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牛顿第二定律专题1连接体问题
解:根据牛顿第二定律
整体的加速度 a F ①
F 1 2 3 ……… n
作以用从在第每4个个立小方立体方到体第n上nm的个合立力方体F的0 n-3m个a立方 体Fn组成②的系统为
研究对象,则第3个立方体对第4个立方体的作用力
F34
(n
3)ma
(n
3)F n
灵活选择研究对象
整体法求加速度,隔离法求相互作用力.
光滑,两物体之间的作用力为多大?
解:⑴ 对整体和m2分别根据牛顿第二定律
F (m1 m2 )g sin (m1 m2 )a1 ① N m2g sin m2a1 ②
联立①②式解出两物体之间的作用力
F
α
N1
m2 m1 m2
F
解:⑵对整体和m2分别根据牛顿第二定律
F (m1 m2 )g sin (m1 m2 )g cos (m1 m2 )a2 ③
3.引以为戒:
(l)例如F推M及m一起前进(如图),隔离m分析其 受力时,认为F通过物体M作用到m上,这是错误 的.不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过 “力的传递”作用在研究对象上.
(2)用水平力F通过质量为m的弹簧秤拉物体M在光 滑水平面上加速运动时,往往会认为弹簧秤对物块M 的拉力也一定等于F.实际上此时弹簧秤拉物体M的力 F/=F—ma,显然F/<F.只有在弹簧秤质量可不计时, 才可认为F/=F.
2. 底座A上有一根直立长杆,其总质量为M,杆上 套有质量为m的环B, 它与杆有摩擦,设摩擦力的 大小恒定。当环从底座以初速度v向上飞起时,底 座保持静止,环的加速度大小为a,求环在升起过 程中,底座对水平面的压力分别是多大?
解:环向上做匀减速运动,底座连同直杆静止
v
N
环:
底座:
f’
fa
mg
mg f ma ①
1、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑 轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑 轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的 质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向 上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。 (g=9.8m/s2)
解:选人和吊台组成的系统为研究对象,受力 如右图所示,F为绳的拉力,由牛顿第二定律有: 2F-(m+M)g=(M+m)a 则拉力大小为:
Mg
Mg N f ' ②
v
牛三定律
f f'③ N N' ④
底座对水平地面的压力 NƇ.0kg和2.0kg,用F=12N
的水平力推动A,使A和B一起沿着水平面运动,A和
B与水平面间的动摩擦因数均为0.2,求A对B的弹力。
N m2g sin m2g cos m2a2 ④
联立③④式解出两物体之间的作用力
N2
m2 m1 m2
F
7. 物体M、N紧靠着置于摩擦因数为μ的斜面上,斜面
的 倾角θ,现施一水平力F作用于M,M、N共同加速
沿斜面向上运动,求它们之间的作用力大小。
解:对整体,根据牛顿第二定律
F
第三章 牛顿运动定律
连接体问题
1.连接体:一些(通过斜面、绳子、轻杆等)相互约束
的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。
2.连接体的解法:
求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时,优 先考虑“整体法”;如果还要求物体间的作用力,再用“隔离 法”.两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。
F (M m)(a g) 350N 2
再选人为研究对象,受力情况如右图所示,其 中N是吊台对人的支持力.由牛顿第二定律 得:F+N-Mg=Ma,故N=M(a+g)-F=200N.
FF
a
(m+M)g
F N
a
Mg
由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相 等,方向相反,因此人对吊台的压力大小为200N,方向竖直向下。
(g取10m/s2)
解:根据牛顿第二定律求出AB整体的加速度
F
AB
a F (mA mB )g 2m / s2 ①
mA mB
对B物体 FAB mB g mBa ②
因此A对B的弹力 FAB mB (a g) 8N
整体法求加速度,隔离法求相互作用力.
4.如图所示,有n个质量均为m的立方体,放在光滑 的水平桌面上,若以大小为F的恒力推第一块立方体, 求: ⑴作用在每个立方体上的合力⑵第3个立方体作 用于第4个立方体上的力。
整体法求加速度,隔离法求相互作用力.
灵活选择明确研究对象,整体法和隔离法相结合。
当各部分加速度不同时,一般采用“隔离 法”. 也可以采用“整体法”解题.
牛顿第二定律整体法公式:
F 合 =m a1 m a2 m an
F 合x =ma1x ma2x manx F合y=ma1y ma2 y many
F cos (M m)g sin N (M m)a①
θ
N F sin (M m)g cos 0 ②
对物体m,根据牛顿第二定律
FMm mg sin mg cos ma ③
v a
联立①②③式解出两物体之间的作用力
FMm
mF M m
5. 如图,两个叠放在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上, 滑块A、B的质量分别为M、m,A与斜面间动摩擦因数为μ1,B与 A之间动摩擦因数为μ2,已知两滑块是从静止开始以相同的加速度 从斜面滑下,则滑块B受到的摩擦力多大?方向如何?
解:根据牛顿第二定律求出AB整体的加速度
a (M m)g sin 1(M m)g cos
(M m)
θ
g(sin 1 cos ) ①
设滑块受到的摩擦力的方向平行于斜面向上.
对B物体 mg sin f ma ② 联立①②式解出滑块B受到的摩擦力大小 f 1mg cos
摩擦力的方向平行于斜面向上.
在弹力和摩擦力的方向不明确时,可用假设法去分析.
6.如图所示,倾角为α的斜面上放两物体m1和m2, 用与斜面平行的力F推m1,使两物体加速上滑,如果 斜面光滑,两物体之间的作用力为多大?如果斜面不