第四章-第二定律應(yīng)用

第五節(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用（第1課時）※牛頓第二定律的兩類基本問題1、已知受力情況求運(yùn)動情況。2、已知運(yùn)動情況求受力情況。受力情況受力分析，畫受力圖處理受力圖，求合力aF=ma運(yùn)動情況（svta)運(yùn)動學(xué)規(guī)律初始條件※解題思路：例1：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動，物體與水平地面間的滑動摩擦力是4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。解：物體的受力如圖所示：4s內(nèi)的位移FNGfa（正）由圖知：F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N由牛頓第二定律：F=ma4s末的速度由運(yùn)動學(xué)公式：例2：如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)對物體施加一個大小F=5N、與水平方向成θ=370角的斜向上的拉力(如圖)，已知：g=10m/s2,求：（1）物體在拉力的作用下4s內(nèi)通過的位移大?。?）若4s后撤去拉力F，則物體還能滑行多遠(yuǎn)？Fθxy解：加速階段：物體m受力如圖，建立圖示直角坐標(biāo)系把F分解為F1、F2（如圖）θN1Gf1FF1F2由牛頓第二定律F=ma

，得：水平方向：Fcos370-f1=ma1①豎直方向：Fsin370+N1-G=0②又f1=μN(yùn)1③由①②③得：減速階段：物體m受力如圖，以運(yùn)動方向?yàn)檎较?/p>

由牛頓第二定律得：-f2=μmg=ma2故a2=-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2GN2f2aV（正）又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0由運(yùn)動學(xué)公式vt2-v02=2as2，得：物體的滑行距離※應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟：1、明確研究對象和研究過程2、畫圖分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況；（畫圖很重要，要養(yǎng)成習(xí)慣）3、建立直角坐標(biāo)系，對必要的力進(jìn)行正交分解或合成,并注意選定正方向4、應(yīng)用Fx=ma及運(yùn)動學(xué)公式列方程解題。Fy=05、對解的合理性進(jìn)行討論我來小結(jié)：第五節(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用（第2課時）例3:一個滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角θ=300，在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑動摩擦力和空氣阻力)。解：對人進(jìn)行受力分析畫受力圖，如下因?yàn)椋篤0=2m/s，x=60m，t=5s取沿鈄面向下方向?yàn)檎鼼2G1mgNf則：根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式：求得a=4m/s2再由牛頓第二定律可得：例4：質(zhì)量為100t的機(jī)車從停車場出發(fā)，經(jīng)225m后，速度達(dá)到54km/h，此時，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛125m才停止在站上。設(shè)運(yùn)動阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動機(jī)前所受到的牽引力。解：機(jī)車的運(yùn)動情況和受力情況如圖所示加速階段：v0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225mS1=225mV0=0S2=125mV1=15m/sV3=0FNGfGNfa(正）加速運(yùn)動a減速運(yùn)動V（正）由運(yùn)動學(xué)公式：由牛頓第二定律得：減速階段：以運(yùn)動方向?yàn)檎较?/p>

v2=54km/h=15m/s，s2=125m，v3=0故由牛頓第二定律得：-f=ma2故阻力大小f=-ma2=-105×(-0.9)N=9×104N因此牽引力F=f+ma1=（9×104+5×104）N=1.4×105N求解兩類問題的基本思路：牛頓第二定律反映的是---加速度、質(zhì)量、以及合外力的關(guān)系，而加速度又是運(yùn)動的特征量，所以說加速度是聯(lián)結(jié)力和運(yùn)動的紐帶和橋梁，是解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵。運(yùn)動學(xué)基本公式物體的運(yùn)動情況物體的受力情況牛頓第二定律加速度例5、木塊質(zhì)量為8kg，放在水平地面上，在2N的水平恒力作用下從靜止開始運(yùn)動，經(jīng)5s，位移為2.5m。求（1）木塊運(yùn)動的加速度（2）摩擦力的大?。?）若拉力作用10s后撤去，木塊還能滑行多遠(yuǎn)？例6.質(zhì)量為m＝2kg的小物塊以v0=8m/s的初速度沿斜面向上滑動，如圖所示。已知斜面的傾角α＝37°，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，斜面足夠長，求：2s內(nèi)物塊的位移大小及物塊在2s末的速度第五節(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用（第3課時）例1.物體由16m高處從靜止開始下落，落至地面共用時間2s，若空氣阻力大小恒定，則空氣阻力是重力的多少倍？（g取10m/s2）①mgfa解：物體做初速度為零的勻加速運(yùn)動②根據(jù)牛頓第二定律加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁發(fā)散思維：若空氣阻力與物體的速度成正比，求最大速度．例2.蹦床是運(yùn)動員在一張蹦緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并作各種空中動作的運(yùn)動項(xiàng)目。一個質(zhì)量為60kg的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（g取10m/s2

