高中物理强基计划特训-第3部分-牛顿运动定律

高中物理强基计划-第3部分-牛顿运动定律 牛顿运动定律是高中物理的基础，贯穿于高中物理的各个部分。在高中物理课程中，我们学习了 牛顿运动定律的具体内容和基本应用。在这个模块中，我们将进一步研究牛顿第二定律(涉及分解加 速度、加速度关联等问题)以及在非惯性系中如何使用牛顿第二定律。 1、牛顿第二定律拓展 1. 牛顿第二定律的分量式 牛顿第二定律是矢量定律，因此可以分方向使用： 。在常规的高考问题中， 一般是将外力沿加速度方向和垂直加速度方向进行正交分解，列出分量方程。在一些复杂问题中， 分解加速度列出分量方程可能会使问题更简化。 2. 系统牛顿第二定律 我们先以一个两体系统为例来说明问题。物体1受到的外力可以分为系统外界对它的力F 和物体 2对它的力 ，同理，物体2受到的外力可以分为系统外界对它的力F2 和物体1对它的力 。 分别对物体1和物体2应用牛顿第二定律得： F+F₁=mq₁,F4₂+F₂=m₂a₂ ; 两式相加得：F+F2+F+F2=m₁a₁+m₂a₂, 其中 和F 是一对相互作用力，即F+F2=0。 因此，F+F2=m₁q₁+m₂a₂ , 即F=mq₁+ma₂。 上述推导过程对多个物体组成的系统仍然适用，如果系统所受合外力为F (注意不包括相互作用的 内力),组成系统的质量为m、m₂、m₃ …的各部分加速度分别为q 、a₂ 、a₃ … , 则牛顿第二定律 可以写成： F=m₁a₁+m₂a₂+m₃a₃+ … · 上式称为系统牛顿第二定律，这个式子同样是矢量式，可以分方向使用，即 在解决连接体问题时，有时会涉及前面运动关联的内容，需要大家综合 运用知识，灵活处理问题。对于各个物体加速度不同的情况，有时需要确定 加速度之间的联系。 83 学科网（北京）股份有限公司 ** * ** ** *** ** * ************************************************************** 例题说明：下面这道题比较简单，主要是体会如何分解加速度。 **** * ** * * ** ** ********************************************************** 【例1】 如图所示，在光滑水平面上有一斜劈，其斜面倾角为α,一质量为m 的物体放在其斜面上， 现用水平力F 推斜劈，恰使物体m 与斜劈间无相对滑动，则斜劈对物块m 的弹力大小为 【答案】 ** ******* ****** ************************************ ******************************** 例题说明：下面两道题考察系统牛顿定律 * ***** **** * * ************************************************************** 【例2】 如图所示，在置于水平地面上的盛水容器中，用一端固定于容器底部的细线拉住一个空心的 塑料球，使之静止地悬浮在深水中，此时容器底部对地面的压力记为N₁ ; 某时刻拉紧球的细 线突然断开后，球便在水中先加速后匀速地竖直上升，若球在此加速运动阶段和匀速运动阶 段对应着容器底部对地面的压力分别记做N₂ 和 N₃, 则 A. 球加速上升时， N<N: B. 球加速上升时， N>N₂ C. 球匀速上升时， N₁<N₃ D. 球匀速上升时， N₁>N₃ 【答案】 B 【例3】 如图所示，质量为M 的劈块左右劈面的倾角分别为0=30°,Q2=45°,质量分别为m₁= √3kg 和m₂=2.0kg 的两物块，同时分别从左右劈面的顶端由静止开始下滑，劈块始终与水平面保 持相对静止，各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.20,求两物块下滑过程中，劈块受到的地 面摩擦力。 (g=10m/s²) 【解析】选择M 、m, 和m₂ 构成的整体为研究对象，在水平方向整体只受地面的静摩擦力。 取水平向左为正方向，则： fax=max-m₂a₂x=m₁(gsinθ- μgcosθ)cosG-m₂(gsinθ- μgcosθ₂)cosO₂, 代入数据得地w=-3.1N。 即劈块受到地面的摩擦力大小为3.1N, 方向水平向右。 【答案】劈块受到地面的摩擦力大小为3.1N,