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牛顿第一定律运动状态的改变
牛顿第一定律运动状态的改变
一.牛顿第一定律(惯性定律)
1.惯性:
物体保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
2.伽俐略斜面实验:
V
3.定律内容:
(若物体不受外力或所受外力之和为零)一切物体总保持静止状态或匀速直线运动
状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
理解:
两层含义,若物体不受外力或所受外力之和为零,则物体总保持静止状态或匀速直线运动
状态;若有外力,虽然它也想保持静止状态或匀速直线运动状态,但由于外力的作
用,它的运动状态会被迫改变。
※力是改变物体运动状态的原因。
4.力是使物体运动状态发生改变的外部因素,惯性是阻碍物体运动状态发生改变的内部因素。
二.力是改变运动状态的原因
描述运动状态用运动状态改变
速度即速度改变
力VV变化产生加速度
※力是产生加速度的原因。
(力不是产生速度的原因。
)
三.惯性
1.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何时候都有惯性。
2.惯性不是力,所以不能说受到惯性,可以说由于惯性或物体具有惯性。
3.质量是惯性大小的唯一量度。
4.惯性也是物体运动状态改变难易程度的标志。
(质量越大其运动状态就越难改变)
第二节牛顿第二定律
一.实验
1.物体质量一定时,a与F成正比。
2.外力F一定时,a与m成反比。
3.总结:
F=Kma
※公式有两种:
①决定式,既能计算,又能表明影响因素。
如a=F/m,R=ρL/s,C=εs/4π等。
kd
②量度式,只能用于计算,不表明影响因素。
如a=△V/△t,R=U/I,C=Q/U等。
二.牛顿第二定律
1.内容:
物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比。
2.公式:
F=ma(在各量单位都取国际单位时,K=1)※a的单位有两种,(第二章用)m/s2或(第三章用)N/kg
3.注意:
①F是指合外力。
②F,a方向相同。
③各量对应同一时刻,同一物体。
4.牛顿第二定律的使用范围:
只适用于宏观低速物体,对于微观或高速运动的物体不适用.
三.牛顿第二定律解题步骤
16
1.确定研究对象(物体)。
2.受力分析。
3.力的分解,确定各分力大小
4.求合力F合5.通过运动学公式求a
6.根据牛顿第二定律F=ma列方程。
注意:
在解题之前需先选定正方向,F合和a代入时都要带上矢量符号进行计算。
第三节力学单位制
一.基本单位与导出单位
1.选定的几个(特殊)物理量的单位称为基本单位。
如长度,质量,时间等,它们的单位(m,kg,s)就是基本单位。
在力学中,只要是长度,质量,时间,它们的单位就都是基本单位。
2.由基本单位和物理公式推导出来的物理量的单位称为导出单位。
如速度,加速度,力等,它们的单位(m/s,m/s2,kg·m/s2)就是导出单位。
二.国际单位和常用单位
1.如m,kg,s,m/s,m/s2,N等都是国际单位。
2.如km,cm,g,h,km/h,cm/s2等都是常用单位。
注意:
基本单位与导出单位,国际单位和常用单位,这是两种不同的分类标准。
如kg既是基本单位又是国际单位;而N是导出单位,也属于国际单位。
cm是基本单位但不是国
际单位,而是常用单位。
第四节平衡力与作用力和反作用力的区别联系
第五节牛顿第二定律的应用
一.常规题。
二.整体法。
例14:
两物体A和B,质量分别为m1、m2,互相接触放在光滑的水平面上。
对物体A施加一
个推力F,则A对B的作用力大小是多少?
FAB
例15:
四个相同的木块互相接触并排放在光滑的水平面上。
对第一个木块施加一个推力F,则1对2的作用力大小是多少?
F1234
拓展与提高:
总结例14和例15,有什么规律?
若地面不光滑,结果又如何?
以15题为例
地面光滑:
物体做匀加速运动,N12=3F/4
匀加速运动:
N12=3F/4
物体运动
匀速运动:
N12=3F/4
地面粗糙:
单独推1都推不动:
N12=0
物体静止
17
单独推1能推动,但推不动整体:
N12=F-fmax1
三.整体牛顿第二定律
例17:
在倾角为θ固定光滑斜面上,用一根绳子栓住长木板,板上站着一只猫.已知木板质量是猫质
量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿板往上爬,以保持其相对地面的高度不变,则此时木板沿斜面
的加速度有多大?
