牛顿第二定律连接体问题---教师版(4)

2019-01-07 12:22

FN-μm2g=m2

m2FF ??m2g,FN?m?mm1?m212F??(m1?m2)gcos??(m1?m2)gsin?F=a???gcos??gsin? m1?m2m1?m2再取m2研究,由牛顿第二定律得 FN-m2gsinα-μm2gcosα=m2a 整理得FN?

例2.解(1)为了使木板与斜面保持相对静止,必须满足木板在斜面上的合力为零,所以人施于木板的摩擦力F应沿斜面向上,故人应加速下跑。现分别对人和木板应用牛顿第二定律得:

对木板:Mgsinθ=F。

对人:mgsinθ+F=ma人(a人为人对斜面的加速度)。 解得:a人=

m2F

m1?m2M?mgsin?,方向沿斜面向下。 m(2)为了使人与斜面保持静止,必须满足人在木板上所受合力为零,所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上,故人相对木板向上跑,木板相对斜面向下滑,但人对斜面静止不动。现分别对人和木板应用牛顿第二定律,设木板对斜面的加速度为a木,则:

对人:mgsinθ=F。 对木板:Mgsinθ+F=Ma木。 解得:a木=

M?mgsin?,方向沿斜面向下。即人相对木板向上加速跑动,而木板沿M斜面向下滑动,所以人相对斜面静止不动。

答案:(1)(M+m)gsinθ/m,(2)(M+m)gsinθ/M。

针对训练

1.D 2.C

3.解:设物体的质量为m,在竖直方向上有:mg=F,F为摩擦力

在临界情况下,F=μFN,FN为物体所受水平弹力。又由牛顿第二定律得: FN=ma

由以上各式得:加速度a?FNmg10??m/s2?12.5m/s2 m?m0.84.解:对小球由牛顿第二定律得:mgtgθ=ma ① 对整体,由牛顿第二定律得:F-μ(M+m)g=(M+m)a ② 由①②代入数据得:F=48N

能力训练

16

1.BC 2.D 3.A 4.B 5.C 6.0、

3g 27.g、5mg

8.解:当力F作用于A上,且A、B刚好不发生相对滑动时,对B由牛顿第二定律得:μmg=2ma ①

对整体同理得:FA=(m+2m)a ② 由①②得FA?3?mg 2当力F作用于B上,且A、B刚好不发生相对滑动时,对A由牛顿第二定律得:μμmg=ma′ ③

对整体同理得FB=(m+2m)a′④ 由③④得FB=3μmg 所以:FA:FB=1:2

9.解:取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象,受 总重力Mg、斜面的支持力N,由牛顿第二定律得, f静 Mgsinθ=Ma,∴a=gsinθ取物体为研究对象,受力 情况如图所示。

将加速度a沿水平和竖直方向分解,则有 f静=macosθ=mgsinθcosθ ① mg-N=masinθ=mgsin2θ ②

由式②得:N=mg-mgsin2θ=mgcos2θ,则cosθ=由式①得,f静=mgsinθcosθ代入数据得f静=346N。 根据牛顿第三定律,物体对磅秤的静摩擦力为346N。

mg N ax θa a

y

N代入数据得,θ=30° mg 17


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