顿运动定律专题辅导.doc

顿运动定律专题辅导知识点一动力学的两类基本问题一类是由物体的受力情况求解物体的运动情况。另一类是由物体的运动情况求解物体的受力情况。1、求解关键 注意：在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量，一个标量t，在动力无论求解哪类问题，必须先设法求出物体的运动加速度。一是运用定义式和其它运动学公式，二是运用牛顿第二定律通过决定式求得。学公式中有三个物理量，其中有两个矢量F、a，一个标量m。 此外，在动力学物理量中还会涉及斜面倾角、动摩擦因数、弹簧劲度系数k等量，因为这些量也与力有关系。2物体运动的性质、轨迹的形状是由物体所受的合外力及初速度共同决定的。 若，则静止；若，则做匀速直线运动； 若或，并与共线，则做变速直线运动，若又是恒力，则做匀变速直线运动。 ：如图所示，一个人用与水平方向成=角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进，如图（a）所示，箱子与水平地面间的动摩擦因数为0.40求： （1）推力F的大小； （2）若该人不改变力F的大小，只把力的方向变为与水平方向成角斜向上去拉这个静止的箱子，如图（b）所示，拉力作用2.0 s后撤去，箱子最多还能运动多长距离？（g取10 ）。 解析：（1）在图（a）情况下，对箱子有 由以上三式得F=120 N （2）在图（b）情况下，物体先以加速度做匀速运动，然后以加速度做匀减速运动直到停止。 对物体有 ， 解得=2.88 m。知识点二超重与失重知识梳理1超重 当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。2失重 物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。完全失重注意、因此超重、失重、完全失重三种情况的产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减不了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。：某人站在一台秤上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数（不考虑台秤的惯性）（ ） A先变大后变小，最后等于他的重力 B变大，最后等于他的重力 C先变小，后变大，最后等于他的重力 D变小，最后等于他的重力1、如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。求：（重力加速度g10） （1）斜面的倾角； （2）物体与水平面之间的动摩擦因数； （3）t0.6s时的瞬时速度v。 思路点拨：根据实验数据，分别求出物体在水平面上和斜面上的加速度，根据牛顿第二定律和运动关系式即可求得各物理量。 解析： （1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为 ，可得： （2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为 ，可得：0.2 （3）由25t1.12（0.8t），解得t0.1s，即物体在斜面上下滑的时间为0.5s， 则t0.6s时物体在水平面上，其速度为2.3 m/s。 【变式】如图所示，质量为0. 5 kg的物体在与水平面成角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动经过0.5s，速度由0. 6 m/s变为0. 4 m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数=0.1，求作用力F的大小。 解析：由运动学公式得 其中，负号表示物体加速度与速度方向相反，即方向向左。 对物体进行受力分析，如图所示， 建立直角坐标系，把拉力F沿x轴、y轴方向分解得 ， 在x方向上， 在y方向上，即 联立式，消去得 所以N。 2、有一行星探测器，质量为1800 kg，现将探测器从某一行星的表面竖直升空，探测器的发动机推力恒定。发射升空后9s末，发动机因发生故障突然熄火。图是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象，已知该行星表面没有大气，若不考虑探测器总质量的变化。求： （1）该行星表面附近的重力加速度大小； （2）发动机正常工作时的推力； （3）探测器落回星球表面时的速度。 思路点拨：给定图象，可以从图象的斜率求得各段时间内的加速度，从而根据牛顿第二定律可求得作用力。 解析： （1）由图象可知945 s内行星探测器只在行星重力作用下运动。 故其运动的加速度a=4即为行星表面的重力加速度。 （2）取探测器研究。在09s内， 由牛顿第二定律得 解得F= 2N。 （3）由上升位移与下落位移相等得 解出：v=80 m/s。 3、如图所示，传送带与地面倾角=，从A到B长度为16 m，传送带以10 m/s的速率逆时针转动在传送带上端A无初速度地放一个质量为0. 5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5求物体从A运动到B需时间是多少？（sin =0. 6，cos=0. 8） 解析：物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力f，物体受力情况如图所示。 物体由静止加速，由牛顿第二定律得 10（0. 6 0.50. 8）10 物体加速至与传送带速度相等需要的时间s =1s 由于，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力f。此时物体受力情况如图所示， 由牛顿第二定律得 ，解得=2 设后一阶段物体滑至底端所用的时间为，由 解得1s ，s（舍去） 所以物体由A到B的时间2 s。 