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[!--downpath--]設(shè)小物塊質(zhì)量m木板質(zhì)量M水平面光滑以整體為研究對(duì)象F=(M+m)aa=F/(M+m)小物塊1、相對(duì)靜止受重力mg支持力N=mg靜摩擦力f=ma=mF/(M+m)2、相對(duì)滑動(dòng)受重力mg支持力N=mg滑動(dòng)摩擦力f=μmg高中物理板塊模型解題方法,求詳細(xì)一點(diǎn)
牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合導(dǎo)學(xué) 知識(shí)要點(diǎn) 1.牛頓定律解題步驟. 應(yīng)用牛頓定律解題的步驟是:①確定研究對(duì)象;②受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析;③用合成或分解作等效簡(jiǎn)化;④分段列牛頓定律方程;⑤選擇適當(dāng)公式列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;⑥解方程并判斷解的合理性. 例1在車廂內(nèi)用傾斜繩A和水平繩B同系一個(gè)小球,車廂向右作加速運(yùn)動(dòng),兩繩的拉力大小分別為TA和TB.現(xiàn)使車廂向右作加速運(yùn)動(dòng)的加速度增大,則兩繩拉力大小的變化情況是 ( ) A.TA變小. B.TA不變. C.TB變大. D.TB不變. 解析取小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受到重力G、兩繩拉力TA和TB作用,三力以上作用時(shí)常采用分解的方法,將TA分解成TA1和TA2,則有: TA1=G和TB-TA2=ma.由前式可知TA1,和a無(wú)關(guān),所以TA也和a無(wú)關(guān),則TA2與a無(wú)關(guān).由后式可知當(dāng)a增大時(shí)TB必增大,故應(yīng)選B和C. 2.超重和失重. 當(dāng)物體有豎直向上的加速度時(shí),就出現(xiàn)超重現(xiàn)象;當(dāng)物體有豎直向下的加速度時(shí),就出現(xiàn)失重現(xiàn)象.但這里的超重和失重都是指的“視重”,物體所受重力是不變的,只是這時(shí)如果用彈簧秤去測(cè)量,會(huì)發(fā)現(xiàn)示數(shù)偏大或偏小了. 例2一個(gè)人站在磅秤上,在他蹲下的過程中,磅秤上的示數(shù)將 ( ) A.先減小后增大最后復(fù)原. B.先增大后減小最后復(fù)原. C.先減小后復(fù)原. D.先增大后復(fù)原. 解析人下蹲的整個(gè)過程應(yīng)是先加速向下,再減速向下運(yùn)動(dòng),最后又靜止,所以先有向下的加速度,再有向上的加速度,最后加速度為零.那么,先是失重,然后是超重,最后示數(shù)又等于重力,故應(yīng)選A. 疑難解析 例3 升降機(jī)以加速度a加速下降,升降機(jī)內(nèi)有一傾角為α的粗糙斜面,質(zhì)量為m的物體與斜面相對(duì)靜止,則斜面對(duì)物體的支持力大小為 ( ) A.m(g-a)cosθ. B.mgcosθ. C.m(g+a)cosθ. D.mgcosθ+masinθ. 解析 物體受到重力G、支持力N和摩擦力廠作用,先將N和廠合成為斜面對(duì)物體的總作用力F,則 mg-F=ma. 所以斜面對(duì)物體的總作用力F=m(g-a). 則斜面對(duì)物體的支持力N=Fcosθ=(g-a)cosθ.故應(yīng)選A. 注意:本題也可以把N分解成豎直向上的分力和水平向左的分力,把f分解成豎直向上的分力和水平向右的分力,然后水平方向(合力為零)、豎直方向用牛頓定律列方程解方程組. 方法指導(dǎo) 1.整體法和隔離法. 與平衡問題一樣,在不涉及相互作用力時(shí),首先考慮整體法,在兩物體的加速度不同時(shí)仍能應(yīng)用整體法解. 例4 質(zhì)量為M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上,滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.02,在木楔的傾角θ=30°的斜面上,有一質(zhì)量m=1kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑.當(dāng)滑行路程s=1.4m時(shí),其速度v=1.4m/s,在這過程中木楔沒有動(dòng),求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向. 解析 取斜面和物體為整體,受到重力(M+m)g、支持力N和摩擦力廠作用,將加速度分解成水平向左的a1,和豎直向下的a2,則對(duì)水平方向有 f=ma1=macosθ=0.61N. 注意:這里斜面體沒有加速度,所以質(zhì)量只用m,而不是(M+m). 2.彈力和靜摩擦力的計(jì)算方法. 彈力和靜摩擦力又稱被動(dòng)力,它們由其他外力及運(yùn)動(dòng)情況決定的.所以一般都先把其他外力分析好,再考慮彈力或靜摩擦力;然后再看運(yùn)動(dòng)情況,加速運(yùn)動(dòng)的由牛頓定律列方程,靜止或勻速運(yùn)動(dòng)的列共點(diǎn)力平衡方程. 例5 兩重疊在一起的滑塊,置于固定的傾角為θ的斜面上,滑塊A、B質(zhì)量為M和m,A與斜面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ1,,A與B間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ2.已知兩滑塊都從靜止開始以相同加速度從斜面滑下,滑塊B受到的摩擦力 ( ) A.沿斜面向上,大小為μ1mgcosθ. B.沿斜面向上,大小為μ2mgcosθ. C.沿斜面向下,大小為μ1mgcosθ. D.沿斜面向下,大小為μ2mgcosθ. 解析 物體B受到重力G、支持力N和靜摩擦力廠的作用,B與A一起沿斜面加速下滑,其加速度大小為gsinθ-μ1gcosθ,方向沿斜面向下.先將重力分解,設(shè)靜摩擦力沿斜面向上,則由牛頓定律得 Mgsinθ-f=ma. 所以摩擦力為 f=mgsinθ-ma=mgsinθ-m(gsinθ-μlgcosθ)=μlmgcosθ. 解得結(jié)果為正,證明所設(shè)方向是正確的,故應(yīng)選A.