高一物理:解析牛顿三大定律

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牛顿三个定律知识点归纳

牛顿三个定律知识点归纳

牛顿三个定律知识点归纳牛顿三个定律是经典力学的基础,由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪提出。

这三个定律描述了物体在受力作用下的运动规律。

下面将分步骤介绍这些定律及其重要性。

第一定律:惯性定律牛顿的第一定律也被称为惯性定律。

它表明,如果物体没有受到外力的作用,它将保持静止或匀速直线运动。

换句话说,物体内部不会自发地改变自身的状态。

这意味着物体在受力平衡的情况下会保持匀速直线运动,或者如果没有受力,物体将保持静止。

这个定律是力学的基础,我们在日常生活中可以很容易地观察到它的应用,例如车辆在没有外力作用下保持匀速运动。

第二定律:动量定律牛顿的第二定律描述了物体在受到外力作用时的加速度。

它的数学表达式为F=ma,其中F代表物体所受的力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。

根据这个定律,当一个物体受到力的作用时,它将产生加速度,而这个加速度的大小与作用力成正比,并与物体的质量成反比。

这意味着在给定作用力的情况下,质量较大的物体将产生较小的加速度,而质量较小的物体将产生较大的加速度。

这个定律帮助我们理解物体受力和运动状态之间的关系,并在工程设计和力学研究中具有重要应用。

第三定律:作用与反作用定律牛顿的第三定律被称为作用与反作用定律。

这个定律表明,对于任何一个物体所受到的力,都会有一个与之大小相等、方向相反的力作用于另一个物体上。

换句话说,每一个力都有一个相等且相反的反作用力。

这个定律可以用“作用力与反作用力总是成对出现”来总结。

例如,当我们在桌子上推一本书时,我们施加了向前的力,而书对我们施加了向后的力。

这个定律对于理解物体的相互作用和力的平衡非常重要,并在物理学、工程学和其他领域的实际应用中发挥着关键作用。

总结牛顿三个定律提供了描述物体运动的基本规律。

第一定律说明了物体的惯性,第二定律描述了物体在受力作用下的加速度变化,而第三定律则揭示了力的作用与反作用之间的关系。

这些定律不仅在日常生活中有着广泛的应用,也是研究和理解更复杂物理现象的基础。

牛顿的三大定律讲解牛顿力学的基本原理

牛顿的三大定律讲解牛顿力学的基本原理

牛顿的三大定律讲解牛顿力学的基本原理牛顿力学是经典力学的基础,由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出。

牛顿力学描述了物体运动的基本规律,其中最为重要的便是牛顿的三大定律。

本文将对牛顿的三大定律进行详细讲解,以帮助读者更好地理解牛顿力学的基本原理。

第一定律:惯性定律牛顿的第一定律也被称为惯性定律,它阐述了物体运动的基本原理。

按照牛顿的第一定律,物体如果不受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。

这就是所谓的惯性。

例如,如果一个小车没有外力作用于它,它将继续保持静止;如果有一个外力作用于小车,它将以相应的加速度运动。

简而言之,物体的运动状态取决于作用在它上面的力。

第二定律:动力定律牛顿的第二定律被称为动力定律。

它描述了物体运动状态的改变与施加在物体上的力之间的关系。

牛顿的第二定律可以用以下公式表示:F = ma,其中F代表物体所受合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。

根据这个公式,我们可以得出结论:当一个物体所受合力增大时,加速度也会增大;当物体质量增大时,同样的力作用下,它的加速度会减小。

第三定律:作用-反作用定律牛顿的第三定律被称为作用-反作用定律。

它表明任何施加在一个物体上的力都将有一个大小相等、方向相反的反作用力作用于施力物体上。

换句话说,对于任何作用力都存在一个相互作用力,且两个力的大小相等、方向相反。

例如,当我们站在滑板上并用脚推动滑板,滑板向前移动的同时也会用相等的反向力推动我们向后移动。

因此,作用力和反作用力总是同时出现,大小相等、方向相反。

通过牛顿的三大定律,我们可以更好地理解物体运动的规律。

这些定律不仅适用于地面上的物体,也适用于天体运动。

例如,行星围绕太阳的运动即可由这些定律解释。

总之,牛顿的三大定律为我们提供了一种对物体运动的基本描述和解释,是牛顿力学的核心。

除了三大定律外,牛顿还提出了重力定律。

根据牛顿的重力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

牛顿三大定律重点知识归纳

牛顿三大定律重点知识归纳

牛顿三大定律重点知识归纳牛顿三大定律的重点知识归纳一、牛顿第一定律 - 惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。

