牛顿定律典型例题高一物理导优材料.doc

牛顿定律典型例题高一物理导优材料 如图所示，劲度系数为K的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一块2 质量为m的物块，另一劲度系数为K1的轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端 与物块上表面连在一起，欲使物块静止时，下面弹簧支承 这是一个胡克定律的应用和物体的平衡问题，关 键要找出提升量与弹簧始末状态形变量之间的关系。 设弹簧2初态时形变量为?x，末态时形变量为?x′，22则物体上 提升量为d=?x+?x-?x′ 222 末态时物块受力图如图所示，根据平衡条件和胡 克定律 F+F′=mg（l） 12 初态时弹簧2的弹力 F=mg=K?x（2） 222 末态时弹簧2的弹力 由几何关系d=?x+?x-?x′（5） 122 该题中由于两根弹簧都要发生形变，物理过程似乎 复杂，把它分解为两弹簧的状态变化来研究，问题就简单多了。 “化整为零”是求解综合物理题的一种常见方法。 如图1所示，光滑杆AOB水平放置，?AOB=60?，两杆上分别套有质量均为m的小环，两环用橡皮绳连接，一恒力F作用于绳中点C沿?AOB的角平 分线水平向右移动，当两环受力平衡时，杆对环的弹力为多大？ 该题涉及受力分析及平衡条件的应用。环A受三个力，橡皮绳AC的拉力T1，杆对环A的支持力N，环A所受的重力mg，由平衡条件可知环A所受三个力必在同一平 面内，故可判断橡皮绳AC与杆垂直。由对称性可知? ACB=120?，由此得出T1=F。 由OA的方向看，环A受力如图2所示，由平衡 1 高一物理导优《力、牛顿定律》 条件 对结点C应用平衡条件 T1=F（2） 在临界平衡状态下，橡皮绳AC与杆垂直，此时T1=F是隐含条件，抓住临界状态，挖掘隐含条件是求解本题的关键。 如图1所示，光滑斜面上安装一光滑挡板AO，挡板可绕O处铰链无摩擦转动，在挡板与斜面间放一匀质球，现使挡板从图示位置缓慢转至竖直位置， 则此过程中球对挡板的压力N的变化情况可能是 [ ] 1 A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 球对挡板的弹力N1与挡板对球的弹力N′是一对1作用力和反作用力，二者同步变化。以球为研究对象，球受三个力，挡板对球的 弹力N′，斜面对球的弹力N′，球受的重力G，如图2所示。其中重力G与斜12 面对球的弹力N′的方向不变，挡板对球的弹力N′随挡板位置变化而变化，但21 始终沿G′P线移动（根据平行四边形定则）。 由以上分析可知，当θ＜90?时，随着挡板的转动，N′先减小后增1大；当θ＞90?时，随着挡板的转动，N′，逐渐增大。故本题答案为BC。 1 求解该题注意两点：?研究N的变化转换为研究N′的变化，较为方11便。?抓住θ==90?这个临界状态，注意θ＜90?和θ＞90?时N′随θ的不同1变化趋势。 如图1，重G的均匀链条挂在等高的两钩上，并与水平方向成θ角，试求链条最低点处的张力。 根据对称性，在最低点处将链条分为两半，取 左半部研究，受力如图2所示，由于链条各处的张力均沿 切线方向，故T与水平面成θ角，T沿水平方向。 12 对左半部链条由平衡条件 Tsinθ=T（1） 12 联立式（1）（2）得 2 高一物理导优《力、牛顿定律》 本题求解抓住两个关键点：?应用隔离法将内力转化为外力?柔软绳 索中张力沿切线方向。 如图1所示，质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，动摩擦 因数μ=0.02，在木楔的倾角θ为30?的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由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，在这过程中木楔 2没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取g=10m/s） 本题目涉及到一个对未知力的大小和方向的判断问 题．由物体的受力情况可以判断物体运动的加速度情况，同样， 由物体的加速度也可以判断出物体的受力情况． 2 由匀加速运动的公式v=v+2as，得物块沿斜面下滑20 的加速度为 2 由于a＜gsinθ=5m/s，可知物块受到摩擦力作用，分析物块受力，它受三 个力，如图2，对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向，由牛顿定律，有 mgsinθ-f1=ma（2） mgcosθ-N=0（3） 1 分析木楔受力，它受五个力作用，如图，其中f为假设地2 面对木楔的摩擦力。 对于水平方向，由牛顿定律，有 f+fcosθ-Nsinθ=0（4） 211 由此可解得地面作用于木楔的摩擦力 f=Nsinθ-fcosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ 211 =macosθ 此力的方向与图中所设的一致（由C指向B的方向）． 对摩擦力的有无和摩擦力方向的判断，还有例如图3所示，物体A、B、C一起运动．若一起做匀速直线运动，由牛顿第二定律 Ｓ 则物体B、C