6 用牛顿运动定律解决问题(一)完美版
-
第四章
牛顿运动定律
6
用牛顿运动定律解决问题
(
一
)
学习目标
1
.
知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题
.
2
.
掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法
.
3
.
能结合物体的运动情况对物体的受力情
况进行分析
.
4
.
能根据物体的受力情况推导物体的运动情况
.
5
.
会用牛顿运动定律
和运动学公式解决简单的力学问题
.
自主探究
1
.
匀变速直线规律
:
(1)
速度公式
:
(2)
位移公式
:
(3)
速度与位移的关系式
:
2
.
牛顿运动定律
:
(1)
牛顿第一定律
:
.
(2)
牛顿第二定律
:
.
(3)
牛顿第三定律
:
.
合作探究
一、从物体的受力情况确定物体的运动情况
< br>【例
1
】
一个静止在光滑水平地
面上的物体
,
质量是
2kg,
在
6
.
4N
的水平拉力作用
下沿水平地面向右运动
.
求物体在
4s
末的速度和
4s
内的位移
.
< br>问题
:
(1)
研究对象是谁
?
它一共受几个力的作用
,
画出受力图
.
(2)
研究对象受到的合力沿什么方向
?
大小是多少
?
(3)
研究对象的运动是匀变速运
动吗
?
依据是什么
?
1
.
如果已知物体的受力情况
,
可以由牛顿第二定律求出物体的
,
再通过
规律确定物体的运动情况
.
2
.
解题思路
(1)
确定研究对象
,
对研究对象进行
和
,
并画出
;
(2)
根据力的合成与分解的方法<
/p>
,
求出物体所受的
;
(3)
根据牛顿第二定律列方程
,
求出物体的
;
(4)
结合给定的物体的运动的初始条件
,
选
择
求出答案
.
二、从物体的运动情况确定物体的受力情况
< br>【例
2
】
一个滑雪者
,
质量
m=
75kg,<
/p>
以
v
0
=
2m/s
的初速度沿山坡匀加速滑下
,
山坡的
倾角
θ
=
30°
.
在
t=
5s
的时间内滑下的路程
x=
60m,
求滑雪人受到的阻力
< br>.
(
包括摩擦
力和空气阻力
)
问题
:
(1)
研究对象是谁
?
找出它的关于运动状态
的描述
.
(2)
求出研究对象的加速度
,
并画出受力图
.
(3)
研究对象沿斜面方向下
匀加速运动
,
应如何建立坐标系求合力
?
1
.
如果已知物体的运动情况
,
可以由运动学公式求出物体的
,
再通过
确定物体的受力情况
.
2
.
解题思路
(1)
确
定
研
究
对
象
,
对
研
究
对
象
进
行
和
,
并
画
出
物
体
的
;
(2)
选择合适的运动规律
,
求出物体的
;
(3)
根据牛顿第二定律列方程
,
求出物体的
所受的
;
(4)
根据
的方法
,
找到各力之间的关系求出答案
.
课堂检测
1
.
如果力
F
在时间
t
内使原来静止的质量为
m
的物体
移动距离
x
,
那么
(
)
A.
相同的力在一半的时间内使质量为
的物体移动相同的距离
B.
相同的力在相同的时间内使质量
为
的物体移动相同的距离
C.
相同的力在两倍的时间内使质量为
2
m
的物体移动相同的距离
D.
一半的力在相同的时间内使质量为
的物体移动相同的距离
2
.
同
学们小时候都喜欢滑滑梯
,
如图所示
,
已知斜面的倾角为
θ
,
斜面长度为
l
,
小孩
与斜面的动摩擦因数为
μ
,
小孩可看成质点
,
不计空气阻力
,
则下列有关说法正确的
是
(
)
A.
小孩下滑过程中对斜面的压力大小为
mg
cos<
/p>
θ
B.
小孩下
滑过程中的加速度大小为
g
sin
θ<
/p>
C.
到达斜面底端时小孩速度大小为
D.
下滑过程小孩所受摩擦力的大小为
μ
mg
cos
θ
3
.
