关于牛顿第二定律的瞬时性例题(牛顿第二定律应用-----瞬时性问题)
(1)瞬时性问题的分析方法
根据牛顿第二定律a=F/m,我们知道:一定质量的物体,在受到恒定的力的作用时,会产生恒定的加速度,于是它将做匀变速的直线运动。
那么“瞬时性问题”从何而来呢?它主要来源于牛顿第二定律中加速度a的“瞬时性原理”:加速度a随着外力F的变化而同步变化——同时产生,同时变化,同时消失。
所以我们分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻有没有力发生突变。
我们常见的力大致分为三类——重力、弹力、摩擦力。在这三个力当中,重力永恒不变,它是一个恒力;摩擦力由于是被动力或者叫适应性力,很知性,需要出现就出现、需要多大就多大、不需要就消失,所以是可以突变的;这两个力我们很清楚它的性质。比较复杂的是弹力,它要分情况讨论,大致分为以下几种模型:
特性 模型 |
受外力时的形变量 |
力能 否突变 |
产生拉力 不计 |
处处相等 |
橡皮绳 |
较大 |
不能 |
只有拉力没有支持力 | |
轻弹簧 |
较大 |
不能 |
既可有拉力也可有支持力 | |
轻杆 |
微小不计 |
可以 |
既可有拉力也可有支持力 |
(2)求解瞬时加速度时应注意事项
①物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。(好像打扑克需要重新洗牌一样。)
②加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累:
△v=a*△t,不会发生突变。
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