这意味着物体会保持其现有的状态,不会自发地改变。

如果物体静止,则它将保持静止;如果物体在做匀速直线运动,则它将保持匀速直线运动。

该定律的重要性在于揭示了物体运动状态的性质,为后续的运动定律提供了基础。

例如,如果没有摩擦力的存在,一个滑行中的小车将会一直滑下去,直至受到外力的干扰。

另外,牛顿第一定律还解释了为什么在车辆急刹车时乘坐的人会向前倾斜,因为人的身体具有惯性,在车辆突然减速时保持了原有的运动状态。

二、牛顿第二定律 - 运动定律牛顿第二定律描述了物体在受到外力作用时将产生加速度的关系。

它的数学表达式为:力等于物体质量乘以加速度。

这意味着,当一个物体受到力的作用时,它的运动将产生加速度,并且加速度的大小与作用力成正比,与物体质量成反比。

牛顿第二定律的重要性在于它提供了计算物体运动状态的工具。

通过测量力的大小和物体的质量,我们可以预测物体的加速度。

这对于理解和探索各种物理现象和工程问题非常重要。

例如,通过牛顿第二定律,我们可以计算出一个物体在斜面上滑动时的加速度,或者推导出飞机在不同速度下的升力和阻力。

三、牛顿第三定律 - 作用-反作用定律牛顿第三定律也被称为作用-反作用定律,它表明对于每一个作用力,都会有一个大小相等、方向相反的反作用力作用在作用力的施力对象上。

换句话说,对于任何两个物体之间的相互作用,两个物体所受到的力的大小相等、方向相反。

作用-反作用定律的重要性在于它揭示了物体之间相互作用的本质。

例如,当一个人站在地面上时,他会对地面施加一个向下的力,而地面会对他施加一个大小相等、方向相反的向上的力。

这就解释了为什么一个人可以站在地面上而不会下沉。

另外,作用-反作用定律还可以解释一些其他现象,如火箭发射时的推力和反冲力、游泳时手划水产生的推力和水对手的反作用力等。

物理学中的牛顿三定律解析

物理学中的牛顿三定律解析

物理学中的牛顿三定律解析物理学中的牛顿三定律是研究物体运动的基本定律,它由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。

牛顿三定律包括惯性定律、动量定律和作用-反作用定律,这些定律对于解析物体的运动以及力的相互作用具有重要意义。

首先,让我们来看看牛顿的第一定律,即惯性定律。

这个定律告诉我们,一个物体如果没有受到外力的作用,将保持静止或匀速直线运动。

这意味着物体具有惯性,即它会保持原来的状态,不会自发地改变。

例如,当我们在平稳的公交车上坐着,车子突然刹车,我们会感到向前倾斜,这是因为我们的身体具有惯性,继续向前运动。

接下来是牛顿的第二定律,即动量定律。

动量是物体运动的量度,它等于物体的质量乘以速度。

牛顿的第二定律告诉我们,当一个物体受到外力作用时,它的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

这可以用公式F=ma来表示,其中F是作用力,m是物体的质量,a是物体的加速度。

动量定律有一个重要的应用,就是解析物体的运动。

通过对物体的质量、速度和作用力的分析,我们可以计算物体的加速度和运动轨迹。

例如,当我们用力推动一个小车,我们可以通过测量小车的质量和加速度,计算出我们施加的力的大小。

最后是牛顿的第三定律,即作用-反作用定律。

这个定律告诉我们,对于每一个作用力,都存在一个大小相等、方向相反的反作用力。

这意味着力是成对出现的,它们互相抵消,不会单独存在。

例如,当我们站在地面上,我们受到地球对我们的引力,同时我们也对地球施加了一个大小相等、方向相反的反作用力。

作用-反作用定律在物体的相互作用中起着重要的作用。

它解释了为什么我们在推墙时感到困难,因为我们的力与墙的反作用力相互抵消。

同样地,这个定律也解释了为什么火箭可以在太空中行驶,因为燃料的喷射产生的推力与火箭的反作用力相互作用。

牛顿三定律的应用不仅仅局限于物体的运动,它们也在工程、天文学等领域中发挥着重要作用。

例如,在建筑设计中,我们需要考虑物体的平衡和稳定性,这就涉及到力的平衡和作用力的分析。

物理学牛顿三大定律的解释与应用

物理学牛顿三大定律的解释与应用

物理学牛顿三大定律的解释与应用牛顿三大定律是经典力学的基石,对于物体运动的解释和描述起着重要的作用。

这些定律由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪末提出,为后来的物理学研究奠定了坚实的基础。

