第五节牛顿第二定律的应用 (2)

第五节牛顿第二定律的应用,高一物理科组吴锡联,一、动力学的两类基本问题,1已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情况,2已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况,二、动力学问题的求解,1基本思路牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外力的关系，而加速度可以看成是运动的特征量，所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键,*求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：,2一般步骤：（1）确定研究对象；（2）受力及状态分析；（3）取正方向，列方程；（4）统一单位，代值求解；（5）检验结果,第1类问题、已知作用在物体上的力，分析、确定物体的运动状态。例1：如图所示，一质量为m=5kg的物体沿水平地面向左运动，与地面间的动摩擦系数为=0.4，当物体向左的水平速度为1=10m/s开始受到一个水平向右的拉力F=30N作用（g取10m/s2）(1)经过多长时间物体的时间变为8m/s向右运动?(2)这段时间内物体通过的位移是多大?其方向如何?,F,分析：物体水平向左运动时，受滑动摩擦力和水平向右的拉力F而做匀减速运动，直到速度为零，由于水平向右的拉力Fmg=20N，物体再由静止开始向右匀加速，直到速度达到题目中的要求为止，在物体向左运动的过程中，设其加速度为1，根据牛顿第二定律1=(F+mg)/m=(30+0.4510)/5m/s2=10m/s2,解：设物体向左运动速度减为零所用时间为t1，则t1=1/1=10/10=1s物体向左的位移为s1=1t1+1t12=101+(-10)12=5m,第2类问题、已知物体运动情况，求解物体受力情况。例2：1000T的列车由车站出发做匀加速直线运动，列车经过100s，通过的路程是1000m，已知运动阻力是车重的0.005倍，求列车机车的牵引力?,解：列车为研究对象，列车的运动状态为初速度为零的匀加速直线运动。由s=t2，所以=2s/t2=(21000)/10000=0.2m/s2,由牛顿第二定律，求物体所受合外力F合=m，F合=10000000.2=200000N又F合=F牵-F阻，且F阻=0.005GF牵=F合+F阻=200000+10000000.005=2.05105N,课堂练习,例题1一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N1)求物体在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间,例题2、一辆质量为1.0103kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力,3应用牛顿第二定律解题的规律分析(直线运动)题目类型流程如下由左向右求解即第一类问题，可将vt、v0、s、t中任何一个物理量作为未知求解由右向左求解即第二类问题，可将F、f、m中任一物量作为未知求解若阻力为滑动摩擦力，则有F-mg=ma，还可将作为未知求解,如：将例题2改为一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后匀减速滑行2.5m，求物体与水平面间动摩擦因数,4物体在斜向