牛頓第二定律的應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容:牛頓第二定律的應(yīng)用

二. 要點:牛頓運動定律的應(yīng)用,進(jìn)一步解決動力學(xué)問題。

三. 重點、難點解析:

1、應(yīng)用牛頓運動定律解題的一般步驟:

(1)確定研究對象。

(2)將研究對象隔離出來進(jìn)行受力分析,并畫出受力圖。

(3)分析研究對象的運動情況,畫出運動簡圖:標(biāo)出物體的速度方向(由此可得滑動摩擦力的方向)以及加速度的方向(即合外力的方向)。

(4)應(yīng)用牛頓第二定律列方程,應(yīng)用運動學(xué)公式列式。

(5)解方程并分析討論結(jié)果是否正確合理。

2、處理動力學(xué)問題的基本:那道題目之后,要對物體的受力情況和運動情況進(jìn)行必要的分析,而初學(xué)者往往一拿到題目就想代牛頓定律公式和運動學(xué)公式,結(jié)果把有初速度的當(dāng)作無初速度,有摩擦力的以為沒有摩擦,多過程的問題誤認(rèn)為是單個過程,這樣不但會解錯題目,而且形成一種亂套公式的不良習(xí)慣。認(rèn)真審題,弄清物體受力情況和運動情況,確定了解題思路再著手解題,這是解題的基本也是必須訓(xùn)練的基本功。由于物體的受力情況與運動情況密不可分,所以受力分析和運動分析往往是同時考慮,交叉進(jìn)行,在畫受力分析圖時,把所受外力畫在物體上。

3、物體的運動情況分析方法:(1)分析研究對象有沒有初速度,初速度的方向如何。(2)分析研究對象作什么形式的運動,是勻速直線運動,還是勻加速直線運動或是勻減速運動。(3)從受力情況或從運動學(xué)公式,分析是否能確定加速度的大小和方向。(4)分清物體經(jīng)歷的是一個階段的運動(a不變),還是連續(xù)發(fā)生的分階段運動,找到各段之間存在的聯(lián)系,判斷相鄰兩段運動中哪些量必定相同,速度、位移還是時間等。

【典型例題】

1、一物體質(zhì)量為10Kg,在40N的水平向右的拉力作用下沿水平桌面由靜止開始運動,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20,物體受幾個力的作用?畫出物體的受力圖。物體做什么性質(zhì)的運動?加速度多大?方向如何? (g=10m/s2)

如果在物體運動后的第5s末把水平拉力撤去, 物體受幾個力的作用?畫出物體的受力圖,物體又做什么性質(zhì)運動?加速度多大?方向如何?計算物體從開始運動到停止一共走了多遠(yuǎn)? (g=10m/s2)

豎直方向物體處于平衡狀態(tài),F(xiàn)N=G 所以F< style= > = < 1195077011"> FN=0.2

此時F =ma1

a1=F /m=20/10=2m/s2方向:水平向左

物體又以第5s末的速度,以2m/s2的加速度

向右做勻減速直線運動,直至停止。

設(shè)水平向右為正,則a=2m/s2 a1=-2m/s2

物體前5s的位移X1=

5s末的速度 v1=at=2

撤去F后物體的位移 X2=v1t.1+

豎直方向物體處于平衡狀態(tài),F(xiàn)N=G

所以F = FN=0.2 =

由圖可知AB兩物體在此過程中的位移差是B的長度L。

對A受力如圖

豎直方向物體處于平衡狀態(tài),F(xiàn)N=G,所以F = FN=0.2

豎直方向物體處于平衡狀態(tài)合力為0,

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

10=2N

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

設(shè)初速方向為正則 a1=-5m/s2

經(jīng)t1速度減小為0 則 0=v0+a1t1=10-5t1 t1=2s

2+0 高三.5 22=10m方向向右

2s后物體反向加速運動,受力如圖

在第3s內(nèi)F合=-F+F =-3+2=-1N

a=F合/m=-1m/s2

第3s內(nèi)的位移 X2= =0.5 12=-0.5m

第3s末的速度v2=at2=-1 =(-1) 2A. 仍為a B. 變?yōu)?a C. 小于2a,大于a D. 大于2a

3. 如圖2所示,一個自由下落的小球,從它接觸彈簧開始到彈簧壓縮到最短的過程中,小球的速度和所受合外力的變化情況為( )

A. 速度一直變小直到零

B. 速度先變大,然后變小直到為零

C. 合外力一直變小,方向向上

D. 合外力先變小后變大,方向先向下后向上

4. 如圖3所示,光滑水平桌面上,有甲、乙兩個用細(xì)線相連的物體在水平拉力F1和F2的作用下運動,已知F1<F2,則以下說法中正確的有( )

B. 若撤去F1,則細(xì)線上的拉力一定變小

D. 若撤去F2,則細(xì)線上的拉力一定變小

5. 如圖4,在光滑的水平桌面上有一物體A,通過繩子與物體B相連,假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計,繩子不可伸長。如果 ,則物體A的加速度大小等于( )

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

6. 如圖5所示,質(zhì)量m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q。球靜止時,Ⅰ中拉力大小T1,Ⅱ中拉力大小T2,當(dāng)僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間,球的加速a應(yīng)是( )

A. 若斷Ⅰ,則a=g,豎直向下

B. 若斷Ⅱ,則a= ,方向水平向左

C. 若斷Ⅰ,則a= ,方向沿Ⅰ的延長線

D. 若斷Ⅱ,則a=g,豎直向上

7. 一個放在水平桌面上質(zhì)量為2kg原來靜止的物體,受到如圖6所示方向不變的合外力作用,則下列說法正確的是( )

A. 在t=2s時,物體的速率最大

B. 在2s內(nèi)物體的加速度為5m/s2

C. 在2s內(nèi)物體運動的位移為10m

D. 0~2s這段時間內(nèi)作減速運動

8. 如圖7所示,質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5N時,物體A 處于靜止?fàn)顟B(tài),若小車以1m/s2的加速度向右運動后(

9. 如圖8所示,A,B兩條直線是在A,B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別是 的物體實驗得出的兩個加速度a與力F的關(guān)系圖線,由圖分析可知( )

A. B. 兩地重力加速度C. D. 兩地重力加速度

10. 一物體重為50N,與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,現(xiàn)如圖9所示加上水平力F1和F2,若F2=15N時物體做勻加速直線運動,則F1的值可能是(

11. 如圖所示,傳送帶與地面傾角為 ,從A B長度為16m,傳送帶以10m/s的速度向下運動,在傳送帶上端,無初速釋放一質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶間的摩擦系數(shù)為0.5,求物體從A運動到B所用的時間?

12. 質(zhì)量為1.5Kg的物體在水平拉力F的作用下,從水平面上A點由靜止開始運動,運動一段距離后撤去該力,物體繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點,已知AB兩點的距離L=5.0m,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為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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