成或分解作等效简化；④分段列牛顿定律方程；⑤选择适当公式列运动学方程；⑥解方程并判断解的合理性.
例1在车厢内用倾斜绳A和水平绳B同系一个小球，车厢向右作加速运动，两绳的拉力大小分别为TA和TB.现使车厢向右作加速运动的加速度增大，则两绳拉力大小的变化情况是 ( )
A.TA变小. B.TA不变. C.TB变大. D.TB不变.
解析取小球为研究对象，受到重力G、两绳拉力TA和TB作用，三力以上作用时常采用分解的方法，将TA分解成TA1和TA2，则有:
TA1＝G和TB－TA2＝ma.由前式可知TA1，和a无关，所以TA也和a无关，则TA2与a无关.由后式可知当a增大时TB必增大，故应选B和C.
2.超重和失重.
当物体有竖直向上的加速度时，就出现超重现象；当物体有竖直向下的加速度时，就出现失重现象.但这里的超重和失重都是指的“视重”，物体所受重力是不变的，只是这时如果用弹簧秤去测量，会发现示数偏大或偏小了.
例2一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中，磅秤上的示数将 ( )
A.先减小后增大最后复原. B.先增大后减小最后复原.
C.先减小后复原. D.先增大后复原.
解析人下蹲的整个过程应是先加速向下，再减速向下运动，最后又静止，所以先有向下的加速度，再有向上的加速度，最后加速度为零.那么，先是失重，然后是超重，最后示数又等于重力，故应选A.
疑难解析
例3 升降机以加速度a加速下降，升降机内有一倾角为α的粗糙斜面，质量为m的物体与斜面相对静止，则斜面对物体的支持力大小为 ( )
A.m(g－a)cosθ. B.mgcosθ.
C.m(g+a)cosθ. D.mgcosθ+masinθ.
解析 物体受到重力G、支持力N和摩擦力厂作用，先将N和厂合成为斜面对物体的总作用力F，则
mg－F＝ma.
所以斜面对物体的总作用力F＝m(g－a).
则斜面对物体的支持力N＝Fcosθ＝(g－a)cosθ.故应选A.
注意:本题也可以把N分解成竖直向上的分力和水平向左的分力，把f分解成竖直向上的分力和水平向右的分力，然后水平方向(合力为零)、竖直方向用牛顿定律列方程解方程组.
方法指导
1.整体法和隔离法.
与平衡问题一样，在不涉及相互作用力时，首先考虑整体法，在两物体的加速度不同时仍能应用整体法解.
例4 质量为M＝10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数μ＝0.02，在木楔的倾角θ＝30°的斜面上，有一质量m＝1kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s＝1.4m时，其速度v＝1.4m/s，在这过程中木楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.
解析 取斜面和物体为整体，受到重力(M+m)g、支持力N和摩擦力厂作用，将加速度分解成水平向左的a1，和竖直向下的a2，则对水平方向有
f＝ma1＝macosθ＝0.61N.
注意:这里斜面体没有加速度，所以质量只用m，而不是(M+m).
2.弹力和静摩擦力的计算方法.
弹力和静摩擦力又称被动力，它们由其他外力及运动情况决定的.所以一般都先把其他外力分析好，再考虑弹力或静摩擦力；然后再看运动情况，加速运动的由牛顿定律列方程，静止或匀速运动的列共点力平衡方程.
例5 两重叠在一起的滑块，置于固定的倾角为θ的斜面上，滑块A、B质量为M和m，A与斜面间滑动摩擦系数为μ1，，A与B间的滑动摩擦系数为μ2.已知两滑块都从静止开始以相同加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力 ( )
A.沿斜面向上，大小为μ1mgcosθ. B.沿斜面向上，大小为μ2mgcosθ.
C.沿斜面向下，大小为μ1mgcosθ. D.沿斜面向下，大小为μ2mgcosθ.
解析 物体B受到重力G、支持力N和静摩擦力厂的作用，B与A一起沿斜面加速下滑，其加速度大小为gsinθ－μ1gcosθ，方向沿斜面向下.先将重力分解，设静摩擦力沿斜面向上，则由牛顿定律得
Mgsinθ－f＝ma.
所以摩擦力为
f＝mgsinθ－ma＝mgsinθ－m(gsinθ－μlgcosθ)＝μlmgcosθ.
解得结果为正，证明所设方向是正确的，故应选A.
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时间：2023-10-26 13:54
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知识要点
1.牛顿定律解题步骤.
