牛顿运动定律的适用范围 (1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系.不能用于非惯性系. (2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题.不能用来处理高速运动问题. (3)只适用于宏观物体.一般不适用于微——青夏教育精英家教网—

牛顿运动定律的适用范围 (1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系.不能用于非惯性系. (2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题.不能用来处理高速运动问题. (3)只适用于宏观物体.一般不适用于微观粒子. [典型例题] 题型1 已知物体的受力情况分析运动情况例1. 质量为60kg的物体以4m/s的速度竖直匀速下落.若竖直向上的力F突然变为630N.并持续2s的时间.则在这2s内物体下落的高度是多少?(g取) 解析:此题属于已知受力情况而求物体运动情况的类型.求解此类问题.不要急于寻找公式计算.而是要依据题意进行定性分析和半定量分析.分析物体的受力情况.明确物体的运动性质和运动状态的变化.建立起合理的物理情景.最后再运用定理计算求解. 图1 由题意可知.物体匀速下落时受到外力F与重力mg.此二力平衡.如图1甲所示.则有.当向上的力突然变为时.如图1乙所示.因故物体所受的合力向上.物体竖直向下做匀减速直线运动.由牛顿第二定律可得: 所以.其方向竖直向上. 由匀减速运动的位移公式可得: 即在这2s内物体下落的高度为7m. 答:物体在这2s内的位移为7m. 例2. 一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下.山坡的倾角.滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04.求5s内滑下来的路程和5s末的速度大小. 图2 解析:以滑雪人为研究对象.受力情况如图2所示.研究对象的运动状态为:垂直于山坡方向.处于平衡,沿山坡方向.做匀加速直线运动. 将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向.据牛顿第二定律列方程: 又因为由以上几式可得: 故答案: 点评:这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题.解决此类问题的基本思路是:根据受力分析确定运动情况. 例3. 质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角为的斜面体的顶端.叙面体静止时.小球紧靠在斜面上.线与斜面平行.如图3所示.不计摩擦.求在下列三种情况下.细线对小球的拉力. (1)斜面体以的加速度向右加速运动. (2)斜面体以的加速度向右加速运动. (3)斜面体以的加速度向右减速运动. 解析:小球与斜面体一起向右加速运动.当a较小时.小球受重力.拉力.弹力三个力作用,当a较大时.小球就会离开斜面.小球只受两个力的作用.故应先确定临界加速度先求小球虽没有离开斜面.但只受重力和绳拉力的临界加速度.如图4所示: 水平方向 ① 竖直方向 ② ①.②联立解得所以当加速度等于或大于时.小球将不受斜面的支持力作用. (1).所以小球受斜面支持力的作用.将沿水平方向和竖直方向分解.如图5所示: 图5 ③.④联立解得: 细线拉力斜面支持力 (2).所以这种情况下小球不受斜面支持力的作用.而且它将离开斜面.设此时细线与水平方向的夹角为.如图6所示: 图6 ⑤.⑥联立解得 (3)以加速度向右减速运动.加速度方向向左.小球受到重力mg.支持力和拉力作用. ⑦.⑧联立解得: 细线拉力斜面支持力点评:本题考查了运动状态的改变与受力情况的变化.关键要明确向右加速运动时.小球离开斜面时的临界加速度题型2 分解加速度而不分解力例4. 如图7所示.一自动电梯与水平面之间的夹角为.当电梯加速向上运动时.人对梯面的压力是其重力的6/5.试求人与梯面之间的摩擦力是其重力的多少倍? 图7 解析:人随电梯一起加速向上运动.人和电梯保持相对静止.二者具有相同的加速度a.