牛顿定律典型例题高一物理导优材料

牛顿定律典型例 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 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在加速度方向上一定受力为零，即A、B间和B、C间一定无静摩擦力．若一起做匀变速直线运动，则B、C间一定有静摩擦力，且C所受静摩擦力方向与加速度方向相同，大小等于ma；A、cB间也一定有静摩擦力，且力的方向与加速度方向相同，大小一定大 于B、C间静摩擦力．以保证B受运动方向上的合力为mba，如此等等。利用物体的运动状态分析物体受力情况，尤其是正压力、静摩擦力等“被动力”是很方便 的。 3 高一物理导优《力、牛顿定律》 物体以大小不变的初速度v0沿木板滑动，若木板倾角θ不同，物体能上滑的距离s也不同，图1是得出的s-θ图像，求图中最低点P的坐标。 s-θ图线上每一点（θ，S）都表示一个过程， 即木板倾角为θ时，物体以初速v0能滑上的最大距离为s。 当θ=90?时，s=15m，实际此时物体做竖直上11 抛运动，a=-g， 1 当θ=0?时，s=20m，此时f=μmg 22 有a=-f/m=-μg， 2 2 -v=2（-μg）?s 02 解得：μ=0.75 在θ为一般值时，如图2所示。 2 有-mgsinθ-μmgcosθ=ma,-v=2a?s 0 且α=arctgμ=37? 所以当θ=90?-arctg 0.75=53?时，s有极小值12m，最低点P的坐标为（53?，12m）。 本题主要考查理解数学图像的物理意义的能力和运用数学知识解决 物理问题的能力。 如图1所示，带有支架的滑车质量为M，支架上用轻质细线挂了一个质量为m的小球，然后从倾角为θ的斜面上无初速滑下，滑车与斜面间动摩擦因 数为μ，求稳定时细线与竖直方向的夹角。 本题属于先求系统加速度，然后根据牛顿运动定 律求力的方向的问题。 把M和m看成一个系统，有： （M+m）gsinθ-μ（M+m）g cosθ=（M+m）a a=g（sinθ-μcosθ） 分析m，设细线与平行斜面向上的方向成α角。如图2所示： 4 高一物理导优《力、牛顿定律》 细线拉力属于系统内部的相互作用力。这类问题往往 先把系统做一个整体，求出加速度，再分析单个物体，求出相互 作用力。 木箱重G，与地面摩擦因数为μ，用斜向上的力F拉木箱使之沿水平面匀速前进，如图l所示，问角α为何值时拉力F最小？这个最小值为多大？ 这是一个平衡中的极值问题。木箱在四个力F、N、f、G作用下做匀速运动，这四个力必满足平衡条件，由平衡 条件找出F与α之关系，应用数学方法求解。 木箱受力图如图2所示，由平衡条件 Fcosα-f=0（1） Fsinα+N-G=0（2） 又f=μN（3） 联立式（1）（2）（3）得 令μ=tgθ，代入式（4）得 当α=θ=tg-1μ时，F有最小值： 运用数学方法求解物理问题是物理解题中的常见方法，也是高考的基 本要求。 质量m=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD 形状及尺寸如图，它只能绕通过支架D点的垂直于纸面的水平轴转动，其重心在图中的O点，质量M=4.0kg，现用一细线沿导轨拉铁块，拉力F=12N，铁块和导 2轨之间的动摩擦因数μ=0.50．重力加速度g=10m/s，从铁块运动时起，导轨（及支架）能保持静止的最长时间是多少？ 解题时难以确定铁块在T形支架中心 轴的左侧还是右侧，必须采用假设方法进行分 析．在分析T形支架受力时，只有当C点恰好与地 面接触而不受弹力作用时，才能列出对D点的T形支架及导轨的力矩平衡方程，在对导轨及支架的力 的分析时，一定要注意铁块所给的滑动摩擦力的方 向为向右，正是滑动摩擦力的力矩和导轨与支架所 受重力的力矩与铁块对导轨的正压力的力矩平衡． 导轨刚要不能维持平衡时，C端受的力 5 高一物理导优《力、牛顿定律》 为零，此时导轨（及支架）受四个力：滑块对导轨的压力N=mg，竖直向下；滑块对导轨的摩擦力f=μmg=10N，方向向右；重力Mg，作用在O点，方向竖直向下；轴作用于D端的力． 设此时铁块走过路程S，根据有轴物体平衡条件及图中尺寸，有 Mg×0.1+mg（0.7-s）=f×0.8=μmg×0.8 40×0.1+20（0.7-s）=10×0.8 解得S=0.50（m） 铁块受的摩擦力f=10N，向左，由牛顿第二定律得 F-f=ma，12-10=2a 此题是一道典型的力学综合题，考查面较广，从静力学，运动学到动 力学，由于质量为m的铁块和T形支架不具有相同的运动状态，故必须采用隔离 法． 质量为4t的汽车以5m/s的速度匀速通过半径为50m的圆形拱桥，设桥面动摩擦因数为0.05，g取10m/s2，求汽车到达桥顶时的牵引力。 牵引力是变力，无法直接求出，由于汽车匀速通过桥顶，故汽车所受 牵引力与所受摩擦力大小相等。 汽车在桥顶时受重力、支持力、摩擦力作用，对汽车由牛顿第二定律 得： 故F=f=μN=1.9 3×10（N） 汽车虽是匀速地通过桥顶，但还是一种变速运动，此时支 持力N不等于重力，必须由牛顿第二定律求解。 