第四章
4.3
知识点一
(1)单位统一:表达式中F、m、
(2)F的含义:
性质
理解
因果性
力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度
矢量性
F=ma是一个矢量式.物体的加速度方向由它受到的合力方向决定,且总与合力的方向相同
瞬时性
加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失
同体性
F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的
独立性
作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
相对性
物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系
定义式
a=eq\f(Δv,Δt)
它给出了测量物体的加速度的方法
决定式
a=eq\f(F,m)
它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素
合成法
(1)确定研究对象,画出受力分析图,将各个力按照力的平行四边形定则在加速度方向上合成,直接求出合力
(2)根据牛顿第二定律列式求解
分解法
(1)确定研究对象,画出受力分析图,根据力的实际效果,将某一个力分解成两个分力
(2)根据牛顿第二定律列式求解,应用此法时要求对力的作用效果有清楚的认识,要按照力的实际效果进行分解
正交分解法
当物体受到多个力的作用时,利用正交分解法较为简单,利用正交分解法需要建立直角坐标系,建系原则是尽可能少分解矢量,因此建系有两种情况:
(1)沿加速度的方向建一坐标轴,沿垂直加速度方向建一坐标轴,这种方法不需要分解加速度
(2)沿某特定方向建立坐标系,这样可能少分解力,但需要分解加速度,此时应用:Fx=max,Fy=may
二、
题型一
【解析】牛顿第二定律F=ma揭示了各物理量之间的数量关系,即已知两个量可求第三个量。合外力由物体的质量和加速度决定,但不决定它们,A错误。质量是物体固有的属性,由物体本身决定,不受外力影响,B错误。根据牛顿第二定律,加速度与合外力成正比,与质量成反比,m可通过其他两个量计算得出,故C、
【归纳总结】
【解析】尽管F=ma描述了牛顿第二定律,但F与a并非直接相关,因为a是由m和F共同决定的,即a与F同时产生且成正比。同时消失、同时存在、同时改变;a与F的方向永远相同.综上所述,可知A、B错误,C、
题型二合外力、
A.速度增大,加速度增大
C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
误认为先有力,
后有加速度
物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后
误认为质量与
力成正比,与加
速度成反比
物体的质量m是由自身决定的,与物体所受的合外力和运动的加速度无关
误认为作用力与
m和a都成正比
物体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的,与物体的质量和加速度无关
【解析】:
题型三
【例4】(2019-2020学年·宛城高一月考)如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的小车的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
【答案】(1)7.5m/s2,方向水平向右(2)12.5
【解析】解法一:
解得a==gtan37°=g=7.5
(2)悬线对球的拉力大小为F==N=12.5
解法二:
解以上两式得a=7.5m/s2,F=12.5
A.小车一定向右做匀加速运动
C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mgtan
【解析】:对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mgtanα=ma,得到a=gtanα.因加速度向右,小车可能向右加速或向左减速,故A错误。对P球,设杆的拉力与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律得:mgtanβ=ma′,得β=αθ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;小球P和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mgtan
题型四
【例5】如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,2、两个质量均为M的系统置于水平光滑木板上,处于静止状态。现突然抽出两木板,设抽出瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、
【思路点拨】(1)支托1、2的木板突然抽出的瞬间,连接1、2的轻质杆弹力发生突变,1、
(2)支托3、4的木板突然抽出的瞬间,连接3、
【解析】在抽出木板的瞬间,物块1、2.与刚性轻杆接触处的形变瞬时消失,各物块受到的合力等于其重力,依据牛顿第二定律得出a1=a2=g;而物块3,则
“绳”或“线”类
“弹簧”或“橡皮筋”类
不同
只能承受拉力,不能承受压力
弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮筋只能承受拉力,不能承受压力
将绳和线看做理想化模型时,无论受力多大(在它的限度内),绳和线的长度不变,但绳和线的张力可以发生突变
由于弹簧和橡皮筋受力时,其形变