牛頓運動定律
直升機返回,由牛頓第二定律得:
解得水箱中水的質量為:m=4.5×103 kg
第三單元 牛頓運動定律的應用(一)
基礎知識
一、牛頓運動定律的解題步驟
應用牛頓第二定律解決問題時,應按以下步驟進行.
1.分析題意,明確已知條件和所求量
2、選取研究對象;所選取的對象可以是一個物體,也可以是幾個物體組成的系統,同一個題目,根據題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象。
3.對其進行受力情況分析和運動情況分析(切莫多力與缺力);
4.根據牛頓第二定律列出方程;
說明:如果只受兩個力,可以用平行四邊形法則求其合力,如果物體受力較多,一般用正交分解法求其合力,如果物體做直線運動,一般把力分解到沿運動方向和垂直于運動方向;當求加速度時,要沿著加速度的方向處理力;當求某一個力時,可沿該力的方向分解加速度;
5.把各量統一單位,代入數值求解;
二、注意事項:
①由于物體的受力情況與運動狀態有關,所以受力分析和運動分析往往同時考慮,交叉進行,在畫受力分析圖時,把所受的外力畫在物體上(也可視為質點,畫在一點上),把v0和a的方向標在物體的旁邊,以免混淆不清。
②建立坐標系時應注意:
a.如果物體所受外力都在同一直線上,應建立一維坐標系,也就是選一個正方向就行了。如果物體所受外力在同一平面上,應建立二維直角坐標系。
b.僅用牛頓第二定律就能解答的問題,通常選加速度a的方向和垂直于a的方向作為坐標軸的正方向,綜合應用牛頓定律和運動學公式才能解答的問題,通常選初速度v0的方向和垂直于v0的方向為坐標軸正方向,否則易造成“十”“一”號混亂。
c.如果所解答的問題中,涉及物體運動的位移或時間,通常把所研究的物理過程的起點作為坐標原點。
③解方程的方法一般有兩種:一種是先進行方程式的文字運算,求得結果后,再把單位統一后的數據代入,算出所求未知量的值。另一種是把統一單位后的數據代入每個方程式中,然后直接算出所求未知量的值,前一種方法的優點是:可以對結果的文字式進行討論,研究結果是否合理,加深對題目的理解;一般都采用這種方法,后一種方法演算比較方便,但是結果是一個數字,不便進行分析討論。(特別指出的是:在高考試題的參考答案中,一般都采用了前一種方法,)
【例1】如圖所示.地面上放一m=40kg的木箱,用大小為 10 n與水平方向夾角300的力推木箱,木箱恰好勻速運動,若用此力與水平方向成300角斜向上拉木箱,30s可使木箱前進多少米?(g取10m/s2)
解析:木箱受重力mg,地面支持力n,推力f以及地面對它的摩擦力f.勻速運動時: fx=fcos300,fy=fsin300
豎直方向:n-mg-fsin300=0,所以n=mg+fsin300