高中物理 第四章 第六课时 用牛顿第二定律解决问题（一）学案 新人教版必修1.doc

第六课时用牛顿第二定律解决问题(一)1进一步学习物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析2知道动力学的两类问题：从受力情况确定运动情况和从运动情况确定受力情况理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁3掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题一、从受力确定运动情况1牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况_联系起来2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加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况判一判物体受恒定的水平拉力f作用，恰能沿水平面匀速运动，当撤去这个拉力后，物体将(1)匀速运动(错误)(2)立即停止运动(错误)(3)产生加速度，做匀减速运动(正确)提示：由题意知物体所受阻力为f，撤去拉力后，物体的合力等于阻力，此后产生加速度，且加速度方向与速度方向相反，故撤去拉力后，物体做匀减速直线运动二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力牛顿运动定律在多过程运动中的应用物体的多过程运动问题是牛顿运动定律应用的最难题型，它展示了物体在运动过程中的受力特点及物体的运动情况，综合考查运用动力学相关知识处理实际运动问题的能力解题思路：首先理清物体的不同运动过程，根据受力特点确定各过程的运动性质，然后列相应动力学方程(运用牛顿第二定律与运动学公式)；注意不同过程中的中间衔接量，特别是两过程间的“速度”参量，往往是列式与计算的“桥梁”若运动过程涉及摩擦力，要分析好各阶段物体所受摩擦力的大小和方向，注意摩擦力是否发生突变【案例展示】如图所示，水平传送带以2 m/s的速度运动，传送带长ab20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数0.1，试求这个工件经过多长时间由传送带左端运动到右端？(g10 m/s2)【易错分析】在解本题时易犯错误分析如下：常见错误错误原因误认为工件做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移公式xat2求出时间t，其中ag对工件的运动过程分析不清，工件的运动分为两个过程，第一个是在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动；第二个是工件与传送带同速后，摩擦力消失，工件与传送带一起匀速运动误认为工件放到传送带上即刻与传送带的速度相同，自始至终随传送带做匀速直线运动，由xvt求出时间t没有对放到传送带上之后的工件进行受力分析，不知道将工件轻轻放在传送带上的含义是工件的初速度为零，没有考虑工件达到与传送带同速需要一个过程想当然地认为放在传送带上的工件的速度始终与传送带速度相同【规范解答】工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为ffmg，工件加速度ag，方向向右，则加速运动的时间为：t02 s在t0时间内运动的位移：x0at2 m由于x0mb，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xa与xb相比为(a)axaxb bxaxbcxaxb d不能确定解析：通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力mg为合外力，由牛顿第二定律知：mgma得：ag，可见：aaab.物体减速到零时滑动的距离最大，由运动学公式可得：v2aaxa，v2abxb，又因为vavb，aaab.所以：xaxb，a正确6如图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在o点，另一端和运动员相连运动员从o点自由下落，至b点弹性绳自然伸直，经过合力为零的c点到达最低点d，然后弹起整个过程中忽略空气阻力分析这一过程，下列表述正确的是(b)经过b点时，运动员的速率最大经过c点时，运动员的速率最大从c点到d点，运动员的加速度增大从c点到d点，运动员的加速度不变a b c d解析：在bc段，运动员所受重力大于弹力，向下做加速度逐渐减小的变加速运动，当a0时，速度最大，即在c点时速度最大，对在cd段，弹力大于重力，运动员做加速度逐渐增大的变减速运动，对，故选b.7如图所示，小车质量为m，光滑小球p的质量为m，绳质量不计，水平地面光滑，要使小球p随车一起匀加速运动，则施于小车的水平作用力f是(已知)(b)amgtan b(mm)gtan c(mm)gcot d(mm)gsin 解析：对小球受力分析如下图所示，则mgtan ma，所以agtan .对整体f(mm)a(mm)gtan .8搬运工人沿粗糙斜面把一物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为f时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2f时，物体的加速度为a2，则(d)aa1a2 ba1a22a1解析：根据牛顿第二定律fmgsin mgcos ma12fmgsin mgcos ma2由两式可解得：a22a1gsin gcos ，所以a22a1.9三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同现用大小相同的外力f沿如图所示方向分别作用在1和2上，用f的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则(c)aa1a2a3 ba1a2，a2a3ca1a3a2 da1a2a3解析：根据题意和图示知道，fsin 60mg，三个物块在水平方向受到的都等于，摩擦力各不相同；ff1(mgfsin 60)，ff2(fsin 60mg)，ff3mg；三个物块在竖直方向都受力平衡；a1，a2，a3；a1a3a2，c正确10如图所示在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体a、b，m1m2，a、b间水平连接着一轻质弹簧测力计若用大小为f的水平力向右拉b，稳定后b的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为f1；如果改用大小为f的水平力向左拉a，稳定后a的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为f2.则以下关系式正确的是(a)aa1a2，f1f2 ba1a2，f1f2ca1a2，f1f2解析：对整体，水平方向只受拉力f作用，因此稳定时具有的相同加速度为a，c、d错；当拉力f作用于b时，对a，f1m1a，当拉力作用于a时，对b，f2m2a，由于m1m2，所以f1f2，a正确11如图所示的机车，质量为100 t，设它从停车场出发经225 m后速度达到54 km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站机车又行驶了125 m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力解析：设机车在加速阶段的加速度为a1，减速阶段的加速度为a2则：v22a1x1，v22a2x2，解得：a10.5 m/s2，a20.9 m/s2.由牛顿第二定律得：fffma1，ffma2，解得：f1.4105 n.答案：1.4105 n12如图所示，一架质量m5.0103 kg的喷气式飞机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离x5.0102 m，达到起飞速度v6