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應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的技巧有哪些
牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，也是整個(gè)經(jīng)典物理理論的基礎(chǔ)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題時(shí)，要注意掌握必要的解題技巧：下面是小編整理的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的技巧有哪些，僅供參考，歡迎大家閱讀。
應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的技巧有哪些
一、解題技巧
1.巧用隔離法
當(dāng)問題涉及幾個(gè)物體時(shí)，我們常常將這幾個(gè)物體“隔離”開來，對(duì)它們分別進(jìn)行受力分析，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解.特別是問題涉及物體間的相互作用時(shí)，隔離法不失為一種有效的解題方法.
2.巧用整體法
將相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成一個(gè)整體(系統(tǒng))作為研究對(duì)象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱為整體法.整體法能減少和避開非待求量，簡(jiǎn)化解題過程.整體法和隔離法是相輔相成的.
3.巧建坐標(biāo)系
通常我們建立坐標(biāo)系是以加速度的方向作為坐標(biāo)軸的正方向，有時(shí)為減少力的分解，也可巧妙地建立坐標(biāo)軸，而將加速度分解，應(yīng)用牛頓第二定律的分量式求解.
4.巧用假設(shè)法
對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，有些力存在與否很難確定，往往用假設(shè)推理法可以迅速解決.使用這種方法的基本思路是：假設(shè)某力存在(或不存在)，然后利用已知的物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析推理，從而肯定或否定所做的假設(shè)，得出正確的判斷.
5.巧用程序法
按時(shí)間順序?qū)ξ矬w運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析的解題方法稱為程序法.其基本思路是：先正確劃分問題中有多少個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)過程，然后對(duì)各個(gè)過程進(jìn)行具體分析，從而得出正確的結(jié)論.
6.巧建理想模型
應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，往往要建立一些理想模型.例如：將物體看成質(zhì)點(diǎn)，光滑接觸面摩擦力為0，細(xì)線、細(xì)桿及一般的物體為剛性模型，輕彈簧、橡皮繩及彈性模型等等.
二、臨界極值問題
1.在運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，常常討論相互作用的物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，相互接觸的物體是否會(huì)發(fā)生分離等等.這類問題就是臨界問題.
2.解決臨界問題的關(guān)鍵是分析臨界狀態(tài).例如兩物體剛好要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，接觸面上必須出現(xiàn)最大靜摩擦力;兩個(gè)物體要發(fā)生分離，相互之間的作用力——彈力必定為零.
3.解決臨界問題的一般方法
(1)極限法：題設(shè)中若出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等這類詞語(yǔ)時(shí)，一般就隱含著臨界問題，解決這類問題時(shí)，常常是把物理問題(或物理過程)引向極端，進(jìn)而使臨界條件或臨界點(diǎn)暴露出來，達(dá)到快速解決有關(guān)問題的目的.
(2)假設(shè)法：有些物理問題在變化過程中可能會(huì)出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答這類題，一般要用假設(shè)法.
(3)數(shù)學(xué)推理法：根據(jù)分析的物理過程列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后由數(shù)學(xué)表達(dá)式討論出臨界條件.
三、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟
(1)認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量.
(2)選取研究對(duì)象.所選取的研究對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的整體.同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象.
(3)分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.
(4)當(dāng)研究對(duì)象所受的外力不在一條直線上時(shí)：如果物體只受兩個(gè)力，可以用平行四邊形定則求其合力;如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力;如果物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上.
(5)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算.
(6)求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.
