01 物理競(jìng)賽輔導(dǎo)資料04 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、授課教師陳廣誠(chéng)1物理競(jìng)賽輔導(dǎo)資料：牛頓運(yùn)動(dòng)定律物理競(jìng)賽輔導(dǎo)資料：牛頓運(yùn)動(dòng)定律物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)的命題年年都有，既有對(duì)本章知識(shí)的單獨(dú)命題。也有與其他知識(shí)的綜合命題，且以各種題型出現(xiàn)。從近年高考對(duì)本章的命題及高考加強(qiáng)對(duì)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

2、等的一些實(shí)例，在實(shí)例中讓考生抽象出物理模型，再用物理模型的知識(shí)及規(guī)律最后解決問題。無(wú)論題的形式怎樣，萬(wàn)變不離其宗，無(wú)論何時(shí)，基本知識(shí)、基本方法還是要牢牢掌握。高考對(duì)本章的考查主要從以下幾個(gè)方面：高考對(duì)本章的考查主要從以下幾個(gè)方面：⑴能運(yùn)用隔離法或整體法求解簡(jiǎn)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(huì)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析解決問題。第一節(jié)第一節(jié)牛頓第二定律牛頓第二定律牛頓第二定律是動(dòng)力

3、學(xué)的核心定律。牛頓第二定律具有五性：①瞬時(shí)性(力的作用與加速度的產(chǎn)生是同時(shí)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(gè)力都要各自產(chǎn)生一個(gè)加速度，物體的實(shí)際加速度是每個(gè)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(duì)象的三個(gè)不同的物理量)。牛頓第二定律不僅對(duì)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)適用，對(duì)質(zhì)點(diǎn)組或幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)的組合體也適用，并且有時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)組運(yùn)用牛頓第二定律要比逐個(gè)對(duì)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)用

4、牛頓第二定律解題要簡(jiǎn)便許多，可以省去一些中間環(huán)節(jié)，大大提高解題速度和減少錯(cuò)誤的發(fā)生。對(duì)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(duì)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(shí)，只有同時(shí)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

5、力物體的力是不存在的，這樣的力千萬(wàn)不要作為一個(gè)獨(dú)立的力畫在受力圖上。牛頓第二定律的題型主要有：?jiǎn)为?dú)以牛頓第二定律命題的題型、結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)命題的題型和連接體題型。此外，牛頓第二定律有時(shí)也與熱學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)相結(jié)合，這在以后的相關(guān)知識(shí)中會(huì)講述?！纠}透析】【例題透析】㈠以純牛頓第二定律命題題型㈠以純牛頓第二定律命題題型〖例〖例1〗(1999(1999年上海高考年上海高考)如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和

6、兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘根彈簧，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，固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)拔去銷釘小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)拔去銷釘N瞬間，小球加速度的大小為瞬間，小球加速度的大小為1212msms2。若不。若不拔去銷釘拔去銷釘M而拔去銷釘而拔去銷釘N瞬間，小球的加速度可能是：瞬間，小球的加速度可能是：(取g=10g=10msms2)A.22ms2，豎直向上B.22ms2，豎直向下

7、授課教師陳廣誠(chéng)3〖命題意圖〗〖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(dòng)的規(guī)律。在能力上考查分析綜合能力，應(yīng)用知識(shí)解題能力?！冀忸}思路〗〖解題思路〗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(duì)小球的支持力為N，摩擦力為f沿桿方向：mafsinmgcosF?????垂直于桿方向：0?????cosmgsinFN又Nf??聯(lián)立得：gsingmFgmfsinmgcosFa4322?????

8、????????????又所以：221ats?gst38?〖探討評(píng)價(jià)〗〖探討評(píng)價(jià)〗解本題第⑴問時(shí)，球受到的支持力等于其重力，在第⑵問時(shí)，支持力不再等于其重力。這一點(diǎn)一定認(rèn)識(shí)到。另外，還要避免在斜面上的物體受到的支持力絕對(duì)都等于mgcosθ的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。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)用滑動(dòng)摩擦定律時(shí)，常見的錯(cuò)誤是N的求解問題，N的求法NF??就要依據(jù)上面提到的理論求解，絕不要憑感覺、經(jīng)驗(yàn)行

9、事，否則就會(huì)失誤。㈢連接體問題㈢連接體問題〖例〖例4〗(1998(1998年全國(guó)高考年全國(guó)高考)如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊的物塊A與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m的物塊的物塊B與地面的與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在已知水平推力，在已知水平推力F的作用下，的作用下，A、B做加速做加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，A對(duì)B的作用力為的作用力為?！济}意圖〗〖命題意圖〗考查牛頓第二定律、牛頓第三定律、

10、隔離體法、受力分析。考查學(xué)生運(yùn)用物理基礎(chǔ)知識(shí)分析和解決問題的能力?！冀忸}思路〗〖解題思路〗A、B整體在水平方向受力如圖所示。由牛頓第二定律，有：…………①mamgF3???A物體在水平方向受力如圖所示。由牛頓第二定律有：FT=2ma………②解①②式得：??mgFT?231??〖探討評(píng)價(jià)〗〖探討評(píng)價(jià)〗本題可以利用兩次隔離體法分析，也可像上面利用一次整體法和一次隔離法分析，無(wú)論采用哪種分析方法，解題必須用兩次牛頓第二定律列方程才能求解?！祭?/p>

11、〖例5〗如圖，質(zhì)量為〗如圖，質(zhì)量為m1的物塊的物塊A沿質(zhì)量為沿質(zhì)量為m3的光滑直角的光滑直角三角形斜面下滑，質(zhì)量為三角形斜面下滑，質(zhì)量為m2的物體的物體B上升，斜面與水平面成α上升，斜面與水平面成α角，若滑輪與繩的質(zhì)量及一切摩擦均不計(jì)，求斜面作用于地面角，若滑輪與繩的質(zhì)量及一切摩擦均不計(jì)，求斜面作用于地面凸出部分的壓力。凸出部分的壓力?！济}意圖〗〖命題意圖〗考查受力分析、牛頓第二定律、物體的平衡條件，考查運(yùn)用物理知識(shí)解決較復(fù)雜問題的能