文档介绍：利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法和隔离法。
(1)整体法:当系统中各物体的加速度相同时,我们可以把系统内的所有物体看成一个整体,这个整体的质量等于各物体的质量之和,当整体受到的外力已知时,可用牛顿第二定律求出整体的加速度,这种处理问题的思维方法叫整体法。
(2)隔离法:从研究的方便出发,当求系统内物体间相互作用时,常把物体从系统中“隔离”出来,进行分析,依据牛顿第二定律列方程,这种处理连接体问题的思维方法叫隔离法。
要点一连接体问题的求解
名师支招:
(1)利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的桥梁作用,寻找加速度与未知量的关系,利用运动学规律、牛顿第二定律和力的运算法则列式求解。
(2)处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。
(3)利用牛顿第二定律可以处理匀变速直线运动问题,也可以定性分析非匀变速直线运动的规律,它常和力学、电磁学等有关知识结合起来考查一些综合问题。
学案2 牛顿定律的应用——两类动力学问题与超重、失重
1.[2009年高考安徽理综卷]在2008年北京残奥会开幕式上,
运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残
疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上
升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。
一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,
另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图3-2-1所示。设运
动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳
子间的摩擦。重力加速度取g=10 m/s2。当运动员与吊椅一
起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
【答案】(1)440 N,方向竖直向下
(2)275 N,方向竖直向下
*体验应用*
图3-2-1
,明确已知条件和所求量。
。所选取的研究对象可以是一个物体,也
可以是几个物体组成的系统。同一题目,根据题意和解题需要也可以先
后选取不同的研究对象。
。
:如果物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直于运动方向上。
。物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式,再按代数和进行运算。
、验结果,必要时对结果进行讨论。
要点二应用牛顿运动定律解题的一般步骤
,才能用弹簧测力计测出物体的重力,因为此时弹簧测力计对物体的拉力(或支持力)的大小恰好等于它的重力,假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧测力计的示数就不等于物体的重力了,当系统有竖直向上的加速度时:FN=mg+ma>mg叫“超重”。当系统有竖直向下的加速度时:FN=mg-ma<mg叫“失重”。当加速度向下且a=g时,FN=0叫“完全失重”。
“超重”或“失重”现象与物体的速度v的方向无关,只决定于物体的加速度的方向。
“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。
“完全失重”(a=g,方向竖直向下)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。比如单摆停摆,液体不再产生向下的压力,浸在液体中的物体不受浮力等。
、失重
要点三对超重和失重现象的进一步理解
名师支招:
判断物体超重或失重,仅分析加速度的方向即可,只要加速度的竖直分量向上就是超重,加速度的竖直分量向下就是失重。
运动情况
超重、失重
视重
a=0
不超重也不失重
F=mg
a的方向竖直向上
超重
F=m(g+a)
a的方向竖直向下
失重
F=m(g-a)
a=g ,a的方向竖直向下
完全失重
F=0
,游客乘坐能做加速或减速运动的升降机,可
以体会超重或失重的感觉。下列描述正确的是( )
,游客是处在失重状态
,游客是处在超重状态
,游客是处在失重状态
,游客是处在超重状态
B C
*体验应用*
【例1】质量为2t的汽车在4 000 N的水平牵引力作用下,沿水平公路运动了1 min;然后牵引力减为3500N,又运动了1 min;
最后将牵引力撤去,直至汽车停止运动。,求汽车在上述过程中一共走了多少