牛顿第二习题.docx

牛顿第二习题 其次章 牛顿定律一、主要内容本章内容包括力的概念及其计算方法，重力、弹力、摩擦力的概念及其计算，牛顿运动定律，物体的平衡，失重和超重等概念和规律其中重点内容重力、弹力和摩擦力在牛顿其次定律中的应用，这其中要求学生要能够建立起正确的“运动和力的关系”因此，深刻理解牛顿第必须律，那么是本章中运用牛顿其次定律解决详细的物理问题的根底二、根本方法本章中所涉及到的根本方法有：力的分解与合成的平行四边形法那么，这是全部矢量进展加、减法运算过程的通用法那么；运用牛顿其次定律解决详细实际问题时，常须要将某一个物体从众多其他物体中隔离出来进展受力分析的“隔离法”，隔离法是分析物体受力状况的根底，而对物体的受力状况进展分析又是应用牛顿其次定律的根底因此，这种从困难的对象中隔离出某一孤立的物体进展探究的方法，在本章中便显得非常重要 三、错解分析 在本章学问应用的过程中，初学者常犯的错误主要表此时此刻：对物体受力状况不能进展正确的分析，其缘由通常出此时此刻对弹力和摩擦力的分析与计算方面，特殊是对摩擦力〔尤其是对静摩擦力〕的分析；对运动和力的关系不能精确地把握，如在运用牛顿其次定律和运动学公式解决问题时，常表现出用矢量公式计算时出现正、负号的错误，其本质缘由就是对运动和力的关系没能正确驾驭，误以为物体受到什么方向的合外力，那么物体就向那个方向运动。

例1 甲、乙两人手拉手玩拔河嬉戏，结果甲胜乙败，那么甲乙两人谁受拉力大？【错解】因为甲胜乙，所以甲对乙的拉力比乙对甲的拉力大就像拔河一样，甲方胜必须是甲方对乙方的拉力大错解缘由】产生上述错解缘由是学生凭主观想像，而不是按物理规律分析问题遵照物理规律我们知道物体的运动状态不是由哪一个力确定的而是由合外力确定的甲胜乙是因为甲受合外力对甲作用的结果甲、乙两人之间的拉力依据牛顿第三定律是相互作用力，甲、乙二人拉力一样大分析解答】甲、乙两人相互之间的拉力是相互作用力，依据牛顿第三定律，大小相等，方向相反，作用在甲、乙两人身上评析】生活中有一些感觉不总是正确的，不能把生活中的经历，感觉当成规律来用，要运用物理规律来解决问题当前第 1 页共14页例2 如图2－1所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力，F1，F2和摩擦力，处于静止状态其中F1=10N，F2=2N假设撤去力F1那么木块在水平方向受到的合外力为〔 〕A.10N向左 B.6N向右 C.2N向左 D.0【错解】木块在三个力作用下保持静止当撤去F1后，另外两个力的合力与撤去力大小相等，方向相反故A正确错解缘由】造成上述错解的缘由是不加分析生搬硬套运用“物体在几个力作用下处于平衡状态，假如某时刻去掉一个力，那么其他几个力的合力大小等于去掉这个力的大小，方向与这个力的方向相反”的结论的结果。

事实上这个规律成立要有一个前提条件，就是去掉其中一个力，而其他力不变此题中去掉F1后，由于摩擦力发生改变，所以结论不成立 【分析解答】由于木块原来处于静止状态，所以所受摩擦力为静摩擦力依据牛二定律有F1-F2-f=0此时静摩擦力为8N方向向左撤去F1后，木块水平方向受到向左2N的力，有向左的运动趋势，由于F2小于最大静摩擦力，所以所受摩擦力仍为静摩擦力此时—F2+f′=0即合力为零故D选项正确评析】摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运动的状况，所谓运动趋势，一般被说明为物体要动还未动这样的状态没动是因为有静摩擦力存在，阻碍相对运动产生，使物体间的相对运动表现为一种趋势由此可以确定运动趋势的方向的方法是假设静摩擦力不存在，判定物体沿哪个方向产生相对运动，该相对运动方向就是运动趋势的方向假如去掉静摩擦力无相对运动，也就无相对运动趋势，静摩擦力就不存在例3 如图2－2所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m，当用于缓慢抬起一端时，木板受到的压力和摩擦力将怎样改变？【错解】以木板上的物体为探究对象物体受重力、摩擦力、支持力因为物体静止，那么依据牛顿其次定律有 错解一：据式②知道θ增加，f增加。

