牛顿运动定律的应用知识讲解
一、综合应用牛顿运动定律和运动学公式解题的步骤
1、确定研究对象.
2、将研究对象隔离出来进行受力分析,并画出受力图.
3、分析研究对象的运动情况,画出运动简图:标出物体的速度方向(为了考虑滑动摩擦力的方向)及加速度方向(即合外力的方向).
4、应用牛顿第二定律列方程,应用运动学公式列式.
5、解方程求解未知量,分析讨论所求结果是否正确合理.
正确地对物体进行受力情况和运动情况的分析是解决动力学问题的关键.物体的受力分析
根据解题的需要或方便选取研究对象,然后对研究对象进行受力分析,分析物体到底受几个力,各个力的方向如何,画出受力图,再判断一下,物体受到的力有哪些是已知的,哪些是未知的.不能把研究对象对其他物体的作用力画在受力图上.
二、分析物体受力的方法
l、根据力的产生条件进行分析.在力学中主要分析重力、弹力、摩擦力.弹力和摩擦力都是接触力,只有那些跟研究对象接触的物体才可能给研究对象以力的作用,再根据弹力和摩擦力的产生条件分析有没有弹力和摩擦力.这一点在第一章中做了详细的分析,可以这么说,学习有关弹力和摩擦力的知识是为了应用牛顿运动定律做准备,通过应用又可以使我们对弹力和摩擦力的理解更深刻.
2、根据运动状态的变化即产生加速度的效果进行分析.物体的受力情况与物体运动状态的改变密不可分.根据产生条件难以分析的某些被动力,如弹力和摩擦力,它们的大小和方向与物体的受力情况和运动情况都有关系.可以通过分析产生加速度这一效果,由加速度方向确定合外力的方向,利用力的合成和分解知识分析弹力和摩擦力.
3、根据牛顿第三定律分析.当物体受到的作用力难以分析时,可以转换研究对象,先分析这个力的反作用,进而分析该力的大小和方向.
三、物体运动情况的分析
对物体运动情况的分析主要有以下几个方面:
l、分析研究对象有没有初速度,初速度的方向如何.
2、分析研究对象做什么性质的运动,是匀速直线运动,还是匀加速直线运动或是匀减速运动.
3、看着从受力情况或从运动学公式,是否能确定加速度的大小和方向.
4、分清物体经历的是一个阶段的运动(
不变),还是连续发生的分阶段运动,相邻两段运动中哪些物理量必定相同.
因此,拿到题目之后,要对物体进行必要的分析.而初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式和运动学公式,结果把有初速度的当作无初速度,有摩擦的以为没有摩擦,多过程的问题误认为是单个过程,这样不但会解错题目,而且形成一种乱套公式的不良习惯.认真审题,弄清物体受力情况和运动情况,确定了解题思路再着手解题,这是解题的基本方法也是必须训练的基本功.
由于物体的受力情况与运动情况密不可分,所以受力分析和运动分析往往是同时考虑,交叉进行,在画受力分析图时,把所受的外力画在物体上(将物体视为质点,画在一点上),把
和 的方向标在物体的旁边,以免混淆不清.经过一段时间训练分析熟练了,为了突出重点.有些力(如重力和地面的弹力)可不画出来,但要心中有数.(如果拉力是斜向上的,最好将重力和弹力画出来,以防止误将弹力大小等于重力).
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