牛顿第二定律应用

1、牛顿第二定律的应用（一）牛顿第二定律的应用（一）n牛顿第二定律应用的两类基本问题牛顿第二定律应用的两类基本问题n1：已知受力情况求解运动情况：已知受力情况求解运动情况n2已知运动情况求解受力情况已知运动情况求解受力情况n做题的基本方法：做题的基本方法：一、已知受力情况求解运动情况一、已知受力情况求解运动情况 解题步骤：解题步骤：1、明确研究对象、明确研究对象2、进行受力分析，利用合成法、正交分解法求出合力，、进行受力分析，利用合成法、正交分解法求出合力，从而求出加速度从而求出加速度3、利用运动学公式求解运动情况（速度、位移、时间等）、利用运动学公式求解运动情况（速度、位移、时间等）例例1、如图

2、所示，质量、如图所示，质量m=2 kg的物体静止在水平地面上，物的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们之间弹力的体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们之间弹力的0.25倍。倍。现对物体施加大小现对物体施加大小F=8 N与水平方向夹角与水平方向夹角=37的斜向上的拉的斜向上的拉力。已知力。已知sin37=0.6，cos 37=0.8，取，取g=10 m/s2，求：，求：（1）物体在前）物体在前10s内通过的位移大小内通过的位移大小（2）10s末撤去力末撤去力F，再经过，再经过6s，物体还能滑行多远？，物体还能滑行多远？300AB例例2 2、一斜面、一斜面ABAB长为长为10

3、10, ,倾角为倾角为30300 0，一质量为，一质量为kgkg的小物体的小物体( (大小不计大小不计) )从斜面顶端从斜面顶端A A点由静止开始下点由静止开始下滑滑, ,如图所示如图所示( (取取10 m/s10 m/s2 2) )(1)(1)若斜面光滑，求物体下滑到斜面底端若斜面光滑，求物体下滑到斜面底端B B点时的速点时的速度及所用时间度及所用时间(2)(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为若斜面与物体间的动摩擦因数为 , ,求小物体求小物体下滑到斜面底端下滑到斜面底端B B点时的速度及所用时间点时的速度及所用时间. .(3)(3)若给小物体一个沿斜面向上的初速度若给小物体一个沿斜面向上的初

4、速度, ,恰能沿斜恰能沿斜面上滑面上滑15m15m，动摩擦因数，动摩擦因数为为 ，初速度为多少，初速度为多少? ?6 63 36 63 3例例2、风洞实验室中可产生水平方向的大小可调节的风、风洞实验室中可产生水平方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，小球孔径力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径略大于细杆直径（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数倍，

5、求小球与杆间的滑动摩擦因数（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时所需时间为多少？（间为多少？（sin37=0.6，co37=0.8）二、已知运动情况求解受力情况二、已知运动情况求解受力情况解题步骤：解题步骤：1、明确研究对象、明确研究对象2、进行运动过程的分析，利用运动学公式求出加速度、进行运动过程的分析，利用运动学公式求出加速度3、进行受力分析，利用牛顿第二定律求解受力情况、进行受力分析，利用牛顿第二定律求解受力情况例例1:一个滑雪的人，质量一

6、个滑雪的人，质量m=75kg，以，以V0=2m/s的初的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角=300，在，在t=5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的，求滑雪人受到的阻力阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力包括滑动摩擦力和空气阻力)。例例2 2：质量为质量为100t100t的机车从停车场出发，经的机车从停车场出发，经225m225m后，后，速度达到速度达到54km/h54km/h，此时，司机关闭发动机，让机，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶车进站，机车又行驶125m125m才停止在站上。设运动才停止在站上。设运动阻力不变，求机

7、车关闭发动机前所受到的牵引力。阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力。n例题例题3、 升降机内有一固定的光滑的倾角为升降机内有一固定的光滑的倾角为300的斜的斜面，斜面上弹簧的下端连着质量为面，斜面上弹簧的下端连着质量为4Kg的物体，当升的物体，当升降机加速上升降机加速上升4m时，速度由零增加到时，速度由零增加到4m/s，求：，求：n1、弹簧的弹力大小、弹簧的弹力大小n2、斜面的支持力大小、斜面的支持力大小BAV例、例、 一水平传送带以速率一水平传送带以速率v=2m/s匀速运行，质量匀速运行，质量m=4kg的物块被轻放到传送带上的物块被轻放到传送带上A点，物体与传送点，物体与传送带之间的动

8、摩擦因数带之间的动摩擦因数=0.1=0.1，A、B间距离间距离L=10m，求求（1）物体在匀加速运动过程中的加速度。）物体在匀加速运动过程中的加速度。（2）物体从）物体从A点到点到B点所用的时间。（点所用的时间。（ g=10m/s2）传送带类问题传送带类问题连接体问题连接体问题例、质量分别为例、质量分别为5Kg、10Kg的的A、B两个重物用一两个重物用一根最多只能承受根最多只能承受120N拉力的细绳相连，现以拉力拉力的细绳相连，现以拉力F使使A、B一起竖直向上运动，如图所示，为了使细一起竖直向上运动，如图所示，为了使细绳不被拉断，求拉力绳不被拉断，求拉力F的范围的范围F F例：如图所示，质量为

9、例：如图所示，质量为m的物块放在倾角为的物块放在倾角为的斜的斜面上，斜面体的质量为面上，斜面体的质量为M，斜面与物块无摩擦，地面，斜面与物块无摩擦，地面光滑，现在对斜面施加一个水平推力光滑，现在对斜面施加一个水平推力F，要使物体相，要使物体相对斜面静止，力对斜面静止，力F应为多大？应为多大？FMn放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力推力F的作用，的作用，F的大小与时间的大小与时间t的关系和物块速度的关系和物块速度v与时间与时间t 的关系如图所示。取重力加速度的关系如图所示。取重力加速度g10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量。由此两图线可

