專題三 牛頓運(yùn)動定律

1、1專題專題三牛頓運(yùn)動定律定律物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)之外的其他狀態(tài)都稱為非平衡態(tài)。處在非平衡態(tài)的物體受到的外力的合力不為零，物體具有加速度。加速度與合力的關(guān)系遵守牛頓第二定律。關(guān)于本章知識的命題年年都有，既有對本章知識的單獨(dú)命題。也有與其他知識的綜合命題，且以各種題型出現(xiàn)。從近年高考對本章的命題及高考加強(qiáng)對能力的考查考慮，本章的命題傾向于應(yīng)用型、能力型，即在命題中增加些結(jié)合生產(chǎn)、生活等的一些實(shí)例，在實(shí)例中讓考生抽象出物理模型，再用

2、物理模型的知識及規(guī)律最后解決問題。無論題的形式怎樣，萬變不離其宗，無論何時，基本知識、基本方法還是要牢牢掌握。高考高考對本章的考本章的考查主要從以下幾個方面：主要從以下幾個方面：⑴能運(yùn)用隔離法或整體法求解簡單的連接體問題。⑵能在正交的方向上應(yīng)用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡的條件建立方程。⑶會綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律分析解決問題。第一第一節(jié)牛頓第二定律第二定律牛頓第二定律是動力學(xué)的核心定律。牛頓第二定律具有五性：①瞬時性(力的作用與加

3、速度的產(chǎn)生是同時的)；②矢量性(加速度的方向與合外力方向相同)；③獨(dú)立性(物體受到的每個力都要各自產(chǎn)生一個加速度，物體的實(shí)際加速度是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和)；④因果性(合外力為“因”，加速度為“果”)；⑤同一性(F、m和a屬同一研究對象的三個不同的物理量)。牛頓第二定律不僅對單個質(zhì)點(diǎn)適用，對質(zhì)點(diǎn)組或幾個質(zhì)點(diǎn)的組合體也適用，并且有時對質(zhì)點(diǎn)組運(yùn)用牛頓第二定律要比逐個對單個質(zhì)點(diǎn)運(yùn)用牛頓第二定律解題要簡便許多，可以省去一些中間環(huán)節(jié)，大大提高

4、解題速度和減少錯誤的發(fā)生。對質(zhì)點(diǎn)組運(yùn)用牛頓第二定律的表達(dá)式為：nnamamamamF???????332211于即質(zhì)點(diǎn)組受到的合外力(質(zhì)點(diǎn)組以外的物體對質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)的物體的作用力的合力)等于質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)各物體的質(zhì)量與其加速度乘積的矢量和。應(yīng)用牛頓第二定律解題的關(guān)鍵是受力分析，正確的受力分析是正確求解的前提。受力分析時，只有同時能找到施力物體和受力物體的力才是存在的，只找到受力物體找不到施力物體的力是不存在的，這樣的力千萬不要作為一個獨(dú)立的力畫在

5、受力圖上。牛頓第二定律的題型主要有：單獨(dú)以牛頓第二定律命題的題型、結(jié)合運(yùn)動學(xué)命題的題型和連接體題型。此外，牛頓第二定律有時也與熱學(xué)、電磁學(xué)知識相結(jié)3〖解題思路思路〗〖解法解法1〗用運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律解在反應(yīng)時間內(nèi)，汽車運(yùn)動的距離：…………①設(shè)剎車時汽車的加速度大小為a，汽車的質(zhì)量為m則由牛頓第二定律得：f=ma…………②自剎車到停下，汽車運(yùn)動的距離：…………③avs222?所求距離：…………④21sss??由以上各式得：m.s21

6、061??〖解法解法2〗用運(yùn)動學(xué)公式和動能定理解(略)〖例3〗(2000年上海高考年上海高考)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中可室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的風(fēng)力。力?，F(xiàn)將一套有小球的將一套有小球的細(xì)直桿放入直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室。小球孔徑略大于室。小球孔徑略大于細(xì)桿直徑。桿直徑。⑴當(dāng)桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小。使小球在桿上做勻速運(yùn)動。這時小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的滑動摩擦因數(shù)。⑵保持小

7、球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為370并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時間為多少？(sin370=0.6，cos370=0.8)〖命題意圖〗考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡、牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。在能力上考查分析綜合能力，應(yīng)用知識解題能力?！冀忸}思路思路〗⑴設(shè)小球所受風(fēng)力為F，小球質(zhì)量為m，F(xiàn)=μmg50.mgF????⑵設(shè)桿對小球的支持力為N，摩擦力為f沿桿方向：mafsinmgcosF?????垂直于桿方

8、向：0?????cosmgsinFN又Nf??聯(lián)立得：gsingmFgmfsinmgcosFa4322?????????????????又所以：221ats?gst38?〖探討評討評價〗解本題第⑴問時，球受到的支持力等于其重力，在第⑵問時，支持力不再等于其重力。這一點(diǎn)一定認(rèn)識到。另外，還要避免在斜面上的物體受到的支持力絕對都等于mgcosθ的錯誤認(rèn)識。求支持力的大小。一定要根據(jù)在垂直接觸面方向上的牛頓第二定律或力的平衡方程求得。在應(yīng)用滑