高中物理必修一牛顿第二定律应用.doc
牛顿运动定律应用的几种常见题型
一、牛顿运动定律的两类根本应用
1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型〔两类动力学根本问题〕：
〔1〕物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．
牛顿第二定律加速度
牛顿第二定律
加速度a
运动学公式
运动情况
第一类问题
受力情况
加速度a
另一类问题
牛顿第二定律
运动学公式
两类动力学根本问题的解题思路如图解：
可见，不管求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。
我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，物体做匀变速直线运动，故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，如
2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤
〔1〕认真分析题意，明确条件和所求量，搞清所求问题的类型.
〔2〕选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.
〔3〕分析研究对象的受力情况和运动情况.
〔4〕当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定那么求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.
〔5〕根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.
〔6〕求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.
例1、如下图，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．〔g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8〕
〔1〕求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．
〔2〕求悬线对球的拉力．
例2、一斜面AB长为10m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体〔大小不计〕从斜面顶端A点由静止开始下滑，如下图〔g取10m/s2〕
〔1〕假设斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间．〔2〕假设给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面匀速下滑，那么小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?
例3、如图4－3－7所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来．如果人和滑板的总质量m＝60kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡的倾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？
(2)假设由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L＝20.0m，那么人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？
二、物体的瞬时状态
1．在动力学问题中，物体受力情况在某些时候会发生突变，根据牛顿第二定律的瞬时性，物体受力发生突变时，物体的加速度也会发生突变，突变时刻物体的状态称为瞬时状态，动力学中常常需要对瞬时状态的加速度进行分析求解。
2.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种根本模型的建立。
〔1〕钢性绳(或接触面)：认为是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体，假设剪断〔或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。
(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变。
例4、如下图，质量分别为mA和mB的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细绳悬挂起来，两球均处于静止状态．如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度各是多少？
拓展探究(1)例题中将A、B间的弹簧换成细线，如图甲所示，剪断悬挂A球的细线的瞬间，A、B的加速度分别为多大？
(2)在例题中，将A、B之间的轻弹簧与悬挂A球的细绳交换位置，如图乙所示，如果把A、B之间的细绳剪断那么A、B两球的瞬时加速度各是多少？
图25例5、如图25所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩。在压缩的全过程中，弹簧均为弹性形变，那么当弹簧的压缩量最大时
图25
A．球所受合力最大，但不一定大于重力值
B．球的加速度最大，且一定大于重力加速度值
C．球的加速度最大，有可能小于重力加速度值
D．球所受弹力最大，且一定大于重力值。
三、简单的连接体
两个或两个以上物体连在一起就是常说的连接体。这一组物体一般具有相同的速度和加速度，但也可以有不同的速度和加速度。
处理方法：整体法与隔