本章是高考的熱點(diǎn)也是高考的重點(diǎn)，這是由于它在經(jīng)典力學(xué)中的地位，以及考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力的目的所決定的，本章多與運(yùn)動(dòng)學(xué)、以及電磁學(xué)聯(lián)系在一起綜合考查.需要同學(xué)們熟練掌握并學(xué)會(huì)應(yīng)用。
拓展
應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的技巧
1.隔離法的巧妙運(yùn)用
當(dāng)問題涉及到幾個(gè)物體時(shí)，我們往往會(huì)把這些物體“孤立”起來，分別分析它們的受力情況，根據(jù)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件公式來求解問題。特別是當(dāng)問題涉及到對(duì)象之間的相互作用時(shí)，隔離法是一種有效的解決方法。
2.熟練使用整體方法
將兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的對(duì)象作為一個(gè)整體(系統(tǒng))作為研究對(duì)象，尋找未知量與已知量之間關(guān)系的方法稱為整體法。整個(gè)方法可以減少和避免未知量，簡(jiǎn)化問題求解過程。整個(gè)方法和隔離方法相輔相成。
3.巧建坐標(biāo)系
通常我們建立的坐標(biāo)系是以加速度的方向作為坐標(biāo)軸的正方向。有時(shí)為了減少力的分解，可以巧妙地設(shè)置坐標(biāo)軸，并分解加速度，應(yīng)用牛頓第二定律的分量公式求解。
4.假說方法的巧妙運(yùn)用
在分析物體受力時(shí)，很難確定某些力是否存在，這往往可以通過假設(shè)推理快速解決。使用這種方法的基本思想是假設(shè)某種力存在(或不存在)，然后利用已知的物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析和推理，從而肯定或否定所做的假設(shè)，得到正確的判斷。
5.程序法的巧妙運(yùn)用
通過按時(shí)間順序分析物體的運(yùn)動(dòng)過程來解決問題的方法稱為程序法。其基本思想是：首先正確劃分問題中不同運(yùn)動(dòng)過程的個(gè)數(shù)，然后對(duì)每個(gè)過程進(jìn)行詳細(xì)分析，從而得出正確的結(jié)論。
6.巧建理想模型
應(yīng)用牛頓第二定律求解問題時(shí)，往往需要建立一些理想模型。比如把物體看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，光滑接觸面的摩擦力為0，細(xì)線、細(xì)桿和普通物體是剛性模型、輕彈簧、橡膠繩和彈性模型等。
二、臨界極值問題
1.在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，經(jīng)常討論相互作用的物體是否會(huì)相對(duì)滑動(dòng)，接觸的物體是否會(huì)分離等等。這樣的問題是關(guān)鍵問題。
2.解決臨界問題的關(guān)鍵是分析臨界狀態(tài)。例如，當(dāng)兩個(gè)物體即將相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，最大靜摩擦力必須出現(xiàn)在接觸面上；兩個(gè)物體要分開，相互作用力——彈力必須為零。
3.解決關(guān)鍵問題的一般方法
(1)限定法：當(dāng)標(biāo)題設(shè)計(jì)中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“恰到好處”等詞語(yǔ)時(shí)，一般隱含著關(guān)鍵性問題。在解決此類問題時(shí)，往往會(huì)將物理問題(或物理過程)引向極端，進(jìn)而暴露出臨界條件或臨界點(diǎn)，從而快速解決相關(guān)問題。
(2)假設(shè)：一些物理問題在變化過程中可能有也可能沒有關(guān)鍵性問題。假設(shè)一般用來解決這類問題。
(3)數(shù)學(xué)推理：根據(jù)分析的物理過程列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后由數(shù)學(xué)表達(dá)式討論臨界條件。
三、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟
(1)仔細(xì)分析問題的含義，明確已知條件和所需數(shù)量。
(2)選擇研究對(duì)象。選擇的研究對(duì)象可以是一個(gè)對(duì)象，也可以是幾個(gè)對(duì)象組成的整體。同一題目可以根據(jù)題目的含義和解決問題的需要選擇不同的研究對(duì)象。
(3)分析研究對(duì)象的應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)。
(4)當(dāng)作用在研究對(duì)象上的外力不在一條直線上時(shí)：如果對(duì)象只受兩個(gè)力，可以用平行四邊形法則求合力；如果物體受力較大，一般將其正交分解為兩個(gè)方向，分別求合力。如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，力一般分解為運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)方向。
(5)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式方程，外力、加速度
這一章是NMET的重點(diǎn)和著力點(diǎn)，這是由其在經(jīng)典力學(xué)中的地位和考查學(xué)生分析問題和解決問題能力的目的所決定的。本章多與綜合考試的運(yùn)動(dòng)學(xué)、電磁學(xué)相關(guān)，要求學(xué)生掌握并學(xué)會(huì)如何應(yīng)用。
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