牛顿第二定律中的整体法与隔离法
一、物体系牛顿第二定律:设系统中各质点的质量分别为12,,
n m m m ,系统以外物体对系统的力有12,,
m F F F ,这些里可能作用在系统内不同的质点;系统各质点的加速度分别为12,,n a a a ,则有:
11m n i
i i i i F m a ===∑∑
1、倾角为37︒的斜面放在光滑水平面上,当质量m =4 Kg 的滑块以加速度a =5 m / s 2下滑,为使斜面不动,用挡板K 挡住斜面,如图所示,那么这时挡板K 对斜面的弹力为( ) (A )12 N , (B )14 N , (C )16 N , (D )18 N 。
2、质量为m 的小猫,静止于很长的质量为M 的吊杆上,如图1—17所示。
在吊杆上端悬线断开的同时,小猫往上爬,若猫的高度不变,求吊杆的加速度。
(设吊杆下端离地面足够高)
3、如图所示,质量为M 的平板小车放在倾角为θ的光滑斜面上(斜面固定),一质量为m 的人在车上沿平板向下运动时,车恰好静止,求人的加速度。
4、如图所示,质量M = 10kg 的木块ABC 静置 于粗糙的水平地面上,滑动摩擦因数μ = 0.02 ,在木块的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m = 1.0kg 的物块静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s = 1.4m 时,其速度v = 1.4m/s ,在这个过程中木块没有动,求地面对木块的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度取g = 10m/s 2)
二、复杂连接体问题一(隔离法):加速度关联
5、滑轮系统如图所示,m 1=3kg ,m 2=5kg ,今用力F 拉该滑轮竖直向上以加速度a =2m/s 2运动,拉力F 的大小为______(滑轮和绳的质量均不计)。
6、如图所示,三个物体通过滑轮与细绳相互连接,它们质量与运动方向如图所示,不计滑轮质量和一切摩擦。
求质量m 1物块的加速度及两绳张力T 1和T 2。
7、如图所示m A =8kg, m B =10kg, m C =15kg, B μ=0.25, C μ=0.20,g=10m/s 2,问:A 、B 、C 的加速度分别为多少?绳中张力T 多大?
8、如图所示,小球1的质量是棒2的质量的1.8倍,棒的长度l =100cm ,滑轮和绳子的
质量以及摩擦力可以忽略不计,小球置于棒的下端相同的水平面上,然后放开系统。
问经过多长时间小球与棒的上端处于同一水平面?
2
α=°的斜面
9、如图所示,质量皆为m的物块A和B通过滑轮相连,A放在倾角为37
上,不计滑轮质量及一切摩擦,求绳中的张力。
10、如图所示,一个圆柱和一个楔子,相互接触且沿着两个与地面成相等夹角α的固定斜面做无摩擦移动,圆柱体的质量为m1,楔子的质量为m2,试求对圆柱体的压力?
11、如图所示,质量为M的劈和质量为m的杆,在施加于劈上的水平力F作用下,分别以加速度a1和a2做无摩擦运动,劈的倾角为α,求加速度a1和a2及其劈对杆的作用力N。
三、复杂连接体问题二(隔离法):相对加速度
12、题P100例3
13、如图所示,一个三角木块ABC 置于光滑水平面上,两斜边与平面夹角分别为30°、60°.在斜边上有两个物体m 1、m 2,用不可伸长的细绳连接并跨在顶点A 的定滑轮上,m 1、m 2可在斜面上无摩擦地滑动.已知木块的质量为M ,三物体的质量比为m 1:m 2:M=4:1:16,滑轮光滑且质量可忽略.
(1)求M 的加速度a 及m 1相对于M 的加速度a ′
(2)若m 1从静止开始沿斜面移动20cm ,求M 沿水平面移动的距离.
14、如图所示,C 为一放在固定的粗糙水平面桌面上的斜面,其质量m C =6.5kg ,顶端有一定滑轮,滑轮的质量及轴处的摩擦皆可不计,A 和B 是两个滑块,质量分别为m A =3.0kg ,m B =0.5kg 。
由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳相连,开始时设法抓住A 、B 和C ,使它们都处于静止状态,且滑轮两边的轻绳恰好伸直,今用一大小等于26.5N 的水平推力F 作用于C ,并同时释放A 、B 和C ,若C 沿桌面向左滑行,其加速度a =3.0m/s 2,B 相对桌面无水平方向位移(绳子是一直绷紧的)。
试求与桌面的摩擦系数μ。
(图中37,53αβ==,重力加速度g=10m/s 2)。