有
三个光滑斜轨道
1
、
2
、
3,
它们的倾角依次是
60
°
、
45°
和
30°
,
这些轨道交于
O
点
,
现有位于同一竖直线上的
3
个小物体甲、乙、丙
,
分别沿这<
/p>
3
个轨道同时从静
止自由下滑
,
如图所示
,
物体滑到<
/p>
O
点的先后顺序是
(
)
A.
甲最先
,
乙稍后
,
丙最后
B.
乙最先
,
然后甲和丙同时到达
C.
甲、乙、丙同时到达
D.
乙最先
,
甲稍后
,
丙最后
4
.
一个木块放在水平面上
,
在水平拉力
F
的作用下做匀速直线运动
,
当拉力为
2
F
时
木块的加速度大小是
a
,
则水平拉力为
4
F
时
,
木块的加速度大小是
(
)
A.
a
B.2
a
C.3
a
D.4
a
5
.A
、
B
两物
体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上
,
若两物体的质量
m
A
>m
B
,
两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同
,
则两物体能滑行的最大距离
x
A
与
x
B
相
比为
(
)
A.
x
A
=x
B
C.
x
A
<
br>A.
B<
/p>
B.
x
A
>x
B
D.
不能确定
6
.
如图所
示
,
在沿平直轨道行驶的车厢内
,
有一轻绳的上端固定在车厢的顶部
,
下端<
/p>
拴一小球
,
当小球相对车厢静止时
,
悬线与竖直方向的夹角为
θ
,
则下列关于车厢的
运动情况正确的是
(
)
车厢加速度大小为
g
tan
θ
,
方向水平向左
B.
车厢加速度大小为
g
tan
θ
,
方向水平
向右
C.
车厢加速度大小为
g
sin
θ
,
方向水平向左
D.
车
厢加速度大小为
g
sin
θ
,
方向水平向右
7
.
如图所示
,<
/p>
质量
m
0
=
60kg
的人通过定滑轮将质量为
m=
10kg
的货物提升到高处
.
滑轮的质量和摩擦均不计
,
货物获得的加速度
a=
2m/s
2
,<
/p>
则人对地面的压力为
(
g
取
10m/s
2
)(
)
A.120N
B.480N
C.600N
D.720N
8
.
如图所示
,<
/p>
弹簧测力计外壳质量为
m
0
,
弹簧及挂钩的质量忽略不计
,
挂钩处吊着
一质量为
m
的重物
,
现用一方向竖直向上的外力
F
拉着弹簧测力计
,
使其向上做匀
< br>加速运动
,
则弹簧测力计的示数为
(
)
A.
mg
B.
mg
C.
F
D.
F
9<
/p>
.
将
“
超级市场
”
中运送货物所用的平板车固定在水平地面上
< br>,
配送员用
400N
的水
平力推动一箱
100kg
的货物时
,
该货物刚好能在平板车上开始滑动
;
若配送员推动
平板车由静止开始加速前进
,
要使此箱货物不从车上滑落
,
配送员推车时的
加速度
的取值可以为
(
g
取
10m/s
2
)(
)
A.3
.
2m/s
2
<
/p>
C.6
.
0m/s
2
B.5
.
5m/s
2
D.2
.
8m/s
2
10
.
如图
所示
,
小车上固定一弯折硬杆
ABC<
/p>
,
C
端固定一质量为
m
的小球
.
已知
< br>α
角
恒定
,
当小车水平向左做变加速直线运动时
,
BC
杆对小球的作用力的方向
(
)
A.
一定沿着杆向上
B.
一定竖直向上
C.
一定不是水平方向
D.
随加速度
a
的数值的改
变而改变
11
.
质量为
m=
2kg
的物体
,
放在水平面上
,<
/p>
它们之间的动摩擦因数
μ
=
0
.
5,
现对物体
施加
F=
20N
的作用
力
,
方向与水平面成
θ
=
37°
(sin37°
=<
/p>
0
.
6)
角斜向
上
,
如图所示
,(
g
取
10m/s
2
)
求
:
(1)
物体运动的加速度为大小
; <
/p>
(2)
物体在力
F
作用下
5s
内通过的位移大小
; <
/p>
(3)
如果力
F
的作用经
5s
后撤去
,
则物体在撤去力
F
后还能滑行的距离
< br>.