牛顿运动定律的综合应用
知识要点梳理一、瞬时加速度的分析
牛顿第二定律F合ma左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为m的物体在此合外力作用下的效果是产生加速度a。合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,a为某一时刻的加速度,F合即为该时刻物体所受的合外力,对同一物体的a与F合关系为“同时变”。分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析那一时刻前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。此类问题应注意两种基本模型的建立:1钢性绳或接触面:认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断或脱离后,其弹力立即消失,不需要恢复弹性形变的时间。一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。2弹簧或橡皮绳:此种物体的特点是形变量大,恢复弹性形变需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变。
二、力、加速度、速度的关系
牛顿第二定律说明了力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化物体的运动状态发生变化。合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,但速度和加速度不是瞬时关系。①物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的大小关系是F合=ma。只要有合力,不管速度是大、还是小、或是零,都有加速度;只有合力为零,加速度才能为零,一般情况下,合力与速度无必然的联系,只有速度变化才与合力有必然的联系。②合力与物体运动速度同方向时,物体做加速运动;反之物体做减速运动。③物体所受到合外力的大小决定了物体当时加速度的大小,而物体加速度的大小又是单位时间内速度的变化量的大小(速度的变化率)。加速度大小与速度大小无必然的联系,与速度的变化大小也无必然的联系,加速度的大小只与速度的变化快慢有关。④区别加速度的定义式与决定式定义式:,即加速度定义为速度变化量与所用时间的比值。而揭示了加速度决定于物体
所受的合外力与物体的质量。
三、整体法和隔离法分析连接体问题
在研究力与运动的关系时,常会涉及相互关联物体间的相互作用问题,即连接体问题。1、连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。
f2、外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。说明:外力和内力是相对的,这要看我们选择的研究对象,一般r