）解：運(yùn)動員與彈性網(wǎng)接觸前的速度大小運(yùn)動員與彈性網(wǎng)接觸后的速度大小規(guī)定豎直向上為正方向，運(yùn)動員的加速度Famg根據(jù)求出彈性網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式都是矢量方程．物體在共線力作用下做直線運(yùn)動時，建立符號規(guī)則，化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算．發(fā)散思維：本題還有沒有更簡解法？例3.如圖是電梯上升的v—t圖線，若電梯質(zhì)量為100kg，則承受電梯的鋼繩所受的拉力在0～2s、2～6s、6～9s之間分別為多大？t/sv（m/s）246o246810解：在0～2s內(nèi)，電梯勻加速上升，其加速度根據(jù)牛頓第二定律解出鋼繩所受的拉力在2～6s內(nèi)，電梯勻速上升，鋼繩拉力在6～9s內(nèi)，電梯勻減速上升，其加速度根據(jù)牛頓第二定律解出鋼繩所受的拉力根據(jù)v—t圖像確定物體的運(yùn)動性質(zhì)，由圖像斜率求出物體的加速度，然后根據(jù)牛頓第二定律求力的情況．答:①

mg，豎直向上；與豎直方向夾角②例4.如圖所示，小車上固定著一根彎成α角的輕桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向：①小車靜止；②小車以加速度a水平向右加速運(yùn)動.╰αa方向F合方向確定確定mgmaNθ例5.如圖示，傾斜索道與水平方向夾角為θ，已知tanθ=3/4，當(dāng)載人車廂勻加速向上運(yùn)動時，人對廂底的壓力為體重的1.25倍，這時人與車廂相對靜止，則車廂對人的摩擦力是體重的A.1/3倍B.4/3倍C.5/4倍D.1/4倍解：將加速度分解如圖示aaxayθ對人進(jìn)行受力分析AθamgNf①②③根據(jù)題意例6.一傾角為300的斜面上放一木塊，木塊上固定一支架，支架末端用絲線懸掛一小球，木塊在斜面上下滑時，小球相對于斜面靜止共同運(yùn)動。當(dāng)細(xì)線⑴沿豎直方向

⑵與斜面方向垂直

⑶沿水平方向時滑塊下滑的加速度和絲線對小球的拉力。解：⑴細(xì)線沿豎直方向時mgT1aaxayθθ⑵細(xì)線與斜面方向垂直時θamgT2300F合θmgT3F合300⑶細(xì)線與斜面方向平行時a例7.在如圖所示的升降機(jī)中，物體m靜止于固定的斜面上，當(dāng)升降機(jī)加速上升時，與原來相比A.物體受到斜面的支持力增加B.物體受到的合力增加C.物體受到的重力增加D.物體受到的摩擦力增加aABDfamgN作圖法是解決動態(tài)分析問題的有效方法AB例8.如圖所示，質(zhì)量為m的光滑小球A放在盒子B內(nèi)，然后將容器放在傾角為α的斜面上，在以下幾種情況下，小球?qū)θ萜鰾的側(cè)壁的壓力最大的是A．小球A與容器B一起靜止在斜面上；B．小球A與容器B一起勻速下滑；C．小球A與容器B一起以加速度a加速上滑；D．小球A與容器B一起以加速度a減速下滑.CDABFNmgαN1解:(A)(B)

小球與容器一起處于平衡狀態(tài)(C)(D)小球與容器的加速度大小均為a，方向均沿斜面向上a例9.質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的斜面上，物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，如果沿水平方向加一個力F，使物體沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動，求力F多大？αNfαvmgaαFF解：根據(jù)牛頓第二定律α①②③其中聯(lián)立①②③式解出水平推力例1.將質(zhì)量為m的物體以初速度V0從地面豎直向上拋出，設(shè)在上升和下降過程中所受空氣阻力大小均為f，求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上升段v①②③下降段mgfa2v④②例2．原來作勻速運(yùn)動的升降機(jī)內(nèi)，有一被伸長的彈簧拉住的，具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖所示，現(xiàn)在A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時升降機(jī)的運(yùn)動可能是A.加速上升B.減速上升C.加速下降D.減速下降BC解答：當(dāng)升降機(jī)勻速上升時，物體處于平衡狀態(tài)mgNFf①②物體突然被彈簧拉向右方，說明最大靜摩擦力減?、垡虼酥С至減小a說明物體（升降機(jī)）具有向下的加速度，所以升降機(jī)可能向下加速或向上減速，⑴靜摩擦力與物體間的正壓力無關(guān)，都是最大靜摩擦力與物體間的正壓力成正比．⑵物體的運(yùn)動性質(zhì)由加速度和初速度兩個條件共同決定，注意全面分析問題．例3.如圖所示，在水