物理牛三定律復(fù)習(xí)

第三節(jié)牛頓第二定律知識(shí)結(jié)構(gòu)一、牛頓第二定律理解要點(diǎn)：

內(nèi)容：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma。同體性加速度、合外力和質(zhì)量是對(duì)應(yīng)于同一個(gè)物體的，所以分析問題時(shí)一定要確定好研究對(duì)象，把研究對(duì)象全過程的受力情況都搞清楚因果性 只要物體所受合力不為0(無論合力多么小)，物體就會(huì)獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因．物體的加速度是力這一外因和質(zhì)量這一內(nèi)因共同的結(jié)果矢量性

F＝ma是矢量式，加速度與合外力都是矢量．物體的加速度的方向由它所受的合外力的方向決定，且總與合外力的方向相同(同向性)，而物體的速度方向與合外力的方向之間則沒有這種關(guān)系．應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向，凡是與正方向相同的力和加速度取正值，反之取負(fù)值，在一般情況下取加速度的方向?yàn)檎较蛩矔r(shí)性

牛頓第二定律表示的是力的瞬時(shí)作用規(guī)律．物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向決定的．當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí)，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，F(xiàn)＝ma對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的每一瞬時(shí)都成立．加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生(雖有因果關(guān)系，但卻不分先后)、同時(shí)變化、同時(shí)消失統(tǒng)一性牛頓第二定律是實(shí)驗(yàn)定律，通過實(shí)驗(yàn)得出F∝ma，寫成等式F＝kma，其中k為比例系數(shù)．為使k＝1，那么就有F＝ma.力、質(zhì)量、加速度的單位必須統(tǒng)一使用同一單位制(通常使用國際單位制)獨(dú)立性 作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速的矢量和，分力和加速度在各個(gè)方向上的分量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即：Fx＝max，F(xiàn)y＝may相對(duì)性 加速度a是相對(duì)于地面的(或相對(duì)于地面靜止和勻速運(yùn)動(dòng)的物體)，即相對(duì)于慣性參考系的，牛頓第二定律僅適用于慣性參考系局限性 牛頓第二定律中只能解決物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，不能解決物體的高速運(yùn)動(dòng)問題，只適用于宏觀物體，不適用于微觀粒子合外力、加速度、速度的關(guān)系只要有合力，不管速度是大還是小，或是0，都有加速度只有合力為0時(shí)加速度才能為0.一般情況下，合力與速度無必然的聯(lián)系，只有速度的變化率才與合力有必然的聯(lián)系．(4)合力與速度同向時(shí)，物體加速，反之減速．合力加速度速度變化加速度大小與速度大小無必然的聯(lián)系加速度的定義式與決定式有什么區(qū)別定義式加速度定義為速度變化量與所用時(shí)間的比值決定式揭示了加速度取決于物體所受的合力與物體的質(zhì)量

二、力的單位1．國際單位牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)為N．2．“牛頓”的定義使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫做1N，即1N＝1kg?m/s2【例1】下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾種說法，正確的是(

)A．物體所受合力的方向，就是物體運(yùn)動(dòng)的方向B．物體所受合力不為零時(shí)，其速度不可能為零C．物體所受合力不為零，則其加速度一定不為零D．物體所受合力變小時(shí)，物體一定做減速運(yùn)動(dòng)

C正交分解法解牛頓第二定律問題的基本方法．物體在受到三個(gè)或三個(gè)以上的力的作用時(shí)，一般都用正交分解法．表示方法∑Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…＝max∑Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…＝may為減少矢量的分解，在建立正交坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)使盡可能多的矢量落在兩個(gè)坐標(biāo)軸上，因此，確定x軸正方向有兩種方法．(1)分解力而不分解加速度：以加速度的方向?yàn)閤軸的正方向，垂直于加速度的方向?yàn)榱硪蛔鴺?biāo)軸的方向，建立正交坐標(biāo)系將物體所受的各個(gè)力分解到x軸和y軸上根據(jù)牛頓第二定律列方程組

∑Fx=ma∑Fy=0一般情況(2)分解加速度而不分解力：若物體受幾個(gè)相互垂直的力的作用，而加速度不在這兩個(gè)方向上，建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)使各個(gè)力都在坐標(biāo)軸上以某個(gè)力的方向?yàn)閤軸的正方向，使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上而分解加速度a，得ax和ay根據(jù)牛頓第二定律列方程組∑Fx＝max∑Fy＝may特殊情況1．當(dāng)物體只受兩個(gè)力的作用產(chǎn)生加速度時(shí)，一般采用平行四邊形定則求合力，合力方向就是加速度的方向2．當(dāng)物體受到兩個(gè)以上的力作用產(chǎn)生加速度時(shí)，一般采用正交分解法求解建立坐標(biāo)系的原則是讓盡可能多的矢量落在坐標(biāo)軸上根據(jù)具體情況可以分解力，也可以分解加速度．規(guī)律總結(jié)其中x軸方向的加速度分量a2＝acosθ，y軸方向的加速度分量a1＝asinθ.根據(jù)牛頓第二定律知：x軸方向：Ff＝ma2＝macosθ，y軸方向：FN－mg＝ma1＝mg＋macosθ.突變輕繩輕桿不可突變彈簧橡皮條彈力的突變與不可突變形變較大，消失需要一定的過程，在瞬時(shí)問題中，其彈力視為不變彈性繩答案：B利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行受力分析在一根輕繩下串聯(lián)著兩個(gè)質(zhì)量不同的小球,并把輕繩系在一輛車的頂端,其中上面的小球比下面的小球質(zhì)量大.當(dāng)兩個(gè)小球隨車沿水平向右方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),兩球的相對(duì)位置是圖中的哪一個(gè)()

