3.巧解动力学问题的常用方法一、合成法合成法是根据物体受到的力,用平行四边形定则求出合力,再根据要求进行计算的方法.这种方法一般适用于物体只受两个力作用的情况.如图所示,动力小车上有一竖杆,杆顶端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,小车的加速度为()解析:该问题中,小球受到两个不在同一直线上的力的作用,分析小球的受力后,画出受力图,用合成法求合力及绳子拉力,再用牛顿第二定律列方程求出加速度.小球的受力及力的合成如图所示由几何关系可得:∠1=∠2=30°,所以F=mg,由F=ma得a=g答案:BA
32gB.gC
g2二、正交分解法方法:以加速度为其中一个坐标轴,分解力.(1)在牛顿第二定律中应用正交分解法时,通常以加速度a的方向为x轴正方向,与此垂直方向为y轴,建立直角坐标系,将物体所受的力按x轴及y轴方向分解,分别求得x轴和y轴方向上的合力Fx和Fy
(2)根据力的独立性原理,各个方向上的力产生各自的加速度,得方程组Fx=ma,Fy=0
如图所示,质量为m的三角形木楔A置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为μ,一水平力F作用在木楔A的竖直平面上.在力F的推动下,木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动,则F的大小为()A
m[a+gsinθ+μcosθ]cosθB
ma-gsinθcosθ+μsinθC
m[a+gsinθ+μcosθ]cosθ-μsinθD
m[a-gsinθ+μcosθ]cosθ+μsinθ解析:以A为研究对象,分析其受力情况如右图所示,将物体所受各力沿斜面方向正交分解,则垂直斜面方向有:FN=mgcosθ+Fsinθ沿斜面方向有Fcosθ-Ff-mgsinθ=ma而Ff=μFN由以上三式得答案:CF=m[a+gsinθ+μcosθ]cosθ-μsinθ