高中物理总复习牛顿运动定律

高中物理总复习牛顿运动定律内容摘要：

仅受静摩擦力作用，而 整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。 可以先求出木块的加速度   c o ssin  ga ，再在水平方向对质点组用牛顿第二定律，很容易得到：  c o s)c o s( s in  mgFf 如果给出斜面的质量 M，本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为： FN=Mg+mg(cosα +μ sinα )sinα ，这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。 例 7. 如图所示， mA=1kg， mB=2kg， A、 B间静摩擦力的最大值是 5N，水平面光滑。 用水平力 F拉 B，当拉力大小分别是 F=10N和 F=20N时，A、 B 的加速度各多大。 解：先确定临界值，即刚好使 A、 B发生相对滑动的 F值。 当 A、 B间的静摩 擦力达到 5N 时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动， A在滑动摩擦力作用下加速运动。 这时以 A为对象得到 a =5m/s2；再以 A、 B系统为对象得到 F =（ mA+mB） a =15N ⑴当 F=10N15N 时， A、 B 一定仍相对静止，所以 2BABA / s mmFaa ⑵当 F=20N15N 时， A、 B 间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：BBAA amamF  ，而 a A =5m/s2，于是可以得到 a B =2 例 8. 长 L 的轻杆两端分别固定有质量为 m 的小铁球，杆的三等分点 O处有光滑的水平转动轴。 用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，求轴对杆的作用力 F的大小和方向。 解：根据系统机械能守恒可求出小球 1 在最高点的速度 v：mgL=mgL+mv2+m(2v)2， 在竖直位置 对系统用牛顿第二定律 ，以向下为正方向，设轴对系统的作用力 F 向上， 3/2 23/2 22 L vmLmvFmg  ，得到 F= 五、向心力和向心加速度（牛顿第二定律在圆周运动中的应用） 匀速圆 周运动 物体所受的合力为向心力 “向心力”是一种效果力。 任何一个力，或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其 效果是使物体做匀速圆周运动 的，都可以作为向心力。 ，当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其 沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小 ；其 沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向。 分别与它们相应的 向心加速度描述速度方向变化的快慢，切向加速度描述速度大小变化的快慢。 做圆周运动物体所受的向心力和向心加 速度的关系同样遵从牛顿第二定律： Fn=man在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出 外界给物体提供的合外力 ，右边写出 物体需要的向心力 （可选用 RTmRmRmv 222 2   或或等各种形式）。 O 1 2 α A B F 20202020 年度第一阶段高考总复习 18 如果沿半径方向的合外力大于做圆周运动所需的向心力，物体将做向心运动，半径将减小；如果沿半径方向的合外力小于做圆周运动所需的向心力，物体将做离心运动，半径将增大。 圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。 其特点是由 物体所受的重力与弹力的合力充当向心力 ， 向心力的方向水平。 也 可以说是其中 弹力的水平分力提供向心力（弹力的竖直分力和重力互为平衡力）。 例 9. 小球在半径为 R 的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的 θ （小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度 v、周期 T的关系。 （小球的半径远小于 R。 ） 解：小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心），向心力 F是重力 G和支持力 N的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。 如图所示有： 22 s ins intan  mRR mvmg  ，由此可得： ghgRTgRv  2c os2,s i ntan ，（式中 h 为小球轨道平面到 球心的高度）。 可见，θ 越大（即轨迹所在平面越高）， v越大， T越小。 本题的分析方法和结论 同样适用于圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等在水平面内的匀速圆周运动的问题。 共同点是由重力和弹力的合力提供向心力，向心力方向水平。 这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。 物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而在最高点处， 向心力向下，重力也向 下，所以弹力的方向就不能确定了 ，要分三种情况进行讨论。 ⑴ 弹力只可能向下 ，如绳拉球。 这种情。