牛頓第一定理
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直至有外力促使它改變這些狀態(tài)為止。
慣性
物體保持原先的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
(1)慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān);
(2)慣性是物體的固有屬性,不是力。
對牛頓第一定理理解
慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種固有屬性。物體在不受外力或所受的合外力為零時(shí),慣性表現(xiàn)為使物體保持原先的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))。
牛頓第一定理是慣性定理,它強(qiáng)調(diào)一切物體都有慣性,慣性只與質(zhì)量有關(guān)。
對力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的理解
(1)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的誘因(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速率),不是維持物體運(yùn)動(dòng)的誘因。
(2)形成加速度的緣由是力。
牛頓第二定理
物體的加速度跟所受的外力的合力成反比,跟物體的質(zhì)量成正比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F合=ma
牛頓第二定理具有“四性”:矢量性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性。
牛頓第二定理的理解
物體只受兩個(gè)力的作用而形成加速度,借助矢量合成法則
兩個(gè)力方向相同或相反時(shí),加速度與物體運(yùn)動(dòng)方向在同仍然線上,合成法更簡單。
牛頓第二定理的應(yīng)用
物體遭到兩個(gè)以上的力的作用而形成加速度時(shí),常用正交分解法解題。
(1)分解力求物體受力問題
把力正交分解在沿加速度方向和垂直于加速度方向上,在沿加速度的方向列多項(xiàng)式Fx=ma,在垂直于加速度方向列多項(xiàng)式Fy=0求解。
(2)分解加速度求解受力問題
剖析物體受力,構(gòu)建直角座標(biāo)系,將加速度a分解為ax和ay,依據(jù)牛頓第二定理得Fx=max,F(xiàn)y=may求解。
瞬時(shí)性
關(guān)鍵是剖析瞬時(shí)狀態(tài)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
兩種模型
(1)剛性繩(或接觸面)
割斷(或脫離)后,其彈力立刻消失,不須要形變恢復(fù)的時(shí)間。
(2)彈簧(或橡皮繩)
形變量大,恢復(fù)形變須要較長時(shí)間,剖析瞬時(shí)問題時(shí)彈力的大小可以看成不變。
牛頓第二定理的臨界問題
當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí),有關(guān)數(shù)學(xué)量發(fā)生突變,該化學(xué)量的值叫臨界值,該特定狀態(tài)為臨界狀態(tài)。
須要在給定的數(shù)學(xué)情景中求解數(shù)學(xué)量的上限或下限,關(guān)鍵點(diǎn)
(1)臨界狀態(tài)的來歷
(2)臨界狀態(tài)時(shí)物體的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特點(diǎn)
牛頓第三定理
兩個(gè)物體之間的斥力和反斥力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
斥力和反斥力的性質(zhì)相同,作用在兩個(gè)物體上。
斥力和反斥力與平衡力的區(qū)別:斥力和反斥力“異體、同存、同性質(zhì)”,而平衡力是“兩個(gè)力在同一個(gè)物體上”。
對牛頓第三定理的理解
區(qū)別斥力和反斥力與平衡力
一對平衡力作用在同一物體上,一對斥力和反斥力作用在兩個(gè)物體上。
兩類基本問題的方式和步驟
(1)明晰題目中給出的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)過程的特征。
(2)確定研究對象進(jìn)行剖析,畫出受力剖析圖或運(yùn)動(dòng)過程圖。
(3)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。
兩類動(dòng)力學(xué)的基本問題
(1)已知物體的受力情況,求解物體的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,求解物體的受力情況。
借助整體法和隔離法求聯(lián)接體問題
聯(lián)接體
(1)用細(xì)繩聯(lián)接的物體系
(2)互相擠壓在一起的物體系
(3)互相磨擦的物體系
外力和內(nèi)力
系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)的斥力稱為外力。
系統(tǒng)內(nèi)各物體間的互相斥力稱為內(nèi)力。
整體法
不要求曉得各個(gè)物體之間的互相斥力,且各物體具有相同的加速度,此時(shí)把它們看成一個(gè)整體來剖析,這些方式稱為整體法。
隔離法
須要曉得系統(tǒng)中物體之間的互相斥力,須要把物體從系統(tǒng)中隔離下來,剖析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,這些方式稱為隔離法。
簡單的聯(lián)接體問題
選擇原則:一是要包含待求量,二是所選隔離對象和所列多項(xiàng)式數(shù)少。
求解聯(lián)接體的內(nèi)力時(shí),先整體后隔離
先用整體法求出系統(tǒng)的加速度,再用隔離法求解出物體間的內(nèi)力。
求解聯(lián)接體的外力時(shí),先隔離后整體
先用隔離法剖析某個(gè)受力和運(yùn)動(dòng)情況,求加速度,再用整體法求解外力。
牛頓第二定理在整體法中的應(yīng)用
系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度相同,系統(tǒng)看成一個(gè)整體,剖析受力及運(yùn)動(dòng)情況列舉多項(xiàng)式。