如图所示，长度L=0.50的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的 小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是 2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA A．受到6.0N的拉力 B．受到6.0N的压力 C．受到24N的拉力 D．受到54N的拉力 若小球运动到最高点时速度为v，杆的张力 为零，只有重力提供向心力，则有 6 高一物理导优《力、牛顿定律》 方向竖直向上． 细杆受力方向向下，大小为6.0N． 小球做圆周运动中，若经过某一点时的速度为v，则小球的 外力就称为向心力，本题中的向心力即为小球所受的重力与杆的支持力的合力。由解的结 果可见，如果小球在最高点时的速度足够大，使得 值上等于细杆所受到的张力。 一、关于力 摩擦力的判断，在高考中频繁出现，尤其是静摩擦力的判断，是让一部分考 生很棘手的问题．静摩擦力有两个特点：一是隐蔽性，“相对静止”在分析问题 静max时十分关键；二是不确定性，其大小范围为：0?f?f．判断静摩擦力有三种方法：其一是前面提到过的假设法，假设接触面光滑，看物体间是否发生相对滑 动；其二是平衡条件法，当研究对象处于平衡状态时，可用平衡条件来分析；三 是动力学法，当研究对象处于变速状态时，可用牛顿第二定律及相关条件来分析． 二、关于牛顿运动定律 牛顿运动定律是在研究力和运动的关系的基础上 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出来的三条基本规律， 是全部经典力学的基础．牛顿第一定律讨论在不受外力或所受外力合力为零时， 物体怎样运动；牛顿第二定律讨论在所受外力的合力不为零时，物体的加速度由 什么决定；牛顿第三定律则是讨论物体之间相互作用的规律． 本单元例题大多综合地利用牛顿运动定律解题，即往往一题中涉及两个定 律，甚至三个定律均被使用．物体的受力分析作为应用牛顿运动定律解题的基础 而贯穿始终．在解题中要灵活运用解有关问题的方法，例如隔离法、整体法，以 提高分析和解决问题的能力． 当系统中各组成部分的加速度大小相等、方向相同，又不要求求出连结体之 间的作用力时，就可采用选整体为研究对象的方法来解．但是当系统中的各组成 7 高一物理导优《力、牛顿定律》 部分的加速度不相等，则必须用隔离法解题．确定研究物体之后，要用第一章的 知识对研究对象进行受力分析，并画出力的 这关系到 列什么样的方程，不可忽略． 在中学对参照系通常无需加以说明，总是以地球为参照系的．所以只需要建 立坐标系或规定正方向．如何建立合适的坐标系，要看问题的 正方向 比较合适．建立坐标系后，要把不在坐标轴上的力用正交分解法分解到坐标轴上， 画出分力． 解题时务必注意，所列方程必须是对同一参照系的，对不同研究对象可建立 不同的坐标系，但所有的坐标系必须是建立在同一参照系上． 一切准备工作做好之后，列方程求解，在有加速度的轴向上列出牛顿第二定 律方程，在无加速度的轴向上列出平衡方程，当方程数比未知量个数少时，应建 立辅助方程，辅助方程通常是在分析题目中所涉及的研究对象的关联物后列出， 在解完方程之后，在必要的情况下还要对结果进行讨论． 总之，牛顿运动定律是在研究力和运动的关系的基础上总结出来的三条基本 定律，是全部经典力学的基础．是用加速度这个桥梁把牛顿运动定律和运动公式 结合起来求解． 三、关于物体的平衡 物体受共点力作用平衡是指，对于一定质量的物体来说，如果所受合外力为 零，则物体的加速度为零．这时物体将处于静止或匀速直线运动状态，物体的这 种状态叫做平衡状态． 解物体的平衡问题一般是先确定平衡体，然后作出受力图，进行力的合成或 分解（用平行四边形定则，或利用正交分解法），列出方程求解；若有必要，对 结果进行讨论． 第一步确定研究对象，根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对 象，通常用隔离法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来．但有时将研究 对象连同它的关联物一起作为研究系统，具体怎样选择研究对象，要依实际情况 而定． 第二步进行受力分析，能否进行正确的受力分析是解题的关键步骤． 第三步对力进行合成、分解，在方便的情况下，可以利用平行四边形定则对 力进行合成、分解．但在大部分情况下，（本章 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 解法基本采用这种解法）采 用建立坐标系，对力进行正交分解的方法进行力的分解．如何建立合适的坐标系， 要看问题的已知量、未知量而定．原则是要使力与坐标轴的夹角简单而明确． 最后根据物体平衡的充要条件列出平衡方程组，运算求解，并对结论进行评 估，必要时对结论进行讨论． 8 高一物理导优《力、牛顿定律》