【变式】如图所示，一水平传送带以2 m/s的速度做匀速直线运动，传送带上两端的距离为20 m，将一物体轻轻地放在传送带的一端，物体由一端运动到另一端所经历的时间为11 s，则物体与传送带之间的动摩擦因数是多少？() 解析：物体放到传送带上，刚开始一段时间物体相对传送带向后滑动，但相对地向前运动。选取地面为参考系，物体在传送带的滑动摩擦力作用下从静止开始做匀加速直线运动，其加速度为 。 当物体的速度达到传送带的速度2 m/s时，物体与传送带无相对运动及相对运动趋势，故两者相对静止，物体一直以2 m/s速度匀速运动到另一端此时对地的位移是20 m。 物体开始做匀加速运动的时间为 匀加速直线运动的时间为 由运动学公式得 ，解得。类型三牛顿运动定律在临界问题中的应用 在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象。此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件。 5、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上，上端固定一质量为的托盘，托盘上有一个质量为m的木块。用竖直向下的力将原长为的弹簧压缩后突然撤去外力，则m即将脱离时的弹簧长度为（ ） A B C D 解析：弹簧上端只有托盘时，弹簧被压缩的长度为；当再加上木块时，弹簧被压缩的长度为；在力的作用下，弹簧被压缩的更多。撤去外力后，两者加速向上运动，当到达压缩量为时，速度达到最大而加速度为零，显然这时木块和托盘之间有压力作用，且压力等于木块的重力。再向上做减速运动，由于木块处于失重状态，对托盘的压力变小。当恰好分离时，两者恰好无相互作用力，此临界状态，两者都处于完全失重，所以弹簧为原长。故选A。 答案：A练习反馈：单项选择题1关于力和运动的关系，下列说法正确的是A如果物体在运动，那么它一定受到力的作用。B力是物体获得速度的原因。C力只能改变物体速度的大小。D力是使物体产生加速度的原因。2下列关于惯性的说法正确的是： A物体处于完全失重状态时，惯性也完全失去了B物体运动速度越大，它具有的惯性越大，所以越不容易停下来。C惯性大小只由其质量决定，与物体的受力情况、运动情况等均无关D物体的惯性是永远存在的，但并不是永远在起作用，如静止的汽车其惯性就没起任何作用3当作用在物体上的合力不等于零的情况下，以下说法正确的是 A物体的速度一定改变 B物体的速度一定越来越小C物体的速度可能不变 D物体的速度一定越来越大4关于作用力和反作用力，以下说法正确的是A作用力和反作用力可以合成，并且合力为零B作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的同类性质的力C物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力D作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力5如图所示，物体A静止于水平面上，下列说法正确的是物体A对地面的压力和受到的重力是一对平衡力物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对相互作用力6用竖直向上的力F使物体向上运动，物体获得的加速度是a，用竖直向上的力2F使同一物体向上运动。不计空气阻力，物体的加速度是（ ）Ag+2a B2a C2g+2a Dg+a7在有空气阻力的情况下，竖直上抛一个球，上升阶段的加速度为a1，下落阶段的加速度为a2，上升的时间为t1，下落回原处的时间为t2，那么Aa1a2，t1t2 Ba1a2，t1t2Ca1a2，t1t2 Da1a2，t1t28从匀速上升的气球上掉下一物体，在掉下的瞬间，物体相对地面将具有（ ） 方向向上的速度和向上的加速度 方向向上的速度和向下的加速度 方向向下的速度和向下的加速度 方向向下的速度和向上的加速度二、多选题：（每题有两个或两个以上的答案为正确）9用力F拉一物体使其以加速度a在水平面上做匀加速直线运动，力F的水平分量为F1，如图所示。若以与F1大小、方向都相同的力F代替F拉此物体，使物体产生加速度a，关于a和a的关系正确的是A当水平面光滑时，aaB当水平面光滑时，aaD当水平面粗糙时，aa10在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长原长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长L到达最低点1.5L的过程中，以下说法正确的是A速度先增大后减小至零B加速度先减小后增大C速度一直减小，直到为零D在最低点时，速度为零，而加速度不是零三填空题12质量为10kg的物体在水平面上受20N的水平拉力时恰能做匀速直线运动要使它获得1m/s2的加速度，则水平拉力应变为_N；当作用在物体上的水平拉力是50N时，物体的加速度是_ m/s213一物体从一固定的斜面上下滑，当斜面倾角为300时，这个物体恰能沿斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数为 ，当斜面倾角为600时，该物体的下滑加速度为_。14两个物体质量之比为1:2，它们以相同的初速度，在动摩擦因数相同的水平面上做匀减速直线运动，这两个物体受到的摩擦力之比是 ；加速度之比是 。三、计算题15、一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，受水平拉力F=6N的作用从静止开始运动，已知物体与水平地面的动摩擦因素=0.2，（1）求物体2s末速度；（2）若在4s末撤去拉力F，求撤去拉力F后物体的滑行位移。16质量为10kg的物体，沿倾角为37的固定的斜面由静止开始