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从2013高考探究牛顿第二定律的分类应用

2014-04-23蒋海涛

中学生理科应试 2014年2期
关键词:受力定律加速度

蒋海涛

牛顿第二定律的表达式是F合=ma,需要注意的是定律是状态矢量方程,通常对定律的应用分为由受力情况确定运动情况和由运动情况确定受力情况,其实这种分类是宽泛的,根据具体问题,分类Ⅰ,从问题设置已知与所求特征,定律的应用应该分为纯用和综用,所谓纯用即问题的设置已知和所求仅涉及力和加速度,而不涉及运动情况,也就是不要求分析速度和位移等运动信息;将此延伸,就是综用,即由受力情况得到加速度,再结合初始条件确定运动情况,或上述过程逆向设置;分类Ⅱ,根据研究对象个数的呈现,可分为单体和系统问题,这里自然涉及内力和外力的分析与求解,即整体法与隔离法;

分析与解答这里涉及变力的作用,关键是从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,此时气球速度为零,没有阻力,在这一状态受力分析,应用牛顿第二定律,F-mg=ma,代入数据就得到浮力大小为4830 N,结合由于气球体积不变,所以浮力一直就是4830 N,选项A正确;随着气球速度的增加,阻力越来越大,所以选项B错;在气球达到匀速运动之前,根据F-mg-f=ma,可见,气球的加速度逐渐减小,所以上升到10秒时气球的速度小于5 m/s,选项C错;匀速运动时,加速度为零,对F-mg-f=ma,令加速度a=0,就得到空气阻力为230 N,答案AD.

当甲、乙经过任意位置时,做轨迹在这一点的切线,设倾角为α,则此时加速度大小就是a=gsinα,显然甲的加速度不断减小,乙的加速度不断增加,根据倾角关系,一开始甲的加速度大于乙的加速度,而后来情况相反,所以选项A错;根据机械能守恒定律,它们到达同一高度速度大小相同,所以选项B正确;选项C、D属于综用,在此是由受力情况确定运动情况,结合选项A,这样它们的速率时间图象如图4所示,而且它们的路程,这样就有图象中的阴影部分面积相同,就得到甲比乙先到达B处,所以选项D正确,同时得到选项C错,答案BD.

牛顿第二定律的表达式是F合=ma,需要注意的是定律是状态矢量方程,通常对定律的应用分为由受力情况确定运动情况和由运动情况确定受力情况,其实这种分类是宽泛的,根据具体问题,分类Ⅰ,从问题设置已知与所求特征,定律的应用应该分为纯用和综用,所谓纯用即问题的设置已知和所求仅涉及力和加速度,而不涉及运动情况,也就是不要求分析速度和位移等运动信息;将此延伸,就是综用,即由受力情况得到加速度,再结合初始条件确定运动情况,或上述过程逆向设置;分类Ⅱ,根据研究对象个数的呈现,可分为单体和系统问题,这里自然涉及内力和外力的分析与求解,即整体法与隔离法;

分析与解答这里涉及变力的作用,关键是从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,此时气球速度为零,没有阻力,在这一状态受力分析,应用牛顿第二定律,F-mg=ma,代入数据就得到浮力大小为4830 N,结合由于气球体积不变,所以浮力一直就是4830 N,选项A正确;随着气球速度的增加,阻力越来越大,所以选项B错;在气球达到匀速运动之前,根据F-mg-f=ma,可见,气球的加速度逐渐减小,所以上升到10秒时气球的速度小于5 m/s,选项C错;匀速运动时,加速度为零,对F-mg-f=ma,令加速度a=0,就得到空气阻力为230 N,答案AD.

当甲、乙经过任意位置时,做轨迹在这一点的切线,设倾角为α,则此时加速度大小就是a=gsinα,显然甲的加速度不断减小,乙的加速度不断增加,根据倾角关系,一开始甲的加速度大于乙的加速度,而后来情况相反,所以选项A错;根据机械能守恒定律,它们到达同一高度速度大小相同,所以选项B正确;选项C、D属于综用,在此是由受力情况确定运动情况,结合选项A,这样它们的速率时间图象如图4所示,而且它们的路程,这样就有图象中的阴影部分面积相同,就得到甲比乙先到达B处,所以选项D正确,同时得到选项C错,答案BD.

牛顿第二定律的表达式是F合=ma,需要注意的是定律是状态矢量方程,通常对定律的应用分为由受力情况确定运动情况和由运动情况确定受力情况,其实这种分类是宽泛的,根据具体问题,分类Ⅰ,从问题设置已知与所求特征,定律的应用应该分为纯用和综用,所谓纯用即问题的设置已知和所求仅涉及力和加速度,而不涉及运动情况,也就是不要求分析速度和位移等运动信息;将此延伸,就是综用,即由受力情况得到加速度,再结合初始条件确定运动情况,或上述过程逆向设置;分类Ⅱ,根据研究对象个数的呈现,可分为单体和系统问题,这里自然涉及内力和外力的分析与求解,即整体法与隔离法;

分析与解答这里涉及变力的作用,关键是从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,此时气球速度为零,没有阻力,在这一状态受力分析,应用牛顿第二定律,F-mg=ma,代入数据就得到浮力大小为4830 N,结合由于气球体积不变,所以浮力一直就是4830 N,选项A正确;随着气球速度的增加,阻力越来越大,所以选项B错;在气球达到匀速运动之前,根据F-mg-f=ma,可见,气球的加速度逐渐减小,所以上升到10秒时气球的速度小于5 m/s,选项C错;匀速运动时,加速度为零,对F-mg-f=ma,令加速度a=0,就得到空气阻力为230 N,答案AD.

当甲、乙经过任意位置时,做轨迹在这一点的切线,设倾角为α,则此时加速度大小就是a=gsinα,显然甲的加速度不断减小,乙的加速度不断增加,根据倾角关系,一开始甲的加速度大于乙的加速度,而后来情况相反,所以选项A错;根据机械能守恒定律,它们到达同一高度速度大小相同,所以选项B正确;选项C、D属于综用,在此是由受力情况确定运动情况,结合选项A,这样它们的速率时间图象如图4所示,而且它们的路程,这样就有图象中的阴影部分面积相同,就得到甲比乙先到达B处,所以选项D正确,同时得到选项C错,答案BD.

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