教科版物理必修1 第三章 第5节：牛顿运动定律的应用1 攻克动力学的两类基本问题（讲义）

1、.高中物理攻克动力学的两类根本问题一、考点打破：此部分内容在中考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型说明动力学的两类根本问题1. 知道用牛顿第二定律可以解决的两类问题；2. 掌握用牛顿第二定律解决问题的根本思路和方法选择题计算题属于高频考点，贯穿整个高中物理的学习过程二、重难点提示：重点：用牛顿第二定律解决问题的根本思路和方法。难点：物体的受力分析和状态分析以及解题方法的选择和灵敏应用，正交分解法的应用。动力学的两类根本问题1. 受力情况求运动情况方法：物体的受力情况，根据牛顿第二定律，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件，根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了

2、物体的运动情况。2. 物体的运动情况，求物体的受力情况方法：根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律，可确定物体的合外力，从而求出未知力或与力相关的某些量。注意：加速度是联络运动和力的纽带。【核心打破】解决动力学根本问题时对力的处理方法1合成法：在物体受力个数较少2个或3个时一般采用“合成法。2正交分解法：假设物体的受力个数较多3个或3个以上，那么采用“正交分解法。例题1 如下图，在足够大的粗糙程度面上，有一直角坐标系，在坐标原点处有一物体，质量m5kg，物体和程度面间的动摩擦因数为0.08，物体受到沿坐标轴的三个恒力F1、F2、F3的作用而静止于程度面，其中F

3、13 N，方向沿x轴正方向；F24 N，方向沿y轴负方向；F3沿x轴负方向，大小未知，从t0时刻起，F1停顿作用，到第2秒末，F1再恢复作用，同时F2停顿作用，物体与程度面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小g10 m/s2。1判断F3的大小是否一定等于3 N；要求有必要的计算推理过程2求物体静止时受到的摩擦力的大小和方向；3求第2 s末物体速度的大小；4求第4 s末物体所处的位置坐标。思路分析：1物体处于平衡状态时：物体受到的摩擦力为静摩擦，方向未知，大小范围为04 N；最大静摩擦力为mg4 N，要确定摩擦力的大小方向，先确定F3的大小；设F3F1，那么F1、F2、F3三个力的合

4、力大于4 N，那么物体不可能平衡，故F1F3是必然的；故F33 N，方向沿x轴负方向；2物体静止时沿y轴受力平衡，那么物体此时所受的静摩擦力的大小必为FfF24 N；Ff的方向为沿y轴正方向；3撤除F1后，物体的受力分析如下图：撤除F1后，物体受主动力F2、F3作用，F2、F3的合力F235 N>4 N，方向沿OA方向，那么物体立即有沿OA运动的趋势，故摩擦力方向立即变为OA的反方向，且摩擦力为滑动摩擦力，大小为4 N，在02 s内，物体所受合外力为F1 N，方向与y轴成37°角，与x轴成53°角，物体的加速度为a10.2 m/s2，物体的运动性质为：初速度为零的匀加

5、速直线运动，物体在02 s内的位移为：x1a10.4 m，2 s末的速度为：va1t10.4 m/s；方向沿OA方向；4在2 s4 s内，恢复F1、撤除F2，由于沿x轴方向F1F30，那么物体所受的合外力就是滑动摩擦力Ff，方向与v方向相反，故物体沿OA方向做匀减速运动；加速度大小为：a20.8 m/s2，方向与v方向相反，物体停下所需要的时间为：t20.5 s，即物体在2.5 s末停下，时间过量问题物体在t20.5 s内的位移：x2vt20.1 m，方向沿OA方向，故：物体在4 s内的总位移为：xx1x20.5 m；所以第4 s末物体所处位置的坐标为：x0.3 m，y0.4 m。例题2 高考

6、山东理综如下图，一质量m0.4kg的小物块，以v02m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的间隔 L10m。斜面倾角30o，物块与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度g取10 m/s21求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。2拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？思路分析：1设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得：Lv0tat2， vv0at， 联立式，代入数据解得：a3m/s2，v8m/s；2设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面之间的夹角为，受力分

7、析如下图，由牛顿第二定律得：FcosmgsinFfma， FsinFNmgcos0， 又FfFN， 联立解得：F，由数学知识得：cossinsin60°， 由式可知对应F最小值的夹角30° 联立式，代入数据得F的最小值为：FminN。【方法提炼】利用牛顿第二定律判断静摩擦力的大小及方向静摩擦力是被动力，其大小和方向与状态及其他力的情况有关，利用牛顿第二定律可以轻松解决问题。总分值训练：如下图，质量为8kg的物体A拴在一个被程度拉伸的弹簧一端，当弹簧的拉力为6N时，物体A处于静止状态，现沿程度向右的方向对小车施加一作用力F，使小车由静止开场运动起来，运动中加速度由零开场逐渐增

8、大到1m/s2，然后以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，那么以下说法正确的选项是g10m/s2 A. 物体A相对小车仍然静止，弹簧对物体的作用力始终没有改变B. 物体A受到的摩擦力先减小，后增大，方向先向左，后向右C. 当小车的加速度为0.75m/s2时，物体不受摩擦力作用D. 小车以1m/s2加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N思路分析：A、B弹簧弹力开场时与静摩擦力平衡，大小为6N，最大静摩擦力至少为6N，当整体加速度从零逐渐增大到1m/s2，那么物块的加速度也从零逐渐增大到1m/s2，根据牛顿第二定律知，物块的合力从0增大到8N，由于弹簧的拉力大小为6N，那么摩擦力方向向左减小到零，然后又向右增加到2N，没有超过最大静摩擦力，在整个过程中，物体相对小车静止，弹簧弹力不变，故AB正确；C. 当小车加速度向右为0.75m/s