10、以求得物块的质量m和物和物块与地面之间的动摩擦因数块与地面之间的动摩擦因数分别为多少？分别为多少？如图所示为某质点所受合力与时间的关系图线，各如图所示为某质点所受合力与时间的关系图线，各段时间内合力大小相等，设质点从静止开始运动，段时间内合力大小相等，设质点从静止开始运动，由此可判定（由此可判定（ ）A.质点向前运动，再返回原处停止；质点向前运动，再返回原处停止；B.质点不断地往复运动；质点不断地往复运动；C.质点始终向前运动；质点始终向前运动；D.t=2s时质点的瞬时速度等于零时质点的瞬时速度等于零。F/Nt/sO12 3例、电梯与地面夹角例、电梯与地面夹角=30。当电梯加速上升时，人。当电

11、梯加速上升时，人对电梯的压力是重力的对电梯的压力是重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？是其重力的多少倍？a点评：分解加速度方便之处在于，减少了矢量点评：分解加速度方便之处在于，减少了矢量的分解，并避免了分解待求的力。的分解，并避免了分解待求的力。例例6：如图所示，一细线的一端固定于倾角为：如图所示，一细线的一端固定于倾角为45的的光滑楔形滑块光滑楔形滑块A的顶端的顶端P处，细线的另一端拴一质量处，细线的另一端拴一质量为为m的小球的小球.试求当滑块以试求当滑块以a=2g的加速度向左运动时线的加速度向左运动时线中的拉力中的拉力FT.450PAa临界问题临界问题

12、例例.物体质量物体质量m=6kg，在水平地面上受到与水平面，在水平地面上受到与水平面成成370角斜向上的拉力角斜向上的拉力F=20N作用，物体以作用，物体以10m/s的速度作匀速直线运动，求力的速度作匀速直线运动，求力F撤去后物体还能运撤去后物体还能运动多远？动多远？ F如图所示，如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光是竖直面内三根固定的光滑细杆，滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，位于同一圆周上，a点为圆点为圆周的最高点，周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环个小滑环(图中未画出图中未画出)，三个滑环分别从，三个滑环分别从a、b、c处释放处

13、释放(初速为初速为0)，用，用t1、t2、t3依次表示滑环到依次表示滑环到达达d所用的时间，则所用的时间，则： At1 t2 t2 t3 Ct3 t1 t2 Dt1 = t2 = t3abcd例、如图所示，一个质量为例、如图所示，一个质量为M的物体放在光滑的水的物体放在光滑的水平桌面上，当用平桌面上，当用20N的力的力F通过细绳绕过定滑轮拉它通过细绳绕过定滑轮拉它时，产生时，产生2m/s2的加速度。现撤掉的加速度。现撤掉20 N拉力，而在细拉力，而在细绳下端挂上重为绳下端挂上重为20 N的物体的物体m，如图所示，则物体的，如图所示，则物体的加速度为加速度为 m/s2；前、后两种情况下绳的张力分

14、别；前、后两种情况下绳的张力分别为为 、 ，（取，（取g10 m/s2）。）。巩固练习：例、下列四个试验中，不能在绕地球飞行的太空舱中完成的例、下列四个试验中，不能在绕地球飞行的太空舱中完成的是：是：A.用天平测物体的质量。用天平测物体的质量。B.用弹簧秤测物体的重力。用弹簧秤测物体的重力。C.用温度计测舱内的温度。用温度计测舱内的温度。D.用水银气压计测舱内气体的压强。用水银气压计测舱内气体的压强。延伸思考：用弹簧秤测手的拉力行吗？延伸思考：用弹簧秤测手的拉力行吗？n例、如图所示，例、如图所示，2kg的物体放在水平地面上，的物体放在水平地面上，物体离墙物体离墙20m，现用，现用30N的水平力

15、作用于此物的水平力作用于此物体，经过体，经过2s可到达墙边，若仍用可到达墙边，若仍用30N的力作用的力作用于此物体，求使物体到这墙边作用力的最短作于此物体，求使物体到这墙边作用力的最短作用时间？用时间？典型例题解析典型例题解析例、图例、图4所示，质量所示，质量M=10kg的木楔的木楔ABC静置于粗糙静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数水平地面上，滑动摩擦系数=0.02在木楔的倾角在木楔的倾角为为30的斜面上，有一质量的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由静的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行路程止开始沿斜面下滑当滑行路程x=1.4m时，其速度时，其速度v=1.4ms在这过程中木楔没有动，求地面对木

16、在这过程中木楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向（重力加速度取楔的摩擦力的大小和方向（重力加速度取g=10ms2 2）例例、物体以物体以12m/s的初速度从斜面底端向上滑的初速度从斜面底端向上滑动。斜面的倾角动。斜面的倾角300，动摩擦系数为，动摩擦系数为 /5。且。且斜面足够长。求：物体再次回到斜面底端时的斜面足够长。求：物体再次回到斜面底端时的速度以及整个过程所经历的时间。速度以及整个过程所经历的时间。3v0 300v0 300例、如图所示，质量例、如图所示，质量M=60 kg的人通过光滑的定的人通过光滑的定滑轮用绳拉着滑轮用绳拉着m=20 kg的物体，当物体以加速度的物体，当物体以加速度a=5 m/s2上升时，人对地面的压力为多少？（上升时，人对地面的压力为多少？（g取取10 m/s2）牛顿第二定律与牛顿第