错解二：另有错解认为据式②知θ增加，N减小那么f=μN说明f削减当前第 2 页共14页【错解缘由】错解一和错解二都没能把木板缓慢抬起的全过程相识透只抓住一个侧面，缺乏对物理情景的分析假设能从木块相对木板静止入手，分析出再抬高会相对滑动，就会幸免错解一的错误假设想到f=μN是滑动摩擦力的判据，就应考虑滑动之前怎样，也就会幸免错解二 【分析解答】以物体为探究对象，如图2－3物体受重力、摩擦力、支持力物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动静止时可以依据错解一中的解法，可知θ增加，静摩擦力增加当物体在斜面上滑动时，可以同错解二中的方法，据f=μN，分析N的改变，知f滑的改变θ增加，滑动摩擦力减小在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变依据错解中式②知压力始终减小所以抬起木板的过程中，摩擦力的改变是先增加后减小压力始终减小评析】物理问题中有一些改变过程，不是单调改变的在平衡问题中可算是一类问题，这类问题应抓住探究变量与不变量的关系可从受力分析入手，列平衡方程找关系，也可以利用图解，用矢量三角形法那么解决问题如此题物体在未滑动时，处于平衡状态，加速度为零所受三个力围成一闭合三角形如图2－4类似问题如图2－5用绳将球挂在光滑的墙面上，绳子变短时，绳的拉力和球对墙的压力将如何改变。

从对应的矢量三角形图2－6不难看出，当绳子变短时，θ角增大，N增大，T变大图2－7在AC绳上悬挂一重物G，在AC绳的中部O点系一绳BO，以水平力F牵动绳BO，保持AO方向不变，使BO绳沿虚线所示方向缓缓向上移动在这过程中，力F和AO绳上的拉力改变状况怎样？用矢量三角形〔如图2－8〕可以看出T变小，F先变小后变大这类题的特点是三个共点力平衡，通常其中一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，大小变，第三个力大小、方向均变更还有时是一个力大小、方向不变，另一个力大小不变，方向变，第三个力大小、方向都变更 当前第 3 页共14页例4 如图2－9物体静止在斜面上，现用水平外力F推物体，在外力F由零渐渐增加的过程中，物体始终保持静止，物体所受摩擦力怎样改变？ 【错解】错解一：以斜面上的物体为探究对象，物体受力如图2－10，物体受重力mg，推力F，支持力N，静摩擦力f，由于推力F水平向右，所以物体有向上运动的趋势，摩擦力f的方向沿斜面对下依据牛顿其次定律列方程f+mgsinθ=Fcosθ ① N-Fsinθ-mgcosθ=0 ②由式①可知，F增加f也增加所以在改变过程中摩擦力是增加的。

错解二：有一些同学认为摩擦力的方向沿斜面对上，那么有F增加摩擦力削减 【错解缘由】上述错解的缘由是对静摩擦力相识不清，因此不能分析出在外力改变过程中摩擦力的改变分析解答】此题的关键在确定摩擦力方向由于外力的改变物体在斜面上的运动趋势有所改变，如图2－10，当外力较小时〔Fcosθ＜mgsinθ〕物体有向下的运动趋势，摩擦力的方向沿斜面对上F增加，f削减与错解二的状况一样如图2－11，当外力较大时〔Fcosθ＞mgsinθ〕物体有向上的运动趋势，摩擦力的方向沿斜面对下，外力增加，摩擦力增加当Fcosθ=mgsinθ时，摩擦力为零所以在外力由零渐渐增加的过程中，摩擦力的改变是先减小后增加 【评析】假设斜面上物体沿斜面下滑，质量为m，物体与斜面间的摩擦因数为μ，我们可以考虑两个问题稳固前面的分析方法当前第 4 页共14页〔1〕 F为怎样的值时，物体会保持静止〔2〕F为怎样的值时，物体从静止起先沿斜面以加速度a运动 受前面问题的启发，我们可以想到F的值应是一个范围首先以物体为探究对象，当F较小时，如图2－10物体受重力mg、支持力N、斜向上的摩擦力f和F物体刚好静止时，应是F的边界值，此时的摩擦力为最大静摩擦力，可近似看成f静=μN〔最大静摩擦力〕如图建立坐标，据牛顿其次定律列方程 当F从今值起先增加时，静摩擦力方向起先仍旧斜向上，但大小减小，当F增加到FCOSθ=mgsinθ时，即F=mg·tgθ时，F再增加，摩擦力方向改为斜向下，仍可以依据受力分析图2-11列出方程 随着F增加，静摩擦力增加，F最大值对应斜向下的最大静摩擦力。

要使物体静止F的值应为 关于其次个问题提示读者留意题中并未提出以加速度a向上还是向下运动，应考虑两解，此处不详解此，给出答案供参考 当前第 5 页共14页本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页。