对人进行受力分析.人受重力mg.支持力.以及人与梯面之间的静摩擦力.由于梯面是水平的.因此梯面对人的静摩擦力方向必然沿水平方向.且方向向右. 建立直角坐标系:取水平向右(即的方向)为x轴正方向.竖直方向为y轴正方向.其受力如图8所示. 图8 将加速度a分解在x轴和y轴方向上.则有由牛顿第二定律可得 x轴方向: ① y轴方向: ② 又 ③ 联立①②③可解得点评:此题通过分析受力情况发现力都是垂直的.所以采用分解加速度的方法.简化了解题过程.至于采用哪种方法.要根据题目的具体条件和所求.灵活地建立坐标系.使解题简便.不能一概而论. 例5. 如图9所示.一水平传送带以2m/s的速度做匀速运动.传送带两端的距离为.将一物体轻轻地放在传送带一端.物体由这一端运动到另一端所需的时间为.求物体与传送带之间的动摩擦因数. 图9 解析:设匀加速运动的时间为.则位移整理得所以加速度由牛顿第二定律知: 所以动摩擦因数答案:0.1 题型3 多变的传送带问题例6. 如图10所示.传送带与水平面间的倾角为.皮带以10m/s的速度运行.在传送带上端A处无初速度地放上质量为0.5kg的物体.它与传送带间的动摩擦因数为0.5.若传送带A到B的长度为16m.则物体从A运动到B的时间为多少? 图10 解析:首先判定的大小关系.所以物体一定沿传送带对地下滑.不可能对地上滑或对地静止.其次皮带运动速度方向未知.而皮带运动速度方向影响物体所受摩擦力方向.所以应分别讨论. (1)当皮带的上表面以10m/s速度向下运动时.刚放上的物体相对皮带有向上的相对速度.物体所受滑动摩擦力方向沿斜坡向下.该阶段物体对地加速度图11 方向沿斜面向下. 物体赶上皮带对地速度需时间在内物体沿斜面对地位移. 由于.物体在重力作用下将继续加速下滑.当物体速度超过皮带运行速度时物体所受滑动摩擦力沿斜面向上.物体对地加速度物体以加速度运行剩下的11m位移需时间. 则所需总时间 (2)当皮带上表面以10m/s速度向上运动时.物体相对于皮带一直具有沿斜面向下的相对速度.物体所受滑动摩擦力方向沿斜面向上且不变.设加速度为. 即物体从传送带顶滑到底所需时间为. 则答:顺时针转2s.逆时针转4s. 点评:(1)解答“运动和力问题的关键是要分析清楚物体的受力情况和运动情况.弄清所给问题的物理情景.加速度是动力学公式和运动学公式之间联系的桥梁.(2)审题时应注意由题给条件作必要的定性分析或半定量分析.例如.由本题中给出的值可作出判断:当时.物体在加速到传送带速度相同后.将与传送带相对静止一起做匀速运动,当时.物体在获得与传送带相同的速度后仍将继续加速.(3)通过此题可进一步体会到.滑动摩擦力的方向并不总是阻碍物体的运动.而是阻碍物体间的相对运动.它可能是阻力.也可能是动力. 例7. 如图12所示.质量为5kg的物块在水平拉力F＝15N的作用下.从静止开始向右运动.物体与水平面间的动摩擦因数.求: 图12 (1)在力F的作用下.物体在前10s内的位移, (2)在t＝10s末立即撤去力F.再经6s物体还能运动多远?(g取) 解析:从题目所给的条件看.物体的运动分两个过程:前10s内物体做初速度为零的匀加速直线运动,后物体只受到摩擦力f.做匀减速直线运动. (1)在前10s内物体受四个力:重力mg.支持力N.拉力F及滑动摩擦力f.如图13所示.根据牛顿第二定律有图13 ① ② 又 ③ 联立解得由位移公式求出前10s内的位移为 (2)物体在10s末的速度为 t＝10s后物体做匀减速直线运动.其加速度大小为由得第二阶段匀减速运动的初速度即第一阶段匀加速运动的末速度.这说明.去掉F后5s内物体即停下来.所以去掉力F后6s内物体通过的位移为答案:25m [模拟试题] 【查看更多】

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牛顿运动定律的适用范围是（　　）

A、宏观物体的运动

B、微观粒子的运动

C、宏观物体的低速运动

D、微观粒子的低速运动

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绝对真理是不存在的，物理规律总是在一定的范围内成立．如牛顿运动定律的适用范围是（　　）

A、宏观物体的运动

B、微观粒子的运动

C、宏观物体的低速运动

D、微观粒子的低速运动