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牛顿第二定律的应用

编辑: 路逍遥 关键词: 高中物理 来源: 记忆方法网

一. 教学内容:牛顿第二定律的应用

二. 要点:牛顿运动定律的应用,进一步解决动力学问题。

三. 重点、难点解析:

1、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:

(1)确定研究对象。

(2)将研究对象隔离出来进行受力分析,并画出受力图。

(3)分析研究对象的运动情况,画出运动简图:标出物体的速度方向(由此可得滑动摩擦力的方向)以及加速度的方向(即合外力的方向)。

(4)应用牛顿第二定律列方程,应用运动学公式列式。

(5)解方程并分析讨论结果是否正确合理。

2、处理动力学问题的基本:那道题目之后,要对物体的受力情况和运动情况进行必要的分析,而初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式和运动学公式,结果把有初速度的当作无初速度,有摩擦力的以为没有摩擦,多过程的问题误认为是单个过程,这样不但会解错题目,而且形成一种乱套公式的不良习惯。认真审题,弄清物体受力情况和运动情况,确定了解题思路再着手解题,这是解题的基本也是必须训练的基本功。由于物体的受力情况与运动情况密不可分,所以受力分析和运动分析往往是同时考虑,交叉进行,在画受力分析图时,把所受外力画在物体上。

3、物体的运动情况分析方法:(1)分析研究对象有没有初速度,初速度的方向如何。(2)分析研究对象作什么形式的运动,是匀速直线运动,还是匀加速直线运动或是匀减速运动。(3)从受力情况或从运动学公式,分析是否能确定加速度的大小和方向。(4)分清物体经历的是一个阶段的运动(a不变),还是连续发生的分阶段运动,找到各段之间存在的联系,判断相邻两段运动中哪些量必定相同,速度、位移还是时间等。

【典型例题】

1、一物体质量为10Kg,在40N的水平向右的拉力作用下沿水平桌面由静止开始运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.20,物体受几个力的作用?画出物体的受力图。物体做什么性质的运动?加速度多大?方向如何? (g=10m/s2)

如果在物体运动后的第5s末把水平拉力撤去, 物体受几个力的作用?画出物体的受力图,物体又做什么性质运动?加速度多大?方向如何?计算物体从开始运动到停止一共走了多远? (g=10m/s2)

竖直方向物体处于平衡状态,FN=G 所以F< style= > = < 1195077011"> FN=0.2

此时F =ma1

a1=F /m=20/10=2m/s2方向:水平向左

物体又以第5s末的速度,以2m/s2的加速度

向右做匀减速直线运动,直至停止。

设水平向右为正,则a=2m/s2 a1=-2m/s2

物体前5s的位移X1=

5s末的速度 v1=at=2

撤去F后物体的位移 X2=v1t.1+

竖直方向物体处于平衡状态,FN=G

所以F = FN=0.2 =

由图可知AB两物体在此过程中的位移差是B的长度L。

对A受力如图

竖直方向物体处于平衡状态,FN=G,所以F = FN=0.2

竖直方向物体处于平衡状态合力为0,

F-F )/M=(80-20)/20=3m/s2

10=2N

F+F =ma1 a1=(F+F )/m=(3+2)/1=5m/s2

设初速方向为正则 a1=-5m/s2

经t1速度减小为0 则 0=v0+a1t1=10-5t1 t1=2s

2+0 高三.5 22=10m方向向右

2s后物体反向加速运动,受力如图

在第3s内F合=-F+F =-3+2=-1N

a=F合/m=-1m/s2

第3s内的位移 X2= =0.5 12=-0.5m

第3s末的速度v2=at2=-1 =(-1) 2A. 仍为a B. 变为2a C. 小于2a,大于a D. 大于2a

3. 如图2所示,一个自由下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和所受合外力的变化情况为( )

A. 速度一直变小直到零

B. 速度先变大,然后变小直到为零

C. 合外力一直变小,方向向上

D. 合外力先变小后变大,方向先向下后向上

4. 如图3所示,光滑水平桌面上,有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F1和F2的作用下运动,已知F1<F2,则以下说法中正确的有( )

B. 若撤去F1,则细线上的拉力一定变小

D. 若撤去F2,则细线上的拉力一定变小

5. 如图4,在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果 ,则物体A的加速度大小等于( )

A. 3g B. g C. 3g/4 D. g/2

6. 如图5所示,质量m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q。球静止时,Ⅰ中拉力大小T1,Ⅱ中拉力大小T2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间,球的加速a应是( )

A. 若断Ⅰ,则a=g,竖直向下

B. 若断Ⅱ,则a= ,方向水平向左

C. 若断Ⅰ,则a= ,方向沿Ⅰ的延长线

D. 若断Ⅱ,则a=g,竖直向上

7. 一个放在水平桌面上质量为2kg原来静止的物体,受到如图6所示方向不变的合外力作用,则下列说法正确的是( )

A. 在t=2s时,物体的速率最大

B. 在2s内物体的加速度为5m/s2

C. 在2s内物体运动的位移为10m

D. 0~2s这段时间内作减速运动

8. 如图7所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体A 处于静止状态,若小车以1m/s2的加速度向右运动后(

9. 如图8所示,A,B两条直线是在A,B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别是 的物体实验得出的两个加速度a与力F的关系图线,由图分析可知( )

A. B. 两地重力加速度C. D. 两地重力加速度

10. 一物体重为50N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,现如图9所示加上水平力F1和F2,若F2=15N时物体做匀加速直线运动,则F1的值可能是(

11. 如图所示,传送带与地面倾角为 ,从A B长度为16m,传送带以10m/s的速度向下运动,在传送带上端,无初速释放一质量为0.5kg的物体,它与传送带间的摩擦系数为0.5,求物体从A运动到B所用的时间?

12. 质量为1.5Kg的物体在水平拉力F的作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离后撤去该力,物体继续滑行t=2.0s停在B点,已知AB两点的距离L=5.0m,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20,求水平拉力F的大小?

【答案】

1. B 2. D 3. BD 4 . A 5 . C 6. AB 7. A 8. AC 9. AD 10. ACD

11. T=2s 12. F=15N 13.(1)X1=5m v=2m/s (2)X=5.26m



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