应用牛顿运动定律解决动力学问题的一般程序

1、应用牛顿运动定律解决动力学问题的一般程序1 .研究对象的选取根据题目特点和解题的需要来选取研究对象，所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统.(隔离法和整体法2 .研究对象的运动分析明确题目中给定的物理现象和物理过程.如果是比较复杂的问题，应明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程.有必要时画出运动示意图.3 .研究对象的受力分析对研究对象进行受力分析，画出示意图.在图中标明力、速度和加速度的符号和方向.受力分析的要点：(1每分析出一个力，应该找出该力的施力物体和该力对物体产生的效果.(2只分析研究对象所受的力，不分析研究对象给

2、其他物体的反作用力；(3只分析根据力的性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力、电场力、回复力等.不分析据效果命名的力(下滑力、回复力等.(4分析物体受力时，除考虑它与周围物体的作用和根据力的特征分析外，还要结合物体的运动状态，当物体的运动情况不同时其受力情况往往也不同.(5为使问题简化，常常忽略某些次要的力，如运动物体运动速度不大时的空气阻力及水的阻力，轻杆、轻绳等物体的重力可以不考虑.4 .据两个分析确定解题思路5 1已知物体的受力情况，求解物体的运动情况，思路是先据F合=ma，求a，将a代入运动学公式，求解物体的运动情况.6 2已知物体的运动情况，求解物体所受的未知力，思路是先根据运动学公式求

3、a,将a代入F合=ma，求解物体所受的未知力.5 .据牛顿第二定律和运动学公式列方程.6 .解方程、验结果，必要时对结果进行讨论、检验.说明:(1不管哪一类问题，一般总是先由已知条件求出加速度，然后再解出问题的答案.(2解题步骤概述为：明题意、取对象、画两图、建坐标、列方程、求解、检验(3两类问题基本类型中，受力分析是关键，加速度是解题的枢纽、桥梁.例1如图3-6-1所示,一个放置在水平面上的木块，其质量为2kg,受到一个斜向下的、与水平方向成30角的推力F=10N的作用力，使木块从静止开始运动,5s后撤去推力，若木块与水平面间的动摩擦因数为0.1,则木块在水平面上运动的位移为多少米？图361

4、图362解析:推力F撤去以前，木块受力情况如图3-6-2所示，竖直方向:1NF=Fsin30+mg水平方向：Fcos30-1fF=ma1且1fF=0NF由联立解得物体的加速度a1=3.08m/s2这段木块的位移：s1=21a1t2=21M.0825m=38.5m.推力F撤去后，木块在滑动摩擦力2fF作用下做匀减速直线运动，这一阶段的初速度v=a1t=3.085m/S=15.4m/s加速度a2=2201.02?=?=mmgmFfm/s2=1m/S刎向右.因为0-v2=2a2s2所以这段的位移s2=-124.15(2222?=avm=118.58m木块在水平面上运动的位移s=s1+s2=38.5m

5、+118.58m=157.08m.同类变式质量m=1kg的物体，以v0=10m/s的初速度沿粗糙水平面向右运动物体与水平面间的动摩擦因数以=0.2W时物体还受到一个运动方向相反的3N包力F的作用，经过3s撤去外力F,求物体运动的总位移.答案:s=9.25m方向向右.例2质量是2.75t的载重汽车，在2900N的牵引力的作用下，由静止开上一个山坡，沿山坡每前进1m,升高0.05m,汽车前进100m时，速度达到36km/h,求汽车在前进中所受的摩擦力.解析:汽车受力如图3-63所示.牵引力F,重力G，支持力FN，摩擦力F'图363由于四个力均为恒力，故汽车做匀加速直线运动.如图3-6-3所

6、示建立直角坐标系.据题意，已知v0=0,s=100m,vt=36km/h=10m/s,由公式v12-v02=2as得加速度:a=100210(22202?=-avvtm/s2=0.5m/s2据牛顿第二定律得FN-mgcos0=0F-mgsin-F'=n©且由几何关系知:sin0=0.05,cos0=02sin-=0.99由式得摩擦力大小为：F'=mgsin-ma=2.9103N-2.75103X10>0.05N-2.7510*>0.5N=150N同类变式据例2中的数据，计算汽车与山坡间的动摩擦因数？并分析求出的小值是否合理.答案：0.05,合理.(值比课本

7、给出的动摩擦因数小得多，这是因为汽车与山坡问的摩擦是滚动摩擦例3如图364所示,水平传送带以4m/s的速度匀速运动，传送带A、B间的距离为20m.将一质量为2kg的木块无初速度地放在A端，木块与传送带间的动摩擦因数为0.2(g取10m/s2求木块从A端运动到B端所用白时间.解析:以木块为研究对象，当木块无初速度放到传送带上时，受到向右的摩擦力F'=nrrtg时，加速度a=mF'=ng.当木块速度达到传送带的速度后，木块与传送带无相对运动，即木块以4m/s的速度匀速运动.木块从静止到达到4m/s的速度所用的时间为t1,则t1=102. 04?=avs=2s木块的位移s1=21at2=21>2>22m=4m从A一B的剩余距离为s2s2=20m-4m=16m则木块做匀