本文将对牛顿三大定律进行解释,并探讨其在实际应用中的重要性。

第一定律:惯性定律牛顿的第一定律,也称作惯性定律,指出一个物体如果处于静止状态,将继续保持静止状态;而如果一个物体处于运动状态,将以相同的速度和方向继续运动,除非受到外力的作用。

此定律强调物体在没有受到外力作用时会保持其原有状态。

惯性定律的解释非常简单:物体有一种存在的“惯性”,即在不受外力作用时,物体将保持其原来的状态。

这一定律常常被用于解释为什么乘坐车辆突然加速或刹车时,我们会向前或向后倾斜。

根据惯性定律,在车辆加速或刹车时,我们的身体趋向保持原来的运动状态,而车辆的运动状态发生了改变,因此产生了身体的倾斜。

此外,在惯性定律的指导下,我们还可以解释为什么离心力会使得转动的物体向外部移动,或者为什么人在转弯时会感到向外推的力道。

这都是因为当物体偏离直线运动时,它会保持惯性,不受力的作用就会向外部移动。

第二定律:运动定律牛顿的第二定律,也被称为运动定律,是最为著名的定律之一。

它表明一个物体所受的力等于质量乘以加速度。

换言之,物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。

运动定律的数学表达方式是 F=ma,其中F表示力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。

这个定律告诉我们,当我们对物体施加更大的力时,物体的加速度也会随之增加;而当物体的质量增加时,加速度则会减小。

第二定律的应用非常广泛。

例如,通过运动定律,我们可以计算出汽车的加速度,以评估汽车对应用的力和驾驶员的反应能力。

此外,运动定律也被应用于航空航天工程中,用于计算火箭或飞机的加速度和负载能力。

第三定律:作用与反作用定律牛顿的第三定律,又称作作用与反作用定律,指出对于任何施加在物体上的力,物体都会给予同样大小的反作用力,且方向相反。

高中物理牛顿三大定律公式及内容

高中物理牛顿三大定律公式及内容

牛顿三大定律公式:
1,牛顿第一定律(惯性定律):
物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2,牛顿第二定律公式:
F合=ma或a=F合/m
a由合外力决定,与合外力方向一致。

3,牛顿第三定律公式:
F= -F;
负号表示方向相反,F、-F为一对作用力与反作用力,各自作用在对方。

4,共点力的受力平衡公式:
F合=0
二力平衡则满足公式F1=-F2
请注意,二力平衡与作用力与反作用力是不一样的。

二力平衡的研究对象,是同一个物体;而作用力与反作用力,研究对象是两个不同的物体。

5,超重与失重的公式:
超重满足:N>G
失重满足:N<G
N为支持力,G为物体所受重力,不管失重还是超重,物体所受重力是不变的。

牛顿三大定律的内容:
1、牛顿第一定律:一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

(定性的描述了力与运动的关系,物体的运动不需要力维持,但改变物体的运动一定需要力,牛顿第一定律也叫惯性定律)
2、牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

(定量的计算力与运动的关系,F=ma)
3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。

(说明了力的作用是相互的)。

牛顿三定律知识点总结

牛顿三定律知识点总结

牛顿三定律知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础,由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。

其中牛顿三定律更是具有极其重要的地位,它们对物体的运动状态和相互作用关系做出了精确的描述。

一、牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律指出:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

从日常生活的角度来看,假如一个静止的球,没有受到外力的作用,它就会一直保持静止;而一个在光滑平面上匀速滚动的球,如果没有摩擦力或其他外力的干扰,它会一直以相同的速度和方向滚动下去。

惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。

质量越大,惯性越大,物体越难改变其运动状态;质量越小,惯性越小,物体越容易改变其运动状态。

比如一辆大卡车和一辆小汽车,在相同的外力作用下,小汽车更容易加速或减速。

牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。

这一观念的转变在物理学的发展中具有里程碑式的意义。

二、牛顿第二定律牛顿第二定律表明:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。

其数学表达式为 F =ma,其中 F 表示作用力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。

以推动一辆小车为例,如果我们用较大的力去推,小车获得的加速度就大,速度增加得就快;反之,如果用较小的力推,加速度就小,速度增加得就慢。

而且,如果小车的质量较大,要使其获得相同的加速度,就需要施加更大的力;反之,如果质量较小,较小的力就能产生较大的加速度。

牛顿第二定律进一步深化了我们对力和运动关系的理解。

它不仅让我们能够定量地计算力对物体运动的影响,还为解决各种力学问题提供了重要的工具。

三、牛顿第三定律牛顿第三定律阐述:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。

比如,当你用力推墙时,墙也会以同样大小的力推你。

物理力学中的牛顿三大定律解析

物理力学中的牛顿三大定律解析

物理力学中的牛顿三大定律解析牛顿三大定律是物理力学领域中最基础、最重要的定律之一。

这些定律描述了物体运动的原理和规律,被广泛应用于各个领域,包括力学、动力学和天体力学等。

本文将对牛顿三大定律进行详细解析。

第一定律,也被称为惯性定律,提供了物体运动状态的基本原理。

根据这个定律,一个物体如果不受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。

换句话说,物体会保持其现有的运动状态,直到有外力作用于其上。

第二定律,也称为加速度定律,描述了物体如何加速的原理。

根据这个定律,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体质量成反比。

用公式表示为F=ma,其中F是合力,m是物体的质量,a是物体的加速度。

这个定律解释了为什么物体在受到力的作用下会产生加速度,以及加速度的大小与作用力和物体质量的关系。

第三定律,也被称为作用-反作用定律,提供了物体相互作用的规律。

根据这个定律,任何作用于物体A的力都会有一个等大、反向的作用力作用于物体B上。

换句话说,对于任何一对相互作用的力,力的大小相等、方向相反。

这个定律解释了为什么物体之间存在相互作用,以及作用力和反作用力的关系。

通过牛顿三大定律,我们可以分析和预测物体的运动状态。

首先,根据第一定律,如果一个物体不受任何外力作用,则会保持其运动状态。

如果一个物体在某个方向上受到合力作用,则物体将产生加速度,并且会以该方向的速度增加或减小。

其次,根据第三定律,如果一个物体作用于另一个物体,则第一个物体受到的作用力和第二个物体受到的反作用力相等、方向相反。

这个原理被广泛应用于物体碰撞、推进系统和天体运动等领域。

牛顿三大定律对于理解和解释物体运动的原理至关重要。

它们为我们提供了一个框架,通过观察和分析物体的运动,我们可以应用这些定律来计算和预测物体的运动轨迹和速度变化。

这些定律不仅适用于地球上的物体,也适用于天体力学中的星球和恒星等。

总结起来,牛顿三大定律是物理力学中的基础定律,它们揭示了物体运动的原理和规律。

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(一)牛顿第一定律(即惯性定律)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

(1)理解要点:①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。

②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。

③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。

④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。

(2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。

①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。

②质量是物体惯性大小的量度。

③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量=2/严格相等。

m Fr GM④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。

(二)牛顿第二定律1. 定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比,跟物体的质量m成反比。

=2. 公式:F ma合理解要点:①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失;②方向性:a与F合都是矢量,方向严格相同;③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是该时刻作用在该物体上的合外力。

(三)力的平衡1. 平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态。

特点:a=0。

2. 平衡条件F0。

共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即∑=3. 平衡条件的推论(1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等大反向;(2)物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平衡状态,这三个力必为共点力;(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。

(四)牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,公式=-'。

可写为F F、、(在国际制单位中)(五)力学基本单位制:kg m s2. 应用牛顿第二定律解题的一般步骤①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向;③建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余分解到两坐标轴上;④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值。

3. 解决共点力作用下物体的平衡问题思路(1)确定研究对象:若是相连接的几个物体处于平衡状态,要注意“整体法”和“隔离法”的综合运用;(2)对研究对象受力分析,画好受力图;(3)恰当建立正交坐标系,把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上。

建立正交坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上。

(4)列平衡方程,求解未知量。

4. 求解共点力作用下物体的平衡问题常用的方法(1)有不少三力平衡问题,既可从平衡的观点(根据平衡条件建立方程求解)——平衡法,也可从力的分解的观点求解——分解法。

两种方法可视具体问题灵活运用。

(2)相似三角形法:通过力三角形与几何三角形相似求未知力。

对解斜三角形的情况更显优势。

(3)力三角形图解法,当物体所受的力变化时,通过对几个特殊状态画出力图(在同一图上)对比分析,使动态问题静态化,抽象问题形象化,问题将变得易于分析处理。

5. 处理临界问题和极值问题的常用方法涉及临界状态的问题叫临界问题。

临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态,常伴有极值问题出现。

如:相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零;存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力,弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。

