广东粤教版学海导航新课标高中总复习(第1轮)物理：第3章_第2讲牛顿第二定律.ppt

　　　因为m与M相对静止，因而有共同的加速度a，隔离m分析受力如图甲所示，受二力G=mg与N，此二力的合力水平向左，使m产生加速度a，由牛顿第二定律 　　mgtanθ=ma，故a=gtanθ　　　　① 　　把M与m整体作为研究对象，受力如图乙所示，受重力(M+m)g，地面支持力N′，水平推力F和摩擦力f，在竖直方向与水平方向上分别有： N′=(M+m)g　　　　　　　　　　　 ② F-f=(M+m)a　　　　　　　　　　　 ③ 而f=μN′=μ(M+m)g ④ 由①②③④解得F=(M+m)g(μ+tanθ).　　　 　　　用牛顿第二定律解题的一般方法与步骤是：①明确对象，隔离研究对象，分析运动和受力，依据定律列方程，统一单位求结果.②研究对象的确定要看问题的特点而定，可以将某个物体隔离出来讨论，也可以将加速度相同的几个物体看做一个整体来讨论.在选择和确定研究对象时，针对求解的方便程度，灵活地选用隔离法与整体法. 　　③用正交分解法解题时，牛顿第二定律可写成分量式：Fx=max,Fy=may.在正交坐标系建立时，尽可能使较多的力与坐标轴重合，可以使求解简单化.通常选加速度a的方向和垂直于a的方向作为坐标轴的正方向. 　　　　如图3-2-8所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块.求下面两种情况线对木块的拉力F1和斜面对箱的支持力F2各多大. 　　(1)箱以加速度a匀加速上升； 　　(2)箱以加速度a向左匀加速运动时.　　　　 图3-2-8 　　　(1)a向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以F1、F2的合力F必然竖直向上.可先求F，再由F1=Fsinα和F2=Fcosα求解，得到：F1=m(g+a)sinα，F2=m(g+a)cosα 　　显然这种方法比正交分解法简单.　　　 　　(2)a向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法.可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，(同时正交分解a)，然后分别沿x、y轴列方程求F1、F2. 　　F1=m(gsinα-acosα)，　　　 　　F2=m(gcosα+asinα) 　　经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单.　　　 　　　还应该注意到F1的表达式F1=m(gsinα-acosα)显示其有可能得负值，这意味着绳对木块的力是推力，这是不可能的.这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a≤gtanα时F1=m(gsinα-acosα)沿绳向斜上方；当agtanα时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零.　　　 　　主题(4)动力学的两类基本问题 　　如图3-2-9所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A→B长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需时间是多少？(sin37°=0.6，cos37°=0.8)　　　 图3-2-9 　　　运用牛顿第二定律解答运动学问题 　　　物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F，物体受力情况如图所示.　　　 　　物体由静止加速，由牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcosθ=ma1 a1=10×(0.6+0.5×0.8)m/s2=10m/s2 物体加速至与传送带速度相等需要的时间 　　　　　 ，t1时间内位移　 　　由于μtanθ，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F.此时物体受力情况如右图所示　　　 　　一、牛顿第二定律 　　1.定律的表述 　　物体的加速度跟所受的外力的合力成　　，跟物体的质量成　　，加速度的方 向跟　　的方向相同，即　　　 (其中的F合和m、a必须相对应).在国际单位制中，公式中的F合的单位是N，质量的单位为kg，加速度的单位是m/s2.只有在这个单位制中，牛顿第二定律的公式F=ma才能适用. 正比 反比 合力 　　【特别提示】特别要注意力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系.明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节.若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度.　 　　2.对定律的理解： 　　(1)瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为