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例说牛顿第二定律在解物理题中的应用

2017-03-29穆敬仁

课程教育研究·上 2017年2期
关键词:应用

穆敬仁

【摘要】牛顿第二定律是物理中的重点和难点,在解题中的应用非常广泛。

【关键词】例说 牛顿第二定律 解物理题 应用

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)02-0179-02

我们在解有关物体运动和力关系的问题时,通常把物体的受力和牛顿第二定律联系起来,今来总结一下牛顿第二定律在解物理题中的应用。

一、由物体的受力来确定其运动

例1.一质量为m的物体,沿倾角为θ的斜面以初速度v0向下运动,已知物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,求物体在t秒末的速度和t秒内的位移(设斜面足够长)。

分析与解:对该物体,受力如图1所示,建立直角坐标系:

在沿斜面方向上,由牛顿第二定律:mgsinθ- Ff =ma…①

在垂直斜面方向上,由力的平衡得:mgcosθ=FN ………②

由滑動摩擦力公式得:Ff =μFN…………………………③

由运动学公式得:vt= v0+at ……………………………④

由此可知:对由物体的受力来确定其运动的题型,我们一般是先对物体进行受力分析,建立直角坐标系,在物体有位移的方向上利用牛顿第二定律;在物体无位移的方向上利用力的平衡,再利用运动学公式,最后列式求解。

二、由物体的运动来确定其受力

例2.质量为1000kg的汽车,由静止在平直的路面上做匀加速直线运动,当它的速度达到72km/h的速度时,历时50s,若汽车与路面间的动摩擦因数为0.5,求汽车的牵引力的大小。

分析与解:由运动学公式得:vt=at,代入数值解得a=0.4m/s2,对汽车,受力如图2所示,由牛顿第二定律得:F-Ff =ma,由力的平衡:FN=mg,而Ff =μFN,由此解得:F=5300N,即汽车所受的牵引力的大小为5300N。

由此可知:对由物体的运动来确定其受力的题型,我们应先由运动学公式的来求出其加速度,在根据物体的受力并结合牛顿第二定律求出我们所求解的结果。

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