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粵教版必修一44牛頓第二定律03-資料下載頁(yè)

2025-11-08 12:32本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】F＝ma的適用范圍：宏觀、低速。中學(xué)物理中的“繩”和“線”，是理想化模型，繩子且朝繩收縮的方向。零，同一彈簧的兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等。線），橡皮繩只能承受拉力。C、由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，要發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能發(fā)生突變。瞬間物體的加速度。的木箱C內(nèi)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，它們的質(zhì)量之比是1：2：3。①g/2,豎直向下;②g/2,豎直向上;③g/4,豎直向下;④g/4,分析時(shí)，兩段的加速度均可以用牛頓第二定律得出，與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。4m/s,達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB。若傳送帶以速度v(勻速）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，vB多大？傳送帶不動(dòng)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，到B的速度vB=3m/s.減小到傳送帶速度v時(shí)，工件與傳送帶一起作勻速運(yùn)動(dòng)速度相同，工件到達(dá)B端的速度vB＝v。C、車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N在擺動(dòng)；析圖時(shí)，把所受的外力畫在物體上（也可視為質(zhì)點(diǎn)，

　　

【正文】二定律得 Tcosθ＝ ma0……… ① Tsinθ－ mg=0……… ② 由 ①② 式解得 a0＝ gCotθ=7． 5m／ s2．由于斜面的加速度 a＝ 10m／ s2＞ a0，可知小球已離開斜面．則 T= =2． 83 N， N＝ 0． ? ? ? ? 22 mamg ?說明：若斜面體向左加速運(yùn)動(dòng)，小球及繩將可能處于何種狀態(tài)？斜面體對(duì)地面的壓力在向右加速和向左加速時(shí)比（ M＋ m） g大還是小？【例 17】如圖，車廂中有一傾角為 300的斜面，當(dāng)火車以 10m／ s2的加速度沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)時(shí) ，斜面上的物體 m與車廂相對(duì)靜止，分析物體 m所受摩擦力的方向．解析：方法一： m受三個(gè)力作用，重力 mg、彈力 N、靜摩擦力 f． f的方向難以確定．我們先假設(shè)這個(gè)力不存在，那么如圖， mg與 N只能在水平方向產(chǎn)生 mg tgθ的合力，此合力只能產(chǎn)生gtg300= g的加速度，小于題目給定的加速度，故斜面對(duì) m的靜摩擦力沿斜面向下． 33 方法二：假定 m所受的靜摩擦力沿斜面向上．將加速度 a正交分解，沿斜面方向根據(jù)牛頓定律有 mgsin300一 f=macos300 解得 f＝ 5（ 1一） m，為負(fù)值，說明 f的方向與假定的方向相反，應(yīng)是沿斜面向下． 3【例 18】如圖所示， 2kg的物體放在水平地面上，物體離墻 20m，現(xiàn)用 30N的水平力作用于此物體，經(jīng)過2s可到達(dá)墻邊，若仍用 30N的力作用于此物體，求使物體到這墻邊作用力的最短作用時(shí)間？解析：要使推力作用時(shí)間最短，但仍可到達(dá)墻邊，則物體到達(dá)墻邊的速度應(yīng)恰好為零，物體第一次受推力加速運(yùn)動(dòng)得： a1＝ 2S/t2＝ 10 m／ s2 由 F一 f=ma1得 f=F一 ma1＝ 10 N 設(shè)撤去外力 F時(shí)物體的速度為 v 則 v＝ a1t1＝ a2t2，其中 a2=f/m=5m/s2 故有 t2 =2t1 ， s=s1＋ s2=189。 a1t12＋ 189。a2t22 即． 20＝ 189。 10t12＋ 189。 5（ 2t2） 2 解出 t1＝ 1． 15s 答案： 1． 15s 例 1 一根勁度系數(shù)為 k,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，上端固定 ,下端系一質(zhì)量為 m的物體 ,有一水平板將物體托住 ,并使彈簧處于自然長(zhǎng)度。如圖 7所示。現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度 a(a＜ g)勻加速向下移動(dòng) 。求經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間木板開始與物體分離。圖 7 分析與解：設(shè)物體與平板一起向下運(yùn)動(dòng)的距離為 x時(shí) ，物體受重力 mg，彈簧的彈力F=kx和平板的支持力 N作用。據(jù)牛頓第二定律有： mgkxN=ma得 N=mgkxma 當(dāng) N=0時(shí) ，物體與平板分離，所以此時(shí) 因?yàn)? ，所以。 kagmx )( ??221 atx ?kaagmt )(2 ??例如圖所示，一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都不計(jì) ，盤內(nèi)放一個(gè)物體 P處于靜止， P的質(zhì)量 m=12kg，彈簧的勁度系數(shù) k=300N/m。現(xiàn)在給 P施加一個(gè)豎直向上的力 F，使 P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) ，已知在 t= F是變力，在 F是恒力， g=10m/s2,則 F的最小值是，F(xiàn)的最大值是。 F 圖 8 分析與解：因?yàn)樵?t= F是變力，在 t= F是恒力，所以在 t= ， P離開秤盤。此時(shí) P受到盤的支持力為零，由于盤和彈簧的質(zhì)量都不計(jì) ，所以此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng) 。在 P向上運(yùn)動(dòng)的距離： x=mg/k= 因?yàn)? ，所以 P在這段時(shí)間的加速度當(dāng) P開始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小，此時(shí)對(duì)物體 P有 Nmg+Fmin=ma,又因此時(shí) N=mg，所以有 Fmin=ma=240N. 當(dāng) P與盤分離時(shí)拉力 F最大， Fmax=m(a+g)=360N. 221 atx ? 22 /202 smtxa ??例 2一彈簧秤的秤盤質(zhì)量 m1=1． 5kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2=10． 5kg的物體 P，彈簧質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)為k=800N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖 9所示。現(xiàn)給 P施加一個(gè)豎直向上的力 F，使 P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知在最初 0． 2s內(nèi) F是變化的，在 0． 2s后是恒定的，求 F的最大值和最小值各是多少？（ g=10m/s2） F 圖 9 分析與解：因?yàn)樵?t= F是變力，在t= F是恒力，所以在 t= ， P離開秤盤。此時(shí) P受到盤的支持力為零，由于盤的質(zhì)量 m1=1． 5kg，所以此時(shí)彈簧不能處于原長(zhǎng) ，這與例 2輕盤不同。設(shè)在 P向上運(yùn)動(dòng)的距離為 x,對(duì)物體 P據(jù)牛頓第二定律可得： F+Nm2g=m2a 對(duì)于盤和物體 P整體應(yīng)用牛頓第二定律可得： ammgmmxk gmmkF )()()( 212121 ?????????? ???令 N=0，并由述二式求得，而，所以求得 a=6m/s2. 當(dāng) P開始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小，此時(shí)對(duì)盤和物體 P整體有Fmin=(m1+m2)a=72N. 當(dāng) P與盤分離時(shí)拉力 F最大， Fmax=m2(a+g)=168N. kamgmx 12 ??221 atx ?

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