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牛顿运动定律

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牛顿运动定律

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牛顿运动定律


    设小球处在刚离开斜面或刚不离开斜面的临界状态(n刚好为零)时斜面向右的加速度为a0,此时对小球由牛顿第二定律得
      tcosθ=ma0………①      tsinθ-mg=0………②
    由①②式解得a0=gctgθ=7.5m/s2.
    由于斜面的加速度a=10m/s2>a0,可知小球已离开斜面.则
    t= =2.83 n,         n=0.
说明:若斜面体向左加速运动,小球及绳将可能处于何种状态?斜面体对地面的压力在向右加速和向左加速时比(m+m)g大还是小?
【例3】如图,车厢中有一倾角为300的斜面,当火车以10m/s2的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m与车厢相对静止,分析物体m所受摩擦力的方向.
    解析:方法一:m受三个力作用,重力mg、弹力 n、静摩擦力f. f的方向难以确定.我们先假设这个力不存在,那么如图,mg与n只能在水平方向产生mg tgθ的合力,此合力只能产生gtg300= g的加速度,小于题目给定的加速度,故斜面对m的静摩擦力沿斜面向下.
    方法二:假定m所受的静摩擦力沿斜面向上.将加速度a正交分解,沿斜面方向根据牛顿定律有mgsin300一f=macos300
    解得f=5(1一 )m,为负值,说明f的方向与假定的方向相反,应是沿斜面向下.
    说明:极端分析法、特值分析法、临界分析法、假设法等都是解答物理题时常用到的思维方法.望同学们结合平时的解题训练,认真地体会各种方法的实质、特点,总结每种方法的适用情境.
规律方法
  1、连接体的求解方法
【例4】如图所示,a,b并排紧贴着放在光滑的水平面上,用水平力f1 ,f2同时推a和b.如f1=10n,f2=6n,ma<mb,则a,b间的压力可能为(  ab    )
    a. 9 n; b. 9.5 n;c. 11 n; d. 7 n;
    解:设a,b间的压力为n,对a,b分别应用牛顿第二定律得
f1一n= maa………①
n一f2=mba………②            由①②式得n=8+
物体的质量只能大于零,即ma>0,mb>0,由此可知 .
由③式可推出n>8 'n.综上分析得8 n<n<10 n;    故答案:ab
【例5】如图所示,等臂天平左端挂一质量不计的光滑定滑轮,跨过滑轮的轻绳,两端各拴一物体a和b.已知物体b的质量mb=3kg,欲使天平平衡,物体c的质量可能为()
     a. 3 kg ;b. 9 kg;   c. 12 kg ;    d. 15 kg
解:设绳的拉力为t,对物体a,b,分别由牛顿第二定律有
    mbg一t=mba,①
    t-mag=maa.②
由①②式得 ;对物体c,由平衡条件有
当ma→o时,有mc=0
当ma→∞时,有mc=4mb=12 kg
得0<mc<12kg;,故选项a、b正确
   “利用区间解选择题”,对有些物理选择题,若能够相应的物理规律,确定出所求物理量的取值范      反复推论便可迅速求解,这是一种重复的解题方法:
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