高一物理牛頓運動定律的解題技巧

牛頓運動定律的綜合應(yīng)用一、臨界問題在運用牛頓運動定律解動力學(xué)問題時，常常討論相互作用的物體是否會發(fā)生相對滑動，相互接觸的物體是否會發(fā)生分離等等，這類問題就是臨界問題。解決臨界問題的基本思路1分析臨界狀態(tài)一般采用極端分析法，即把問題中的物理量推向極值，就會暴露出物理過程，常見的有A發(fā)生相對滑動；B繩子繃直；C與接觸面脫離。 所謂臨界狀態(tài)一般是即將要發(fā)生質(zhì)變時的狀態(tài)，也是未發(fā)生質(zhì)變時的狀態(tài)。此時物體所處的運動狀態(tài)常見的有：A平衡狀態(tài)；B勻變速運動；C圓周運動等。2找出臨界條件（1）相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)最大值；（2）繩子松弛的臨界條件是繩中拉力為零；（3）相互接觸的兩個物體將要脫離的臨界條件是相互作用的彈力為零。3列出狀態(tài)方程將臨界條件代到狀態(tài)方程中，得出臨界條件下的狀態(tài)方程。4聯(lián)立方程求解有些臨界問題單獨臨界條件下的狀態(tài)方程不能解決問題，則需結(jié)合其他規(guī)律聯(lián)立方程求解。1、 如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物塊放在傾角為=37的斜面體上，斜面質(zhì)量為M=1kg，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)為 = 0.2，地面光滑，現(xiàn)對斜面體施一水平推力F，要使物體m相對斜面靜止，試確定推力F的取值范圍。（g取10m/s2）2、一斜面放在水平地面上，傾角為=53，一個質(zhì)量為0.2 kg的小球用細(xì)繩吊在斜面頂端，如圖所示斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行不計斜面與水平面間的摩擦，當(dāng)斜面以10 m/s2的加速度向右運動時，求細(xì)繩的拉力及斜面對小球的彈力。(g取10 m/s2)3、如圖所示，兩個質(zhì)量都為m的滑塊A和B，緊挨著并排放在水平桌面上，A、B間的接觸面垂直于圖中紙面與水平面成角，所有接觸面都光滑無摩擦，現(xiàn)用一個水平推力作用于滑塊A，使A、B一起向右做加速運動。求：（1）要使A、B間不發(fā)生相對滑動，它們共同向右運動的最大加速度是多大？（2）要使A、B間不發(fā)生相對滑動，水平推力的大小應(yīng)在什么范圍內(nèi)？二、滑塊-木板模型的動力學(xué)分析1、如圖1所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的物塊A和木板B，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運動，求拉力F的最大值。變式1.若拉力F作用在A上呢？如圖2所示。變式2.在變式1的基礎(chǔ)上再改為：B與水平面間的動摩擦因數(shù)為（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），使A、B以同一加速度運動，求拉力F的最大值。3、如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA6 kg，mB2 kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)0.2，開始時F10 N，此后逐漸增加，在增大到45 N的過程中，則( ) A當(dāng)拉力F12N時，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B兩物體開始沒有相對運動，當(dāng)拉力超過12N時，開始相對滑動C兩物體間從受力開始就有相對運動D兩物體間始終沒有相對運動4、如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平面上，在小車右端加一水平恒力F，F(xiàn)=8N，當(dāng)小車速度達(dá)到1.5m/s時，在小車的前端輕輕放上一大小不計、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車間的動摩擦因數(shù)=0.2，小車足夠長，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=1.5s通過的位移大小。（g取10m/s2）5、如圖所示，質(zhì)量M=1.0kg的長木板靜止在光滑水平面上，在長木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點），小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)=0.20?，F(xiàn)用水平恒力F=6.0N向右拉長木板，使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動，經(jīng)過t=1.0s撤去力F。小滑塊在運動過程中始終沒有從長木板上掉下。求：（1）撤去力F時小滑塊和長木板的速度各是多大？（2）小滑塊相對長木板靜止時，小滑塊相對地面運動的總位移。從以上幾例我們可以看到，無論物體的運動情景如何復(fù)雜，這類問題的解答有一個基本技巧和方法：在物體運動的每一個過程中，若兩個物體的初速度不同，則兩物體必然相對滑動；若兩個物體的初速度相同（包括初速為0），則要先判定兩個物體是否發(fā)生相對滑動，其方法是求出不受外力F作用的那個物體的最大臨界加速度并用假設(shè)法求出在外力F作用下整體的加速度，比較二者的大小即可得出結(jié)論。滑塊-木板模型分析的基本方法：（1）畫好兩個圖：滑塊和木板受力圖，運動過程的示意圖；（2）明確兩個關(guān)系：滑塊和木板間摩擦力的關(guān)系及它們間