高中物理牛頓定律應(yīng)用模型

高中物理中牛頓定律的應(yīng)用模型主要有以下幾種：連接體模型-定義：多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體組成的系統(tǒng)，這些物體之間存在相互作用，在力的作用下具有整體或相對的運(yùn)動狀態(tài)。常見的連接方式有通過輕繩連接、輕桿連接或相互接觸等。-處理方法：-整體法：當(dāng)連接體中各物體具有相同的加速度時(shí)，可把連接體看成一個(gè)整體，分析整體所受的外力，根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度。例如，在水平地面上有兩個(gè)木塊A和B靠在一起，用一個(gè)水平力F推A，A、B一起加速運(yùn)動，此時(shí)就可以將A、B視為一個(gè)整體來分析外力與加速度的關(guān)系。-隔離法：若需要分析連接體中各物體之間的相互作用力，就要將某個(gè)物體從連接體中隔離出來，單獨(dú)分析其受力情況，再根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。如上述例子中，若要求A、B之間的彈力，就需要隔離A或B進(jìn)行分析。傳送帶模型-水平傳送帶-物體的運(yùn)動情況分析：當(dāng)物體輕放在勻速運(yùn)動的傳送帶上時(shí)，物體受到傳送帶對它的滑動摩擦力作用，做勻加速直線運(yùn)動。若物體加速到與傳送帶速度相等時(shí)，物體與傳送帶之間無相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，此后物體將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動。例如，快遞包裹被放置在水平傳送帶上被傳送的過程。-動力學(xué)方程：根據(jù)牛頓第二定律，物體在加速階段，$F_{合}=ma$，這里的合力就是滑動摩擦力$f=\mumg$，所以加速度$a=\mug$。通過運(yùn)動學(xué)公式可以分析物體在傳送帶上加速的位移、時(shí)間等物理量。-傾斜傳送帶-物體的運(yùn)動情況分析：物體在傾斜傳送帶上的運(yùn)動情況更為復(fù)雜，需要考慮重力沿斜面方向的分力、摩擦力以及傳送帶的運(yùn)動方向和速度等因素。當(dāng)物體與傳送帶速度相等時(shí)，要判斷物體是否能與傳送帶保持相對靜止一起勻速運(yùn)動，這取決于重力沿斜面方向的分力與最大靜摩擦力的大小關(guān)系。若物體在傳送帶上加速下滑，$F_{合}=mg\sin\theta-\mumg\cos\theta=ma$（$\theta$為傳送帶與水平方向的夾角）；若物體加速上滑，$F_{合}=mg\sin\theta+\mumg\cos\theta=ma$?；瑝K-木板模型-模型特點(diǎn)：一個(gè)滑塊放置在一塊木板上，滑塊與木板之間存在摩擦力，木板與地面之間可能存在摩擦力，通過對滑塊或木板施加外力，使它們產(chǎn)生相對運(yùn)動或相對靜止的狀態(tài)變化。-運(yùn)動情況分析：-當(dāng)滑塊和木板具有共同加速度時(shí)，可將它們看成一個(gè)整體分析外力與加速度的關(guān)系。當(dāng)滑塊和木板之間發(fā)生相對滑動時(shí)，分別對滑塊和木板進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出各自的動力學(xué)方程。例如，在光滑水平面上，有一木板，上面放一滑塊，對木板施加一個(gè)水平力，若滑塊與木板之間的摩擦力足夠大，兩者會一起加速運(yùn)動；若摩擦力較小，滑塊會相對木板滑動，此時(shí)就要分別分析滑塊和木板的運(yùn)動情況。超重和失重模型-超重-定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。-動力學(xué)原理：當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律$F-mg=ma$（以豎直向上為正方向，$F$為支持力或拉力），可得$F=m(g+a)>mg$，即出現(xiàn)超重現(xiàn)象。比如，電梯加速上升時(shí)，電梯里的人處于超重狀態(tài)。-失重-定義：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。-動力學(xué)原理：當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，$mg-F=ma$，可得$F=m(g-a)<mg