3、对牛顿第二定律理解:
(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.
(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.
(3)F=ma中的 F与a有瞬时对应关系, F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.
(4)F=ma中的 F与a有矢量对应关系, a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.
(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是千克,a的单位是米/秒2.
(7)F=ma的适用范围:宏观、低速
[例1]如图所示,轻绳跨过定滑轮(与滑轮问摩擦不计)一端系一质量为m的物体,一端用PN的拉力,结果物体上升的加速度为a1,后来将PN的力改为重力为PN的物体,m向上的加速度为a2则( )
A.a1=a2 ;B.a1>a2 ;C、a1<a2 ;D.无法判断
简析:a1=P/m,a2=p/(m+)所以a1>a2
注意: F=ma关系中的m为系统的合质量.
2.公式:F=ma
1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.
6. 如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球碰到斜面前的运动轨迹是 B
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则曲线 D.抛物线
第二单元 牛顿第二定律
基础知识
5.火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 D
A.人跳起后,厢内空气给他向前的力,带着他随同火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,火车继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直接落地,在水平方向上人和车具有相同的速度
4.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是 AC
A.车速越大,它的惯性越大 B.质量越大,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
3.16世纪纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是 D
A.四匹马拉拉车比两匹马拉的车跑得快:这说明,物体受的力越大,速度就越大
B.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
2.甲乙两队拔河比赛,甲队胜,如不计绳子的质量,下列说法正确的是 D
A.甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力
B.甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力
C.甲乙两队与地面间的最大静摩擦力大小相等、方向相反
D.甲乙两队拉绳的力相等
1.下列说法正确的是( )
A.一同学看见某人用手推静止的小车,却没有推动,于是说是因为这辆车惯性太大的缘故
B.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
C.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力
D.放在光滑水平桌面上的两个物体,受到相同大小的水平推力,加速度大的物体惯性小
[解析]“力是改变物体运动状态的原因”。这里所说的“力”是指物体所受的合力,而不是某一个力,该同学推不动物体,是由于物体还受到摩擦力作用,其合力仍为零的缘故,故A选项错误。
惯性大小的唯一量度是质量,惯性大小与运动速度大小、运动时间长短无关,故B选项也错,
力是改变运动状态的原因,而不是维持运动的原因,物体的运动不需要力来维持,一个物体竖直向上抛出能继续上升是由于物体具有惯性的缘故,而不是抛出后物体还受到竖直向上的作用力,故C选项错误。
惯性是物体保持运动状态不变的性质,惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度,同样大小的力作用在不同物体上,产生的加速度越大,其质量m=F/a越小,惯性越小,因此,D选项正确。
3、用牛顿第一、第三定律解释物理现象
[例9]请用自己所学习的物理知识解释“船大调头难”这句俗语的道理.
解析:“船大”,指船的质量大,“调头难”指改变速度方向难,“船大调头难”说明质量大的物体惯性大,要改变其运动状态需要的力大.
[例10]下列说法正确的是( C )
A、人走路时,地对脚的力大于脚蹬地的力,所以人才往前走
B、只有你站在地上不动,你对地面的压力和地面对你的支持力,才是大小相等、方向相反的
C、物体A静止在物体B上,A的质量是B的质量的100倍,则A作用于B的力大小等于B作用于A的力的大小
D、以卵击石,石头没损伤而鸡蛋破了,这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
解析:以上四种情形中的相互作用力等值、反向、共线,这个关系与运动状态无关。答案:C
[例11]由同种材料制成的物体A和B放在长木板上,随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动,如图所示,已知MA > MB,某时刻木板停止运动,下列说法正确的是(D)
A、若木块光滑,由于A的惯性较大,A、B间的距离将增大
B、若木板光滑,由于B的惯性较小,A、B间距离将减小
C、若木板粗糙,A、B一定会相撞
D、不论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变
解析:开始A、B随木板一起匀速运动,说明A、B所受的合外力为零。当木板停止运动后:
若木块光滑,A、B大水平方向上不受外力的作用,仍以原来的速度做匀速运动,则相互间距离保持不变。
若木板粗糙,由于A、B的材料相同,它们与木板的动摩擦因数相同,其加速度相同,即A、B以相同的初速度和加速度做匀减速运动,所以它们之间的距离仍保持不变。答案D
思考:①若A、B的动摩擦因数不等,则A、B间的距离可能怎样变?
② 为什么本题的结论与A、B的质量无关?
[例12]蛙泳时,双脚向后蹬水,水受到向后的作用力,则人体受到向前的反作用力,这就是人体获得的推进力。但是,在自由泳时,下肢是上下打水,为什么却获得向前的推进力呢?
[解析]图表示人体作自由泳时,下肢在某一时刻的动作:右脚向下打水,左脚向上打水。由图可见,由于双脚与水的作用面是倾斜的,故双脚所施的作用力P和Q是斜面面的(水所受的作用力是斜向后的)。P的分力为P1和P2,而Q的分力为Ql和Q2,Pl和Q1都是向前的分力,也就是下肢获得的推进力。
同样道理,鱼类在水中左右摆尾,却获得向前的椎讲大.也具由于向前的分力所致
[例13]如图所示,水平放置的小瓶内装有水,其中有气泡,当瓶子从静止状态突然向右加速运动时,小气泡在瓶内将向何方运动?当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时,小气泡在瓶内又将如何运动?
[解]在许多学生的答卷中这样写道:当瓶子从防止状态突然向右运动时,小气泡在瓶内由于惯性将向左运动;当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时,小气泡在瓶内由于惯性将向右运动。
而正确答案刚好与之相反。因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时,瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态,相对瓶来说是向左运动,气泡也有惯性,但相比水来说质量很小,惯性小可忽略不计,所以气泡相对水向右移动。同理,当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时,小气泡在瓶内将向左运动。
另外,该题也用转换研究对象的方法予以定量解决。设想有一块水,其体积、形状和气泡相同,当玻璃营向右加速运动时,这块水就和周围的水一起向右加速运动,相对于玻璃管不会有相对运动,这块水所受的外力F由周围的水对它产生,设这块水的体积为 V,水的密度为ρ水,玻璃管的加速度为a,则F=m水a=ρ水Va。现在将这块水换成气泡,显然,在其他条件不变的情况下,周围水对气泡的作用力仍为F,气泡将在该力作用于做加速运动。则 a气=F/m气=ρ水Va/ρ水V,∵ρ水>ρ水,
∴a气>a,即气泡相对于玻璃管向右运动。
试题展示
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