牛顿运动定律的应用专题
一、关于连接体问题
(1)连接体与隔离体
两个或两个以上物体相连接组成的物体系称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。
(2)外力和内力
如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力。而系统内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把某物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的外力,应用牛顿第二定律列方程,就要考虑这些力。
(3)连接体问题的处理方法
①整体法:
连接体的各物体如果有共同的加速度,求加速度可把连接体看作一个整体,分析整体所受的外力,运用牛顿第二定律列方程求解。整体法的优点在于它不涉及连接体各物体之间的相互作用的内力,而对整体列一个方程式直接求得未知数。
②隔离法:
如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离出其中一个物体或某几个物体单独进行受力分析,再利用牛顿定律对这部分研究对象列式求解。隔离法的优点在于:它将物体之间相互作用的内力转化为外力。
[例题选编]
,有一个质量为 m的小物块,若在木箱的左边施加一个水平推力F,使物块恰好静止在小车的左壁上。已知木箱与地面的动摩擦因数为μ1,小物块与竖直左壁的运动摩擦因数为μ2 ,且小物块所受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,求:
(1)木箱的运动加速是多大?
(2)此时木箱左壁与小物块间的压力是多大?
(3)水平推力F应为多少?
,在倾角为θ光滑的斜面C上,放着一个质量为M的B,在B的水平的表面上放着一质量为m的A,当A、B沿斜面加速下滑时,A、B保持相对静止,求:
(1)A、B的下滑加速度是多少?
(2)B对A的支持力是多大?
(3)A所受到的摩擦力方向向哪?大小是多少?
,一光滑的质量为M斜面上用细绳拴着一个质量为m的小球,且线与斜面平行。斜面的倾角为θ=300,求:
(1)若在M上加一水平力F,使绳对小球的拉力恰好为零,则这个力的大小、方向如何?
(2)若在M上加一水平力F,使斜面对小球的支持力恰好为零,则这个力的大小、方向又如何?
(3)当斜面以a=4g的水平向左的加速运动时,绳子对小球的拉力是多少?
点拨:注意临界问题的判断方法, 临界状态:物体在运动过程中,随着加速度的大小、方向的不同,在某个(或某些)“关节点”上,物体的受力情况或运动情况会发生突变,这个“关节点”的状态,常称为临界状态。处理涉及临界状态问题的方法,跟一般的牛顿第二定律的问题并无两样,需要注意的是分清临界状态前后力和运动的变化,分别写出它的牛顿第二定律方程。)
,在质量为M的小车上有一轻质细斜杆AB,且斜杆与竖直方向的夹角为θ,其上固定一个质量为m的小球,问:
(1)当小车以a=2g的加速度水平面向左运动时,杆AB对小球的作用力为多大?方向如何?
(2)当小车以多大的加速度、向哪个方向运动时,杆AB对小球的作用力恰好沿杆AB的方向?
,M=8kg,m=2kg,M与地面的运动摩擦因数为μ1=,m与地面的运动摩擦因数μ2=,F1=120N,F2=30N,求:
(1)两物体的加速度
(2)两物体间的压力。
,将放于光滑水平面上的长方体切为A、B两块,且切线与水平
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