若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同,m1,m2的加速度分別為a1牛頓定律有什么用,a2,可用牛頓第二定理列舉多項(xiàng)式F=m1a1+m2a2。
系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同
將各物體的加速度正交分解后,物體系統(tǒng)牛頓第二定理正交分解式為:
∑Fx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx,
∑Fy=m1a1y+m2a2y+…+mnany。
超重和失重
物體具有向下的加速度時(shí)處于超重狀態(tài);物體具有向上的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)。當(dāng)a=g時(shí),物體處于完全失重狀態(tài)。
超重和失重的理解
臨界點(diǎn)是物體處于平衡狀態(tài)。
(1)與速率方向無關(guān),取決于加速度的方向。
(2)加速度具有豎直向下的份量,超重;加速度具有豎直向上的份量,失重。
(3)完全失重是物體的加速度恰等于重力形成的加速度。
超重和失重的估算
(1)超重時(shí),物體的加速度向下,F(xiàn)視=mg+ma。
(2)失重時(shí),物體的加速度向上,F(xiàn)視=mg-ma。
牛頓第二定理的臨界問題
當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí),有關(guān)數(shù)學(xué)量發(fā)生突變,該化學(xué)量的值叫臨界值,該特定狀態(tài)為臨界狀態(tài)。
須要在給定的數(shù)學(xué)情景中求解數(shù)學(xué)量的上限或下限,關(guān)鍵點(diǎn):
(1)臨界狀態(tài)的來歷。
(2)臨界狀態(tài)時(shí)物體的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特點(diǎn)。
常見類型
(1)互相接觸的兩物體脫離的臨界條件是N=0。
(2)繩子松馳的臨界條件是T=0。
(3)存在靜磨擦力的聯(lián)接系統(tǒng),相對靜止與相對滑動(dòng)的臨界條件是f靜=fm。
與彈簧有關(guān)的臨界問題
①最大速率問題。
②與地面或與固定擋板分離。
擋板與物體分離的臨界條件是:加速度相同,彈力為0。
剖析臨界問題的思維方式
(1)極限法;(2)假定法;(3)物理法。
勻速傳送帶模型
(1)水平傳送帶模型
(2)傾斜傳送帶模型
物體輕置于加速運(yùn)動(dòng)的水平傳送帶上
(1)物體與傳送帶之間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)較大,而傳送帶加速度相對較小,物體先加速,當(dāng)物體速率減小到和傳送帶相同時(shí),物體和傳送帶一起加速運(yùn)動(dòng)。
(2)物體與傳送帶之間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)較小,而傳送帶加速度相對較大,物體仍然往前加速運(yùn)動(dòng)。
習(xí)題解析
1.如圖2所示,質(zhì)量為m的物體從離傳送帶高為H處沿光滑弧形軌道下降,水平滑上長為L的靜止的傳送帶并落在水平地面的Q點(diǎn),已知物體與傳送帶間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為μ,則當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體仍以上述方法滑下,將落在Q點(diǎn)的右邊還是左側(cè)?
解析
物體從P點(diǎn)滑下,設(shè)水平滑上傳送帶時(shí)的速率為v0,則由機(jī)械能守恒mgH=mv02,可得。
當(dāng)傳送帶靜止時(shí)牛頓定律有什么用,剖析物體在傳送帶上的受力知物體做勻減速運(yùn)動(dòng),a=μmg/m=μg。
物體離開傳送帶時(shí)的速率為,
此后做平拋運(yùn)動(dòng)而落在Q點(diǎn)。
當(dāng)傳送帶逆秒針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),剖析物體在傳送帶上的受力情況與傳送帶靜止時(shí)相同,因此物體離開傳送帶時(shí)的速率仍為,此后做平拋運(yùn)動(dòng)而仍落在Q點(diǎn)。
(當(dāng)v02
當(dāng)傳送帶順秒針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可能出現(xiàn)五種情況:
(1)當(dāng)傳送帶的速率v較小,時(shí),剖析物體在傳送帶上的受力可知,物體仍然做勻減速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí)的速率為,因此仍將落在Q點(diǎn)。
(2)當(dāng)傳送帶的速率
時(shí),剖析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí)的速率
,因此將落在Q點(diǎn)的一側(cè)。
(3)當(dāng)傳送帶的速率
=v0時(shí),則物體在傳送帶上不受磨擦力的作用而做勻速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí)的速率
,因此將落在Q點(diǎn)的一側(cè)。
(4)當(dāng)傳送帶的速率
時(shí),剖析物體在傳送帶上的受力可知,物體將在傳送帶上先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí)的速率
,因此將落在Q點(diǎn)的一側(cè)。
(5)當(dāng)傳送帶的速率v較大
時(shí),剖析物體在傳送帶上的受力可知,物體仍然做勻加速運(yùn)動(dòng),離開傳送帶時(shí)的速率為
,因此將落在Q點(diǎn)的一側(cè)。
綜上所述:
當(dāng)傳送帶逆秒針轉(zhuǎn)動(dòng)或順秒針轉(zhuǎn)動(dòng)且速率
時(shí),物體仍將落在Q點(diǎn);
當(dāng)傳送帶順秒針轉(zhuǎn)動(dòng)且速率
時(shí),物體將落在Q點(diǎn)的一側(cè)。