高二物理《12.07.02课堂资料牛顿运动定律2》(课件).ppt

2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 牛顿运动定律 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 9.（2012北京卷）摩天大楼中一部直通 高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简 化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等 因素，电梯的加速度a是随时间t变化的，已知 电梯在t=0时由静止开始上升，at图像如图2 所示。电梯总质量m=2.0103kg。 忽略一切阻力，重力加速度g取 10m/s2。 (1)求电梯在上升过程中受到 的最大拉力F1和最小拉力F2； 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 (2)类比是一种常用的研究方法对于直线 运动，教科书中讲解了由vt图像求位移的方 法。请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定 义，根据图2所示at图像，求电梯在第1s内的 速度改变量v1和第2s末的速率v2； (3)求电梯以最大速率上升时，拉力做功的 功率P；再求在 011s时间内， 拉力和重力对电 梯所做的总功W 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 解析：(1)由牛顿第二定律，有F-mg=ma 由at图像可知，F1和F2对应的加速度分别是 a1=1.0m/s2，a2=1.0m/s2 F1=m(g+a1)=2.0103(10+1.0)N=2.2104N F2= m(g+a2)=2.0103(10-1.0)N=1.8104N (2)类比可得，所求速度变化量等于第1s内 at图线下的面积 v1=0.50m/s 同理可得，v2=v2-v0=1.5m/s v0=0，第2s末的速率 v2=1.5m/s 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 (3)由at图像可知，11s30s内速率最大， 其值等于011s内at图线下的面积，有 vm=10m/s 此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力 mg，所求功率 P=Fvm=mgvm=2.01031010W =2.0105W 由动能定理，总功 W=Ek2Ek1= mvm20= 2.0103 102J=1.0105J 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 10.（2012上海卷）如图，将质量m=0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大 于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数=0.8。 对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角 =53的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿 杆运动，求F的大小。（取sin53=0.8， cos53=0.6，g=10m/s2）。 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 解析： 令Fsin53=mg，F=1.25N，当 F1.25N时，杆对环的弹 力向下， 由牛顿定律FcosFN=ma，Fsin=mg+FN， 解得F9N， 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 11.（2012安徽卷）质量为0.1kg 的弹性球 从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对 应的vt图象如图所示。球与水平地面相碰后 离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球 受到的空气阻力大小恒为f，取g=10m/s2, 求： (1)弹性球受到的 空气阻力f的大小； (2)弹性球第一次 碰撞后反弹的高度h。 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 解析：(1)由vt图像可知:小球下落作匀加速 运动， 由牛顿第二定律得：mgf=ma 解得f=m(g+a)=0.2N 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 12.（2012重庆卷）（19分）某校举行托乒 乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S， 比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小a的加 速度从静止开始做匀加速运动，当速度达到v0时， 再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一 直保持在球中心不动。比赛中，该同学在匀速直 线运动阶级保持球拍的倾角 为0 ，如题25图所示。设 球在运动过程中受到的空气 阻力与其速度大小成正比， 方向与运动方向相反，不计 球与球拍之间的摩擦，球的 质量为m，重力加速度为g 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 (1)空气阻力大小与球速大小的比例系数k (2)求在加速跑阶段球拍倾角随球速v变化 的关系式 (3)整个匀速跑阶段，若该同学速率仍为v0 ， 而球拍的倾角比0大了并保持不变，不计球 在球拍上的移动引起的空 气阻力的变化，为保证到 达终点前球不从球拍上距 离中心为r的下边沿掉落， 求应满足的条件。 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 解析：(1)在匀速运动阶段有， (2) 加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有 (3) 以速度v0匀速运动时，设空气的阻力 与重力的合力为F，有 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 13(2012浙江卷)为了研究鱼所受水的阻力 与其形状的关系，小明同学用石腊做成两条质量 均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所 示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B 鱼”，“A鱼” 竖直下潜hA后速度减为零，“B 鱼”竖直下潜hB后速度减为零。“鱼”在水中运 动时，除受重力外，还受浮力和术的 阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是 其重力的 倍，重力加速度为g， “鱼”运动的位移值远大于 “鱼” 的长度。假设“鱼”运动时所受水的 阻力恒定，空气阻力不计。求： 2012年上学期制作 06 湖南长郡卫星远程学校 (1)“A鱼”入水瞬间的速度VA1； (2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA； (3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所 受阻力之比fA:fB 2012年