牛顿运动定律的应用(下)

1、一、一、动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题二、二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤应用牛顿运动定律解题的一般步骤034. 徐州市徐州市0708学年度第一次质量检测学年度第一次质量检测15035. 广东茂名市广东茂名市2007年第二次模考年第二次模考15 037. 2008届南通市第一次调研考试届南通市第一次调研考试13 046. 南京市南京市2008届第一次模拟考试届第一次模拟考试15063. 上海市南汇区上海市南汇区08年第二次模拟考试年第二次模拟考试20A066. 珠海市珠海市2008年高考模拟考试年高考模拟考试17 067. 广州市重点中学广州市重点中学0708学年度第三次质检学年度

2、第三次质检13gk011. 2008年高考物理海南卷年高考物理海南卷152根据物体的运动情况根据物体的运动情况(已知已知)确定物体的受力情况。确定物体的受力情况。其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况（其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况（ 性质、性质、已知条件等），选用运动学公式求出物体的加速度；已知条件等），选用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力。再利用牛顿第二定律求力。本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运

3、动问题。几个力作用下的运动问题。atvvt 02021attvs asvvt2202 1根据物体的受力情况根据物体的受力情况(已知或分析得出已知或分析得出)确定物体的确定物体的运动情况运动情况(求任意时刻的速度、位移等求任意时刻的速度、位移等)。其解题基本思。其解题基本思路是：利用牛顿第二定律路是：利用牛顿第二定律F合合=ma求出物体的加速度求出物体的加速度a；再利用运动学的有关公式（再利用运动学的有关公式（ , , , 等）求出速度等）求出速度vt和位移和位移s等。等。3无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况

4、和运动过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下：纽带、桥梁。可画方框图如下：运动学公式运动学公式牛顿第二定律牛顿第二定律物体受力情况物体受力情况及其分析及其分析物体运动状物体运动状态及其变化态及其变化加加速速度度4把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。如指定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。如指

5、挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索。力定律就属于这种探索。 2、全面分析研究对象的受力情况，正确画出受力示、全面分析研究对象的受力情况，正确画出受力示意图。可以按力的性质意图。可以按力的性质重力、弹力、摩擦力、其重力、弹力、摩擦力、其他力的次序分

6、析物体所受各个力的大小和方向；再根他力的次序分析物体所受各个力的大小和方向；再根据力的合成知识求得物体所受合力的大小和方向。也据力的合成知识求得物体所受合力的大小和方向。也可以根据牛顿第二定律可以根据牛顿第二定律F合合=ma，在加速度，在加速度a的大小方向的大小方向已知或可求时，确定合力已知或可求时，确定合力F合合的大小和方向。画示意图的大小和方向。画示意图时，可以用一方块或一个点表示物体，各力作用点画时，可以用一方块或一个点表示物体，各力作用点画在一个点在一个点(如方块中心如方块中心)上。各力方向一定要画准，力线上。各力方向一定要画准，力线段的长短要能定性地看出力大小的不同。段的长短要能定性

7、地看出力大小的不同。1、确定研究对象可根据题意选某物体、确定研究对象可根据题意选某物体(题设情景中题设情景中有多个物体时尤显必要有多个物体时尤显必要)或某一部分物体或几个物体或某一部分物体或几个物体组成的系统为研究对象。所选研究对象应是受力或运组成的系统为研究对象。所选研究对象应是受力或运动情况清楚便于解题的物体。动情况清楚便于解题的物体。 3、全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程、全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意简图。特别注意：若所研究运动过程的运动性示意简图。特别注意：若所研究运动过程的运动性质、受力情况并非恒定不变时，则要把整个运动过质、受力情况并非恒定不变时，则要把整个

8、运动过程分成几个不同的运动阶段详细分析。每个阶段是程分成几个不同的运动阶段详细分析。每个阶段是一种性质的运动。要弄清楚各运动阶段之间的联系一种性质的运动。要弄清楚各运动阶段之间的联系(如前一阶段的末速度就是后一阶段的初速度等如前一阶段的末速度就是后一阶段的初速度等)。 4、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。向或加速度方向为正方向。5、根据牛顿定律、运动学公式、根据牛顿定律、运动学公式、 题目给定的条件列题目给定的条件列方程；利用运动学公式或牛顿运动定律进一步解出所方程；利用运动学公式或牛顿运动定律进一步解出所求物理量。

