高一物理用牛顿定律解决问题2

1、用牛顿运动定律解决问题(一)例1.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力为4.2N.求物体在4s末的速度和4s内发生的位移.解析:以该物体为研究对象,其受力情况如图所示:m/s2=1.1m/s2由匀变速直线运动公式:v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s=8.8mxyFFNGf建立如图所示直角坐标系,在x轴方向上F合=F-f=ma,得加速度:变式1.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动,物体在4s内发生的位移为8.8m.求物体与地面间的摩擦力及物体与地面间的动摩

2、擦因数.解析:物体受力恒定,所以物体做初速为0的匀加速直线运动,由运动学公式得:=1.1m/s2根据牛顿第二定律:分析物体受力得合力为:所以得:=4.2N动摩擦因数为:=0.21FFNGf由f=FN得:例1.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力为4.2N.求物体在4s末的速度和4s内发生的位移.变式1.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动,物体在4s内发生的位移为8.8m.求物体与地面间的摩擦力及物体与地面间的动摩擦因数.对比归类:两类问题解析:以该物体为研究对象,

3、其受力情况如图所示:m/s2=1.1m/s2由匀变速直线运动公式:v=v0+at=1.14m/s=4.4m/s=8.8mxyFFNGf建立如图所示直角坐标系,在x轴方向上F合=F-f=ma,得加速度:从受力确定运动学参量解题步骤：1.确定研究对象,并对该物体进行受力分析,画出受力示意图;2.根据力的合成与分解法,求出物体所受的合力;3.根据牛顿第二定律列方程,求出加速度;4.结合给定的运动学参量,选择运动学公式求未知量并加以讨论.从运动确定受力解题步骤：1.确定研究对象,结合给定的运动学参量,选择运动学公式求加速度;2.对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;3.根据力的合成与分解法,表示出物

4、体所受的合力;4.根据牛顿第二定律列方程,求出未知力.变式2.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动(物体与地面间的摩擦力为4N),4s末撤掉水平拉力.求撤掉水平拉力后4s内物体发生的位移.答案:4m警示:注意“刹车”陷阱例2.一滑雪的人,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角=300,在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力.(g=9.8m/s2)67.5N例3.在光滑的水平面上,一质量为0.2kg的物体在1N的水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动,2s后将此力换为相反方向的1N的力,再过2s将力

5、的方向再反过来这样力的大小不变,方向每过2s改变一次,求经过30s物体的位移.v(m/s)t/s10246830150m一题多解小结:加速度a-桥梁分类：1.已知受力，确定运动情况；2.已知运动情况，确定受力。受力分析运动参量第1类第2类先求a例4.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大小不变）,最后停在C点。每隔0.2秒通过速度传感器测得物体瞬时速度如下表，求：(1)斜面的倾角；（2）物体与水平面间的动摩擦因数。(3)0.6s时的速度t(s)0.00.20.41.21.4v(m/s)0.01.02.01.10.7ABC解析：（1）物体在光滑斜

6、面做匀加速直线运动，由前三列数据得：m/s2=5 m/s2在光滑斜面上运动时重力沿斜面分力产生加速度，所以a1=gsin，得=300（2）物体在水平面做匀减速直线运动，由后两列数据得：m/s2由a2=g得： 例5.如图所示，直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角1=450.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2,悬索与竖直方向的夹角2=140.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量M.（g=10m/s2;sin140=0.242;cos140=0.970)124500kg火场水源vv例6.固定光滑细

7、杆与地面成一定倾角,在杆上套一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,重力加速度g取10m/s2.求:(1)小环的质量;(2)细杆与地面的夹角.Ft/so246t/sF/N5.55o642v(m/s)11kg;300解析:由速度时间图象得:物体在前2s的加速度a=0.5m/s2;2s后物体做匀速直线运动.分析小环受力，由牛顿第二定律得小环前2s有 ：mgsingma2s后小环受力平衡： mgsing把.，带入上两式得：m=1kg, =300例7.在倾角为的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块质量为m,它与斜面间动摩擦因数为,帆受到

