思想方法-5.“转换对象法”——牛顿第三定律在受力分析中的应用

思想方法5.“转换对象法”——牛顿第三定律在受力分析中的应用在对物体进行受力分析时，如果不便于分析求出物体受到的某些力时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔．【典例】如图3－1－2所示，质量为M＝60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40kg的重物送入井中．当重物为2m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()．A．200NB．280NC．320ND．920N即学即练如图3－1－3所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()．A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g附：对应高考题组PPT课件文本，见教师用书1．(2012·新课标全国卷，14)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()．A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动2．(2011·浙江卷，14)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()．A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利3．(2011·上海综合，4)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力()．A．小于受到的弹力B．大于受到的弹力C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．和受到的弹力是一对平衡力思想方法5.“转换对象法”——牛顿第三定律在受力分析中的应用【典例】审题指导求人对地面的压力应该是地面，但无法对地面进行受力分析人受力解析设人对绳的拉力大小为F，对重物m应用牛顿第二定律得mg－F＝ma.由牛顿第三定律可知，绳对人向上的拉力F′与人对绳的拉力F等大反向，设地面对人的支持力为FN，对人应用平衡条件可得：F′＋FN＝Mg，可解得FN＝Mg－mg＋ma＝280N．由牛顿第三定律可知，人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等，故人对地面的压力大小为280N，B正确．答案B即学即练解析对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，有mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma.B项正确．答案B附：对应高考题组PPT课件文本，见教师用书1.解析物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．答案AD2.解析甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误．设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲m乙，则由a＝Fm得，a甲a乙，由x＝12at2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确．收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误．答案C3.解析因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为一对平衡力，不是作用力与反作用力，所以D正确，A、B、C错误．答案D