9、注意：在求解过程中，要选准公式、正确求物理量。注意：在求解过程中，要选准公式、正确运算、简洁、规范。要先求出所求物理量的文字表达运算、简洁、规范。要先求出所求物理量的文字表达式再代入数字进行计算。式再代入数字进行计算。6、审查结果是否合理或深入探讨所得结果的物理意、审查结果是否合理或深入探讨所得结果的物理意义、内涵及外延等。义、内涵及外延等。15（10分）在消防演习中，消防队员从一根竖直分）在消防演习中，消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经一段时间落地。为了的长直轻绳上由静止滑下，经一段时间落地。为了获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究人获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究

10、人员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统相连接，用来记录消防队员下滑过程中轻绳受到的相连接，用来记录消防队员下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况已拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况已知某队员在一次演习中的数据知某队员在一次演习中的数据如图所示，求该消防队员在下如图所示，求该消防队员在下滑过程中的最大速度和落地速滑过程中的最大速度和落地速度各是多少？度各是多少？g取取10m/s2t/s0.61.21mgF032解：解： 该队员先在该队员先在t1=1s时间内以时间内以a1匀加速下滑匀加速下滑然后在然后在t2=1.5s时

11、间内以时间内以a2匀减速下滑匀减速下滑第第1s由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：mgF1=ma1211m/s4 mFga最大速度最大速度 vm=a1t1 代入数据解得：代入数据解得：vm=4m/s 后后1.5s由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F2mg=ma2222m/s2 gmFa队员落地时的速度队员落地时的速度 v = vm - a2t2 代入数据解得：代入数据解得：v=1m/st/s0.61.21mgF03215（10分）放在水平地面上的物块，受到方向不分）放在水平地面上的物块，受到方向不变的水平推力变的水平推力F的作用，力的作用，力F的大小与时间的大小与时间t 的关系的关系和物块的

12、速度和物块的速度v与时间与时间t 的关系如图所示，取重力加的关系如图所示，取重力加速度速度g = 10 m/s2，求物块的质量，求物块的质量m及物块与地面间的及物块与地面间的动摩擦因数动摩擦因数。t/sv/ms-1039366t/sF/N0392664解：解：t/sF/N0392664t/sv/ms-10393660 3 s内，力内，力F 未推动物块。未推动物块。3 6 s内，内，F2mg = ma F2=6N由由vt 图知，图知，3 6 s的加速度的加速度22m/s3606 a6 9 s内，内，F3mg = 0 F3=4N从图中读取数据并代入上两式可解得，从图中读取数据并代入上两式可解得，m

13、 = 1 kg， = 0.413（10分）一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止分）一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，开始沿直线运动，4s内通过内通过8m的距离，此后关闭发的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了动机，汽车又运动了2s停止，已知汽车的质量停止，已知汽车的质量m=2103kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：求：（1）关闭发动机时汽车的速度大小；）关闭发动机时汽车的速度大小；（2）汽车运动过程中所受到的阻力大小；）汽车运动过程中所受到的阻力大小；（3）汽车牵引力的大小）汽车牵引力的大小解：解： （1）汽车开始做匀加速度运动）汽车开始做匀加速

14、度运动tvS2000 解得解得m/s42100 tSv（2）汽车滑行减速过程加速度为）汽车滑行减速过程加速度为a22202m/s20 tva由牛顿第二定律由牛顿第二定律fma2解得解得f4103N（3）开始汽车加速过程中加速度）开始汽车加速过程中加速度a1 211021taS 由牛顿第二定律由牛顿第二定律Ffma1解得解得Ffma16103N 15如图（如图（a）所示，质量为）所示，质量为M = 10kg的滑块放在的滑块放在水平地面上水平地面上,滑块上固定一个轻细杆滑块上固定一个轻细杆ABC,ABC = 45 .在在A端固定一个质量为端固定一个质量为m = 2kg的小球，滑块与地面间的小球，滑