临界问题常伴有特征字眼出现,如“恰好”、“刚刚”等,找准临界条件与极值条件,是解决临界问题与极值问题的关键。

例1. 如图1所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线另一端拴一质量为m 的小球。

当滑块以2g 加速度向左运动时,线中拉力T 等于多少?解析:当小球和斜面接触,但两者之间无压力时,设滑块的加速度为a'此时小球受力如图2,由水平和竖直方向状态可列方程分别为: T ma T mg cos 'sin 45450︒=︒-=⎧⎨⎩解得:a g '=由滑块A 的加速度a g a =>2',所以小球将飘离滑块A ,其受力如图3所示,设线和竖直方向成β角,由小球水平竖直方向状态可列方程T ma T mg sin ''cos ββ=-=⎧⎨⎩解得:()()T ma mg mg '=+=225例2. 如图4甲、乙所示,图中细线均不可伸长,物体均处于平衡状态。

如果突然把两水平细线剪断,求剪断瞬间小球A 、B 的加速度各是多少?(θ角已知)解析:水平细线剪断瞬间拉力突变为零,图甲中OA 绳拉力由T 突变为T',但是图乙中OB 弹簧要发生形变需要一定时间,弹力不能突变。

(1)对A 球受力分析,如图5(a ),剪断水平细线后,球A 将做圆周运动,剪断瞬间,小球的加速度a 1方向沿圆周的切线方向。

F mg ma a g 111==∴=sin sin θθ,(2)水平细线剪断瞬间,B 球受重力G 和弹簧弹力T 2不变,如图5(b )所示,则 F m g a g B 22=∴=tan tan θθ,小结:(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。

分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该瞬时前后的受力情况及其变化。

(2)明确两种基本模型的特点:A. 轻绳的形变可瞬时产生或恢复,故绳的弹力可以瞬时突变。

B. 轻弹簧(或橡皮绳)在两端均联有物体时,形变恢复需较长时间,其弹力的大小与方向均不能突变。

例3. 传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s 的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图6所示。

今在传送带上端A 处无初速地放上一个质量为m kg =05.的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A 到B 的长度为16m ,g 取102m s /,则物体从A 运动到B 的时间为多少?解析:由于μθ=<=05075.tan .,物体一定沿传送带对地下移,且不会与传送带相对静止。

设从物块刚放上到皮带速度达10m/s ,物体位移为s 1,加速度a 1,时间t 1,因物速小于皮带速率,根据牛顿第二定律,a mg mg mm s 1210=+=sin cos /θμθ,方向沿斜面向下。

t v a s s a t m 1111121125====<,皮带长度。

设从物块速率为102m s /到B 端所用时间为t 2,加速度a 2,位移s 2,物块速度大于皮带速度,物块受滑动摩擦力沿斜面向上,有:a mg mg mm s s vt a t 2222222212=-==+sin cos /θμθ即1651012212222-=+⨯=t t t s ,(t s 210=-舍去) 所用总时间t t t s =+=122例4. 如图7,质量M kg =8的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N 。

当小车向右运动速度达到3m/s 时,在小车的右端轻放一质量m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=02.,假定小车足够长,问: (1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?(2)小物块从放在车上开始经过t s 030=.所通过的位移是多少?(g 取102m s /)解析:(1)依据题意,物块在小车上停止运动时,物块与小车保持相对静止,应具有共同的速度。

设物块在小车上相对运动时间为t ,物块、小车受力分析如图8:物块放上小车后做初速度为零加速度为a 1的匀加速直线运动,小车做加速度为a 2匀加速运动。

由牛顿运动定律:物块放上小车后加速度:a g m s 122==μ/小车加速度:()a F mg M m s 2205=-=μ/./v a t v a t11223==+由v v 12=得:t s =2(2)物块在前2s 内做加速度为a 1的匀加速运动,后1s 同小车一起做加速度为a 2的匀加速运动。

以系统为研究对象:根据牛顿运动定律,由()F M m a =+3得:()a F M m m s 3208=+=/./物块位移s s s =+12()()s a t ms v t at m s s s m112212212124124484===+==+=//..例5. 将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。

当箱以a m s =202./的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为6.0 N ,下底板的传感器显示的压力为10.0 N 。

(取g m s =102/)(1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况。

(2)若上顶板传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?启迪:题中上下传感器的读数,实际上是告诉我们顶板和弹簧对m的作用力的大小。

对m受力分析求出合外力,即可求出m的加速度,并进一步确定物体的运动情况,但必须先由题意求出m的值。

解析:当a m s1220=./减速上升时,m受力情况如图10所示:mg N N mamN Ng akg kg +-==--=--=12121110610205.(1)N N N N NN22121025'''====,∴+-= N mg N120''故箱体将作匀速运动或保持静止状态。

(2)若N10"=,则()F N mg N NaFmm s合合(向上)=-≥-= =≥22105510"/即箱体将向上匀加速或向下匀减速运动,且加速度大小大于、等于102m s/。

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