8、的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比,即Ff=kv.(1)写出滑块下滑的加速度的表达式;(2)写出滑块下滑的最大速度的表达式;(3)若m=2kg,g=10m/s2, =300,滑块从静止开始沿斜面下滑的速度图线如图,图中直线是t=0时速度图线的切线,由此求出和k的值.v(m/s)t/s1123234解析:以滑块为研究对象, 其受力如图所示:mgFNFff(1)建立垂直和平行于斜面的直角坐标系，由牛顿第二定律得：mgsin -Ff-f=ma,把f=FN=mgcos, Ff=kv, 带入上式得：a=gsin -gcos-kv/m(2)分析上式得：随速度增大滑块的加速度减小，当其加速度为零时，速度最

9、大，所以最大速度为：vmax=mg(sin-cos)/k(3)由速度时间图象得:t=0时,v=0,加速度a=3m/s2；t=4s时,v=m/s,加速度a=，把v=0,a=3m/s2;v=m/s ,a=分别带入第一式联立解得k=3;8.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离，A、B的共同位移是多少？ABFAFB解析:以AB整体为研究对象,合外力F合=FA+FB=10N,加速度=1m/s2AB刚要脱离时,B间弹力为零,则FA=mAa,解得t=3s位移=9m；

10、 / 聚星娱乐 mqx93jop 屋子。只见他飞身跨下台阶，一个箭步扑上来抓住了青山的两个肩膀，大声喊道：“青山！俺的好兄弟哇！”青山也惊喜地喊起来：“耿正哥，果真是你们回来了哇！”“兄弟，俺们回来啦！”耿正抓住青山的两个肩膀用力摇晃两下，又狠狠地抱住了他！青山也狠狠地捶打着耿正的背，然后用力推开他，抓着他的胳膊仔仔细细地上下看了两遍，喘着气儿说：“还好，还好，没有成了老头子呢！”青山说着，又紧紧地抱住耿正，哽咽着说：“你让俺姐想得好苦哇”耿正也声噎了，轻轻地说：“对不起”耿憨站在台阶上说：“青山，好啦，别站在院儿里说话啦，你们哥俩都快进屋里来哇。大家以后拉呱的时间多着呢！”青山放开耿正，推他

11、在前面走。上了台阶又让爹先进屋，自己最后进来。那边青海已经给哥哥舀好了洗脸水，秀儿打开一小坛白酒，摆上四个酒盅。青山洗了脸，大家高高兴兴地围坐在一起吃晚饭。青山吃着饭，略扭扭头有些个奇怪地问坐自己一旁的耿正：“耿正哥，怎么多回来了一个人哇？还赶回来两挂车？”耿正说：“有一挂是俺爹和义弟赶回来的。唉，说来话长啦，咱们以后慢慢再聊哇！总之啊，不管这些年有多么得不容易，俺们爷儿几个最后都平平安安地回来了，实在是可喜可贺哇！”裴氏说：“青山你是没有看见，你耿正哥的这个义弟可是一个不错的大小子呢，很懂事的样子，人长得也和小直子很像。哦，叫什么来着？”秀儿说：“叫李尚武！”青海说：“是叫李尚武，俺耿伯喊他武儿呢！”耿憨点着头说：“噢，是个挺不错的娃儿！”大家轻松愉快地一边吃饭一边唠嗑儿。一会儿吃完了，秀儿和娘收拾起吃剩的饭菜，开始洗锅刷碗，耿憨父子三人继续和耿正聊天儿。说到粉条外售，耿正问青山：“你们跑得远吗？卖得还好？”青山说：“通常都在周围三四十里范围内的乡镇和大一点儿的村子里轮转着跑，卖得还行，而且当日就可以返回来。有时候赶上邻镇的集市日，卖得很快，价格也相当不错。有的时候，俺俩也往更远的地方跑，前一段就跑过几次县城，也偶尔跑跑省城，但就必须得在当地住一宿或者在路途上耽搁几宿了。这样一来，尽管卖价会高一点儿，但花费可就大多了，而且也不方便，还多耽误时间，所以俺们跑得不是很多。”