15、块与地面间的动摩擦因数为的动摩擦因数为 = 0.5现对滑块施加一个水平向右现对滑块施加一个水平向右的推力的推力F1 = 84N，使滑块做，使滑块做 匀加速运动求此时轻杆对匀加速运动求此时轻杆对 小球作用力小球作用力F2的大小和方向的大小和方向 （取（取g10m/s2）CABF1图（图（a）有位同学是这样解的有位同学是这样解的F245F=maG=mg图（图（b）小球受到重力及杆的作用力小球受到重力及杆的作用力F2，因为是轻杆，所以，因为是轻杆，所以 F2方向沿杆向上，受力情况如方向沿杆向上，受力情况如图（图（b）所示根据所画的平行）所示根据所画的平行四边形，可以求得：四边形，可以求得：N220N

16、102222 mgF你认为上述解法是否正确？如果不正确，请说明理你认为上述解法是否正确？如果不正确，请说明理由，并给出正确的解答由，并给出正确的解答解：解： 结果不正确结果不正确杆杆AB对球的作用力方向不一定沿着杆的方向，它可对球的作用力方向不一定沿着杆的方向，它可能会是右向上的方向能会是右向上的方向,大小和方向具体由加速度大小和方向具体由加速度a的大的大小来决定小来决定,并随着加速度并随着加速度a的变化而变化的变化而变化F2F=maG=mg 由牛顿第二定律，对整体有由牛顿第二定律，对整体有F(M+m)g（Mm）a解得解得22m/s2m/s210102105084 )(.mMg)mM(Fa 2

17、0.4NN264N210222222 agmF轻杆对小球的作用力轻杆对小球的作用力F2与水平方向夹角，与水平方向夹角，5arctanmamgarctan 斜向右上斜向右上 题目题目20A（10分）在地面上以一定的初速度将球竖直向分）在地面上以一定的初速度将球竖直向上抛出，在上升过程中球的速度图像如图所示，已知上抛出，在上升过程中球的速度图像如图所示，已知球的质量球的质量m0.8kg，设空气阻力大小不变，取，设空气阻力大小不变，取g10m/s2 2。求：。求：（1）空气阻力的大小）空气阻力的大小（2）球从最高点落回地面所需的时间）球从最高点落回地面所需的时间t/sv/ms-100.5 1.0 1

18、.561218解：（解：（1）小球在上升过程中：小球在上升过程中：11011tvvat 22m/s12m/s51180 .根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有-（mgf）ma1解得解得f1.6N（2）由图象可知，小球上升的高度）由图象可知，小球上升的高度h1/2 18 1.5m13.5m小球下落过程中的加速度小球下落过程中的加速度222m/s8m/s80611080 .mfmga221ats 得得由由s841222.aht 17（15分）固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物分）固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力和物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动

19、，拉力和物体速度随时间的变化规律如图所示，取重力加速度体速度随时间的变化规律如图所示，取重力加速度=10m/s2求物体的质量及斜面与地面间的夹角求物体的质量及斜面与地面间的夹角 t/sF/N0265.05.54t/sv/ms-10261.04AF解：解：t/sF/N0265.05.54t/sv/ms-10261.04AF由图可得，由图可得，02s内物体的加速度为内物体的加速度为2m50s/.tva 由牛顿第二定律可得：由牛顿第二定律可得：masinmgF 2s后有：后有： sinmgF N5N55 F,.F 代入解得：代入解得：联立，并将联立，并将30kg01 .m13 . (10分分)从从2007年年1月月1日起，广州市全面禁止摩托日起，广州市全面禁止摩托车上路，摩托车行驶的安全性较差是车上路，摩托车行驶的安全性较差是“禁摩禁摩”的原的原因之一若摩托车行驶中不慎发生事故，驾驶员以因之一若摩托车行驶中不慎发生事故，驾驶员以36kmh的速度正面撞上水泥电杆，碰撞时间为的速度正面撞上水泥电杆，碰撞时间为t=0.05s，设碰撞后驾驶员变为静止求：，设碰撞后驾驶员变为静止求： (1)碰撞过