A如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．設(shè)拔去銷釘M瞬間，小球加速度的大小為12m/s2．若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間，小球的加速度可能是（取g=10（）A．22m/s2，豎直向上 B．22m/s2，豎直向下C．2m/s2，豎直向上 D．2m/s2，豎直向下BC、如圖所示，如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是A．小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B．從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小D．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大CD如圖所示．彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住物體m．現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．如果物體受到的阻力恒定，則A．物體從A到O先加速后減速B．物體從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為零D．物體從A到O的過程加速度逐漸減小A【答案】

(1)2m/s2

4m

(2)5kg

0.1答案：(1)4N

(2)2m/s2

(3)0.4如圖所示，質(zhì)量分別為15kg和5kg的長(zhǎng)方形物體A和B靜止疊放在水平桌面上。A與桌面以及A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.1和μ2=0。6，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。問：（1）水平作用力F作用在B上至少多大時(shí)，A、B之間能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)？（2）當(dāng)F=30N或40N時(shí)，A、B加速度分別各為多少？

如圖，質(zhì)量為m1的木塊受到向右的拉力F的作用沿質(zhì)量為m2的長(zhǎng)木板上向右滑行，長(zhǎng)木板保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，則（

）A．木板受到地面的摩擦力大小一定為μ1m1gB．木板受到地面的摩擦力大小一定為μ2（m1g+m2g）C．若改變F大小，且滿足F＞μ2（m1g+m2g）時(shí)，木板便會(huì)開始運(yùn)動(dòng)D．無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng)AD質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩木塊疊放在光滑的水平面上,A與B的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,若要保持A和B相對(duì)靜止,則施于A的水平拉力F的最大值為多少?若要保持A和B相對(duì)靜止,施于B的水平拉力F的最大值為多少?若把A從B的上表面拉出,則施于A的水平拉力最小值為多少?如圖所示，小車沿水平地面向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)，固定在小車上的直桿與水平地面的夾角為θ，桿頂端固定有質(zhì)量為m的小球．當(dāng)小車的加速度逐漸增大時(shí)，桿對(duì)小球的作用力變化的受力圖（OO′為沿桿方向）是（）C如圖所示裝置中，重4N的物塊被平行于斜面的細(xì)線拴在斜面上端的小柱上，整個(gè)裝置保持靜止，斜面的傾角為30°，被固定在測(cè)力計(jì)上，如果物塊與斜面無間摩擦，裝置穩(wěn)定以后，當(dāng)細(xì)線被燒斷物塊下滑時(shí)，與稱定時(shí)比較，g=10m/s2，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)（）A.減小1N

B.增加4NC.增加3N

D.不變A如圖所示，傾角為θ的斜面體置于粗糙水平面上，已知斜面體的質(zhì)量為M，一質(zhì)量為m的物體正沿斜面加速下滑，且下滑過程中，斜面體保持靜止，若物體與斜面體間的摩擦因數(shù)為μ，則木塊下滑的過程中，地面對(duì)斜面體的支持力及斜面體受到的摩擦力是多大？如圖所示，有一塊木板靜止在光滑而且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板的質(zhì)量為M=4kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m，木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量m=1kg，其尺寸遠(yuǎn)小于L，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4．（g取10m/s2）(1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為使m能從M上滑落下來，問：F的大小范圍是多少？(2)其他條件不變，若恒力F=22.8N，且始終作用在M上，最終使得m能從M上滑落下來，問：m在M上滑動(dòng)的時(shí)間是多長(zhǎng)？長(zhǎng)為1.5m的長(zhǎng)木板B靜止放在水平冰面上，小物塊A以某一初速度從木板B的左端沖上長(zhǎng)木板B，直到A、B的速度達(dá)到相同，此時(shí)A、B的速度為0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm．若小物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)，它與長(zhǎng)木板B的質(zhì)量相同，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25．求：（取g=10m/s2）（1）木板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2．（2）小物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑行的距離．（3）為了保證小物塊不從木板的右端滑落，小物塊沖上長(zhǎng)木板的初速度可能是多少？如圖所示，質(zhì)量M=1.0kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，在長(zhǎng)木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20.現(xiàn)用水平橫力F=6.0N向右拉長(zhǎng)木板，使小滑塊與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，經(jīng)過t=1.0s撤去力F.小滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中始終沒有從長(zhǎng)木板上掉下.求:（1）撤去力F時(shí)小滑塊和長(zhǎng)木板的速度個(gè)是多大；（2）運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長(zhǎng)木板右端的最大距離是多大？如圖所示，薄板A長(zhǎng)L＝5m，其質(zhì)量M＝5kg，放在水平桌面上，板右端與桌邊相齊．在A上距右端s＝3m處放一物體B(大小可忽略，即可看成質(zhì)點(diǎn))，其質(zhì)量m＝2kg．已知A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，A與桌面間和B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2＝0.2，原來系統(tǒng)靜止．現(xiàn)在在板的右端施一大小一定的水平力F持續(xù)作用在A上直到將A從B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右邊緣．g取10m/s2，求：（1）B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（2）力F的大小．如圖所示，質(zhì)量為m=5kg的長(zhǎng)木板放在水平地面上，在木板的最右端放一質(zhì)量也為m=5kg的物塊A．木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2．現(xiàn)用一水平力F=60N作用在木板上，使木板由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t=1s，撤去拉力．設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力（g取10m/s2）求：（1）拉力撤去時(shí)，木板的速度大小．（2）要使物塊不從木板上掉下，木板的長(zhǎng)度至少多大（3）在滿足（2）的條件下，物塊最終將停在距板右端多遠(yuǎn)處一平板車的質(zhì)量M=100kg，停在水平路面上，一質(zhì)量m=50kg的物塊置于車的平板上，它到車尾端的距離b=1.00m，與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，如圖所示。今對(duì)平板車施一水平方向的恒力，使車向右行駛，結(jié)果物塊從車板上滑落，物塊剛離開車板的時(shí)刻，車向前行駛的距離s0=2.0m，不計(jì)路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦，取g=10m/s2，求：

