2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊(cè)講義第4章　5　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的思路和方法(重點(diǎn))。2.理解加速度是解決兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的橋梁(重點(diǎn))。一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況例1質(zhì)量為20kg的物體靜止在光滑水平面上。如果給這個(gè)物體施加兩個(gè)大小都是50N且互成60°角的水平力(如圖)，求物體3s末的速度大小和3s內(nèi)的位移大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2022·壽縣正陽(yáng)中學(xué)高一期末)如圖所示，小孩與冰車(chē)的總質(zhì)量為30kg，靜止在冰面上。大人用與水平方向夾角為θ＝37°、F＝60N的恒定拉力，使其沿水平冰面由靜止開(kāi)始移動(dòng)。已知冰車(chē)與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.05，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)小孩與冰車(chē)的加速度大小；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)冰車(chē)運(yùn)動(dòng)3s時(shí)的速度大??；(3)冰車(chē)運(yùn)動(dòng)5s時(shí)的位移大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．基本思路分析物體的受力情況，求出物體所受的合力，由牛頓第二定律求出物體的加速度；再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及物體運(yùn)動(dòng)的初始條件確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。2．流程圖二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力例3民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開(kāi)緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣，生成一條連接出口與地面的斜面(如圖甲所示)，人員可沿斜面滑行到地面。斜面的傾角θ＝30°(如圖乙所示)，人員可沿斜面勻加速滑行到地上。如果氣囊所構(gòu)成的斜面長(zhǎng)度為8m，一個(gè)質(zhì)量為50kg的乘客從靜止開(kāi)始沿氣囊滑到地面所用時(shí)間為2s。求乘客與氣囊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g＝10m/s2)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4一質(zhì)量為m＝2kg的滑塊在傾角θ＝30°的足夠長(zhǎng)的固定斜面上在無(wú)外力F的情況下以加速度a＝2.5m/s2勻加速下滑。若用一水平向右的恒力F作用于滑塊，如圖所示，使滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，在0～2s時(shí)間內(nèi)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的位移x＝4m。求：(g取10m/s2)(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)恒力F的大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．基本思路分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律求出物體所受的合力或某一個(gè)力。2．流程圖三、多過(guò)程問(wèn)題例5如圖所示，一質(zhì)量為8kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，用一水平拉力F＝20N拉物體，使其由A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)8s后撤去拉力F，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間物體到達(dá)B點(diǎn)停止，求A、B間距離。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6如圖所示，一足夠長(zhǎng)的斜面傾角θ為37°，斜面BC與水平面AB平滑連接，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平面上的M點(diǎn)，M點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離L＝9m，物體與水平面和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，現(xiàn)物體受到一水平向右的恒力F＝14N作用，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)撤去該力，sin37°＝0.6，g＝10m/s2，則：(1)物體在恒力F作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大？(2)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是多大？(3)物體沿斜面向上滑行的最遠(yuǎn)距離是多少？物體回到B點(diǎn)的速度是多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1