(二)怎样研究力和运动相结合的问题PPT课件

1 二 怎样研究力和运动相结合的问题 在牛顿定律的应用中 把运动学和牛顿定律结合起来研究是目前高考中的一个热点问题 对于此类问题 研究的最基本方法仍然是按下列过程展开 对象受力过程模型规律方程结果但在这类问题的研究中 我们特别要强调的是过程的分析以及在各个过程中的受力特点 这一点尤其重要 2 例题 一个物体受到几个力作用而处于静止状态 若其中一个力逐渐减小到零后又逐渐增大到原来的情况而其它各力均不变 则物体在此过程中 A 速度一直增大 增大到某一数值后不变B 速度先增大后减小 最后仍为零C 加速度由零逐渐增大 增到某一值后保持不变D 加速度先增大 后减小 最后仍为零 3 分析与解 合力F先增大后减小 最后为0 则加速度先增大后减小 最后为0 由于加速度方向始终没有改变 所以速度是始终增大的 4 例题2 在同一光滑水平面上有质量分别为m1和m2的两物体 m1静止 m2以速度v0向右做匀速直线运动 在某一时刻m2物体正好经过m1处 这时同时对两物体施以大小相等方向向右的水平恒力F 则 5 接上页 A 若m1 m2 两者可能在某一时刻达到相同的速度B 若m1 m2 两者可能在某一时刻达到相同的速度C 若m1 m2 在以后的运动过程中两者之间的距离逐渐增大D 若m1 m2 在以后的运动过程中两者之间的距离逐渐缩小 6 分析与解 a1 F m1a2 F m2v1 Ft m1s1 Ft2 2m1v2 v0 Ft m2s2 v0t Ft2 2m2 7 例题3 据报导 某航空公司的一架客机在正常航线上作水平飞行时 由于突然受强大垂直气流的作用 使飞机在10s内下降了1700m高度 造成了众多乘客和机组成员的伤害事故 如果只研究飞机在竖直方向的运动 且假设这一运动为匀变速运动 试计算 1 飞机在竖直方向上产生的加速度为多大 2 乘客所系的安全带受到的力是重力的多少倍 方向如何 3 未系安全带的乘客 相对于机舱将向什么方向运动 最可能受伤害的是人体的什么部位 8 分析与解 1 a 2h t2 34m s2 3 4g 2 设加速度方向向下为正 mg F ma F 2 4mg 3 最有可能伤害的是头部 9 例题4 一平直的传送带以速率v 2m s匀速运行 传送带把A处的工件运送到B处 A B相距L 10m 从A处把工件轻轻放到传送带上 经过时间t 6s能传送到B处 如果提高传送带的运行速率 工件能较快地从A处传送到B处 要让工件用最短时间从A处传送到B处 说明并计算传送带的运行速率至少应多大 10 分析与解 f ma a gv0 gt 4 47m s 11 例题5 1999年 在我国四川的成渝高速公路上发生了重大交通事故 数十辆汽车首尾相撞 究其原因 除土雨天路滑等因数外 汽车与汽车之间的距离太近 是造成事故的主要原因为了安全 在高速公路一行驶的汽车 交通管理部门有一个规定 即汽车之间的距离不得小于200m 已知高速公路的最高限速为120km h 司机的反应时间为0 5s 刹车时汽车所受的阻力为车重的0 40倍 试通过上述数据论证说明 交通管理部门这一规定的合理性 12 分析与解 f ma a g 167m 13 例题6 在一种能获得强烈超重 失重的巨型娱乐设施中 用电梯把乘有十多人的座舱关在大约二十几层楼的高处 然后让座舱自由下落 落到一定位置时 制动系统开始起动 座舱匀减速运动到地面时速度恰好停下 已知座舱开始下落时的高度为76m 当落到离地28m时开始制动 若某人托着质量为5kg的铅球做此游戏 问 1 当座舱离地高度为40m时托着铅球的手感觉如何 2 当座舱离地的高度为16m时 手要用多大的力才能托住铅球 14 分析与解 1 因为此时物体做自由落体运动 处于完全失重状态 所以球对手的压力为零 2 h gt2 2 得t 3 9s v gt 39m sh v2 2a a v2 2h 27 1m s2F mg ma 得F mg ma 185 5N 15 例题7 一平板车质量m 100kg 停在水平路面上 车身的平板离地面高h 1 25m 一质量m 50kg的小物块置于车的平板上 它到车尾的距离b 1 00m 与车板间的摩擦因数 0 20 如图所示 今对平板车施一水平方向的恒力 使车向前行驶 结果物块从车板上滑落物块刚离开车板的时刻车向前行驶的距离s0 2 0m 求物块落地时 落地点到车尾的水平距离s 不计路面与平板车间的摩擦 g取10m s2 16 分析与解 f ma1 得a1 g 2m sF f Ma2 得a2 F mg MS2 S1 b S1 1mS1 a1t2 2 t 1s v1 a1t1 2m sS2 a2t2 2 S1 S2 a1 a2 得 F 500N a2 4m s2v2 a2t1 4m s 17 接上页 木块落地后 F Ma3 得a3 5m s2h gt22 2 得 t2 0 5s s s2 s1 v2t2 a3t2 v1t2 2 625m 18 例题8 风洞实验室中可产生水平主向的 大小可调节的风力 现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中 小球直径略大于细杆直径 如图所示 1 当杆在水平方向固定时调节风力的大小 使球在杆上做匀速运动 这时小球所受的风力大小为小球重力的0 5倍 求小球与杆间的动摩擦因数 19 接上页 2 保持小球所受的风力不变 使杆与水平方向的夹角为370并固定 则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为多少 20 分析与解 1 F f 0 0 5mg mg 0 5 2 Fcos mgsin f maFsin mgcos N 0f N即可解出as at2 2即可求出时间t 21 例题9 相隔一定距离的A B两球 质量相等 假定它们之间存在恒定的斥力作用 原来两球被按住 处在静止状态 现突然松开两球 同时给A球以速度V0 使之沿两球连线射向B球队 B球初速度为零 若两球间的距离从最小值 两球刚好未接触 到刚恢复到原始值所经历的时间为t0 求此时B球在斥力作用下的速度 22 分析与解 设斥力为F 则 a1 F m a2 F m 当二球速度相等时必有vA vB v0 2 设原距离为d 则d SA SB即d v02 4a 23 接上页 从最近到恢复原来的距离 d sA sB d 2at02 24 例题10 如图所示 斜面上某一位置每隔0 1s放下一颗质量为0 1kg的相同小滑块 连续放下几块以后 对在斜面上滑动的小滑块摄下照片 根据照片测得DC 1 5cm CB 2 0cm 已知斜面的倾角为300 照片比真实的物体缩小了10倍 试求 1 小滑块与斜面之间的动摩擦因数 2 拍摄时刻B球的速度 3 A与B之间的距离 4 D滑块上面正在运动的滑块还有几块 25 分析与解 该题请同学们自己思考 26 例题11 在光滑的水平面上有一质量m 1 0 10 4kg 电量q 1 0 10 10C的带下电小球 静止在O点 以O为原点 在该水平面内建立直角坐标系Oxy 现突然加一个沿x轴正方向 场强大小E 2 0 106V m的匀强电场 使小球开始运动 经过1s钟 所加的电场突然变为沿y轴下方向 场强的大小仍为E 2 0 106V m的匀强电场 再经过1s 所加的电场又突然变为另一个匀强电场 使小球在电场作用下经1s速度变为零 求此电场的方向及速度变为零时小球的位置 27 分析与解 0 1s ax Eq m 1m s2 vx axt1 1m s1s 2s ay Eq m