例18:
质量为m的光滑物体放在质量为M的斜面上,倾角为θ.m沿斜面下滑,M保持静止,求
地面对斜面的支持力和摩擦力?
mV
M
四.超重和失重。
注意:
1.物体的重力没有变化。
2.超重是指物体对其他物体的压力或拉力大于自身重力。
失重是指物体对其他物体的压力或拉力小于自身重力。
完全失重是指物体对其他物体的压力或拉力为0。
(可见以上三种情况下,物体都不可能是平衡状态,必有加速度。
)3.加速度a的方向向上,物体处于超重状态。
加速度a的方向向下,物体处于失重状态。
例20:
在升降机里,弹簧称下挂一质量为10kg的物体。
当升降机以5m/s2的加速度向下加速
运动,则弹簧称的示数是多少?
例22:
一方形小盒内装一小球,它们一起沿光滑斜面
下滑。
当斜面的倾角逐渐增大,小球对盒前壁的压力
T大小▁▁▁▁(填增大,减小,不变)
五.弹簧专题。
例24:
如图所示,重物质量为M。
被两根绳子A,B悬挂处于静止状态。
其中B与竖直方向成θ
角。
若剪断A,则B的张力有多大?
若B是弹簧,则结果又是多少?
B
θ
A
结论:
1.无论是弹簧还是绳子,被剪断时均没有弹力.
2.没被剪断的弹簧在瞬间弹力一定不变,没被剪断的绳子在瞬间弹力可以不变.
3.没被剪断的绳子的作用总是让物体相对悬点静止.
例27:
如图,在光滑桌面上用力F推木块,前方固定一劲度系数足够大的弹簧,则木块接触弹簧
后的运动情况是()A.立即做匀减速运动。
B.还是匀加速运动。
FC.先匀加速,后匀减速。
D.弹簧压缩量最大时,速度为零,加速度为零。
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E.先加速,但加速度减小;后减速,但加速度增大。
例28:
四种情况下拉力F均相等,判断弹簧弹力大小。
FFF
FF
地面光滑地面粗糙
例29:
如图,两个弹簧的劲度系数分别为k1,k2,且k1>k2。
两个物体的质量分别为M,m,且M>m。
现要求两弹簧的总长
度最短,则应如何放置?
结论:
要求两弹簧的总长度越长,劲度系数大的和质量大的应放在下端.
六.临界状态
例32:
细绳的一端固定在倾角为45度的光滑斜面顶端,另一端拴一质量为m的小球。
当斜面以
多大的加速度a向左运动时,小球对斜面无压力?
若斜面以加速度a=2g向左运动,则绳子张力T
有多大?
a
例33:
一小车其光滑斜面上放有木块,斜面倾角为θ,小车以恒定的加速度在光滑地面上向前运
动,要想木块相对小车静止,则其加速度应为多少?
a
七.分解加速度(其实把力分解到加速度方向和把加速度分解到力的方向都是等效的,实际情况
中以分解个数少为标准,大多数情况都是分解力。
)例34:
质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a匀加速运动,如图a与水平方向成θ,
求人受到的支持力和摩擦力?
a
例:
在倾角为θ的长斜面上有一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块质量为m,它与斜
面间的摩擦因数为,帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比,即f=kv.
(1)写出滑块下滑加速度的表达式a.
(2)写出滑块下滑的最大速度表达式vm.(3)若m=2kg,θ=30o,g取10m/s2.从静止下滑的速度图象如图3-19中曲线所示,图中
直线是t=0时刻加速度图线(t=0时v图线的切线),由此求出、k的值.
0
v/m.s-1
321
t/s123图3—19
19
图3-15为一空间探测器的示意图,
P1、P2、P3、P4是四具喷气发动机,P1、P3、
的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,P1、P4的连线与y轴平行.每台发动机开动时,
都能向探测器提供推力,但不会使探测器
转动.开始时,探测器以恒定的速率v0向正
x方向平动.要使探测器为向正x偏负y60o
的方向以原来的速率v0平动,则可
A.先开动P1适当时间,再开动P4适当时间;
B.先开动P3适当时间,再开动P2适当时间;
C.先开动P4适当时间;
D.先开动P3适当时间,再开动P4适当时间
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