应用牛顿定律解题的步骤是:①确定研究对象；②受力分析和运动情况分析；③用合成或分解作等效简化；④分段列牛顿定律方程；⑤选择适当公式列运动学方程；⑥解方程并判断解的合理性.
例1在车厢内用倾斜绳A和水平绳B同系一个小球，车厢向右作加速运动，两绳的拉力大小分别为TA和TB.现使车厢向右作加速运动的加速度增大，则两绳拉力大小的变化情况是 ( )
A.TA变小. B.TA不变. C.TB变大. D.TB不变.
解析取小球为研究对象，受到重力G、两绳拉力TA和TB作用，三力以上作用时常采用分解的方法，将TA分解成TA1和TA2，则有:
TA1＝G和TB－TA2＝ma.由前式可知TA1，和a无关，所以TA也和a无关，则TA2与a无关.由后式可知当a增大时TB必增大，故应选B和C.
2.超重和失重.
当物体有竖直向上的加速度时，就出现超重现象；当物体有竖直向下的加速度时，就出现失重现象.但这里的超重和失重都是指的“视重”，物体所受重力是不变的，只是这时如果用弹簧秤去测量，会发现示数偏大或偏小了.
例2一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中，磅秤上的示数将 ( )
A.先减小后增大最后复原. B.先增大后减小最后复原.
C.先减小后复原. D.先增大后复原.
解析人下蹲的整个过程应是先加速向下，再减速向下运动，最后又静止，所以先有向下的加速度，再有向上的加速度，最后加速度为零.那么，先是失重，然后是超重，最后示数又等于重力，故应选A.
疑难解析
例3 升降机以加速度a加速下降，升降机内有一倾角为α的粗糙斜面，质量为m的物体与斜面相对静止，则斜面对物体的支持力大小为 ( )
A.m(g－a)cosθ. B.mgcosθ.
C.m(g+a)cosθ. D.mgcosθ+masinθ.
解析 物体受到重力G、支持力N和摩擦力厂作用，先将N和厂合成为斜面对物体的总作用力F，则
mg－F＝ma.
所以斜面对物体的总作用力F＝m(g－a).
则斜面对物体的支持力N＝Fcosθ＝(g－a)cosθ.故应选A.
注意:本题也可以把N分解成竖直向上的分力和水平向左的分力，把f分解成竖直向上的分力和水平向右的分力，然后水平方向(合力为零)、竖直方向用牛顿定律列方程解方程组.
方法指导
1.整体法和隔离法.
与平衡问题一样，在不涉及相互作用力时，首先考虑整体法，在两物体的加速度不同时仍能应用整体法解.
例4 质量为M＝10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数μ＝0.02，在木楔的倾角θ＝30°的斜面上，有一质量m＝1kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s＝1.4m时，其速度v＝1.4m/s，在这过程中木楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.
解析 取斜面和物体为整体，受到重力(M+m)g、支持力N和摩擦力厂作用，将加速度分解成水平向左的a1，和竖直向下的a2，则对水平方向有
f＝ma1＝macosθ＝0.61N.
注意:这里斜面体没有加速度，所以质量只用m，而不是(M+m).
2.弹力和静摩擦力的计算方法.
弹力和静摩擦力又称被动力，它们由其他外力及运动情况决定的.所以一般都先把其他外力分析好，再考虑弹力或静摩擦力；然后再看运动情况，加速运动的由牛顿定律列方程，静止或匀速运动的列共点力平衡方程.
例5 两重叠在一起的滑块，置于固定的倾角为θ的斜面上，滑块A、B质量为M和m，A与斜面间滑动摩擦系数为μ1，，A与B间的滑动摩擦系数为μ2.已知两滑块都从静止开始以相同加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力 ( )
A.沿斜面向上，大小为μ1mgcosθ. B.沿斜面向上，大小为μ2mgcosθ.
C.沿斜面向下，大小为μ1mgcosθ. D.沿斜面向下，大小为μ2mgcosθ.
解析 物体B受到重力G、支持力N和静摩擦力厂的作用，B与A一起沿斜面加速下滑，其加速度大小为gsinθ－μ1gcosθ，方向沿斜面向下.先将重力分解，设静摩擦力沿斜面向上，则由牛顿定律得
Mgsinθ－f＝ma.
所以摩擦力为
f＝mgsinθ－ma＝mgsinθ－m(gsinθ－μlgcosθ)＝μlmgcosθ.
解得结果为正，证明所设方向是正确的，故应选A.
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