（1）物塊沒有離開平板車時(shí)物塊的加速度;(2)物塊剛要離開平板車時(shí)，物塊和平板車的速度;

如圖所示，傳送帶的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng)，傳動(dòng)速率為v，在其左端無初速釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可能是：（）ACD如圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度v1沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端有一個(gè)與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定速率v2沿直線向左滑向傳送帶后，經(jīng)過一段時(shí)間又返回光滑水平面，速率為v/2，則下列說法中正確的是（

）A、只有v1=v2時(shí)，才有v/2＝v1B、若v1＞v2時(shí)，則v/2＝v2C、若v1＜v2時(shí)，則v/2＝v1；

D、不管v2多大，總有v/2=v2；BC傳送帶靜止時(shí)，其上有一木塊M從靜止開始勻加速下滑，如圖所示，滑到AB中點(diǎn)時(shí)，傳送帶開始向上勻速運(yùn)動(dòng)，則木塊從A滑到B所需時(shí)間t1，與傳送帶靜止時(shí)，木塊從A滑到B所用時(shí)間t2比較（）A．t1<t2B.t1>t2C.t1=t2D.無法判斷C如圖所示，有一水平放置的的皮帶輸送機(jī)以v=4m/s的速度沿順時(shí)針方向運(yùn)行。有一物體以v0=8m/s的初速度從皮帶輸送機(jī)的右端沿皮帶水平向左滑動(dòng)，若物體與皮帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，并取g=10m/s2，求：（1）要使物體回到出發(fā)點(diǎn)，輸送機(jī)的長(zhǎng)度至少為多少？（2）若輸送帶足夠長(zhǎng)，物體從開始運(yùn)動(dòng)到回到出發(fā)點(diǎn)所用時(shí)間。(1)x=8m(2)t=4.5s如圖所示，傳送帶與水平面傾角為37°，以10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自傳送帶上端A處輕輕放一質(zhì)量為0.5kg的物塊，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。若兩輪間傳送帶的長(zhǎng)度是16m，求:（1）物塊從傳送帶上端A運(yùn)動(dòng)到下端B所需的時(shí)間；（2）物塊到B處時(shí)的速率；(3)若轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，物體從A到B的時(shí)間(1)a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2

a2=gsinθ-μgcosθ=2m/s2

t=2s(2)v=12m/s（3）t=4s平直的傳送帶以速率v=2m/s勻速運(yùn)行，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A、B相距L=10m．從A處把工件輕輕放到傳送帶上，經(jīng)過時(shí)間t=6s能傳送到B處．如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，工件能較快地從A處傳送到B處．要讓工件用最短時(shí)間從A處傳送到B處，說明并計(jì)算傳送帶的運(yùn)行速率至至少應(yīng)多大？如圖所示為貨場(chǎng)使用的傳送帶的模型，傳送帶傾斜放置，與水平面夾角為θ=37°，傳送帶AB長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，傳送皮帶輪以大小為υ=2m/s的恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一包貨物以υ0=12m/s的初速度從A端滑上傾斜傳送帶，若貨物與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，且可將貨物視為質(zhì)點(diǎn)。⑴求貨物剛滑上傳送帶時(shí)加速度為多大？⑵當(dāng)貨物的速度和傳送帶的速度相同時(shí)用了多少時(shí)間？這時(shí)貨物相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)？⑶從貨物滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，貨物再次滑回A端共用了多少時(shí)間？（g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8)(1)a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2

(2)t1=1s,x1=7m

如圖所示,有一水平傳送帶勻速向左運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻將一質(zhì)量為m的小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)