頓運動定律專題輔導(dǎo).doc

頓運動定律專題輔導(dǎo)知識點一動力學(xué)的兩類基本問題一類是由物體的受力情況求解物體的運動情況。另一類是由物體的運動情況求解物體的受力情況。1、求解關(guān)鍵 注意：在勻變速直線運動的公式中有五個物理量，其中有四個矢量，一個標(biāo)量t，在動力無論求解哪類問題，必須先設(shè)法求出物體的運動加速度。一是運用定義式和其它運動學(xué)公式，二是運用牛頓第二定律通過決定式求得。學(xué)公式中有三個物理量，其中有兩個矢量F、a，一個標(biāo)量m。 此外，在動力學(xué)物理量中還會涉及斜面傾角、動摩擦因數(shù)、彈簧勁度系數(shù)k等量，因為這些量也與力有關(guān)系。2物體運動的性質(zhì)、軌跡的形狀是由物體所受的合外力及初速度共同決定的。 若，則靜止；若，則做勻速直線運動； 若或，并與共線，則做變速直線運動，若又是恒力，則做勻變速直線運動。 ：如圖所示，一個人用與水平方向成=角的斜向下的推力F推一個質(zhì)量為20 kg的箱子勻速前進(jìn)，如圖（a）所示，箱子與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.40求： （1）推力F的大??； （2）若該人不改變力F的大小，只把力的方向變?yōu)榕c水平方向成角斜向上去拉這個靜止的箱子，如圖（b）所示，拉力作用2.0 s后撤去，箱子最多還能運動多長距離？（g取10 ）。 解析：（1）在圖（a）情況下，對箱子有 由以上三式得F=120 N （2）在圖（b）情況下，物體先以加速度做勻速運動，然后以加速度做勻減速運動直到停止。 對物體有 ， 解得=2.88 m。知識點二超重與失重知識梳理1超重 當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時（包括向上加速或向下減速兩種情況），物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谧陨碇亓Φ默F(xiàn)象。2失重 物體具有豎直向下的加速度時（包括向下加速或向上減速兩種情況），物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谧陨碇亓Φ默F(xiàn)象。完全失重注意、因此超重、失重、完全失重三種情況的產(chǎn)生僅與物體的加速度有關(guān)，而與物體的速度大小和方向無關(guān)?！俺亍辈荒芾斫獬晌矬w的重力增加了；“失重”也不能理解為物體的重力減不了；“完全失重”不能理解成物體的重力消失了，物體超重、失重以及完全失重時重力是不變的。：某人站在一臺秤上，當(dāng)他猛地下蹲的過程中，臺秤讀數(shù)（不考慮臺秤的慣性）（ ） A先變大后變小，最后等于他的重力 B變大，最后等于他的重力 C先變小，后變大，最后等于他的重力 D變小，最后等于他的重力1、如圖所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進(jìn)入水平面（設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C點。每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)。求：（重力加速度g10） （1）斜面的傾角； （2）物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)； （3）t0.6s時的瞬時速度v。 思路點撥：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別求出物體在水平面上和斜面上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律和運動關(guān)系式即可求得各物理量。 解析： （1）由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時的加速度為 ，可得： （2）由后二列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時的加速度大小為 ，可得：0.2 （3）由25t1.12（0.8t），解得t0.1s，即物體在斜面上下滑的時間為0.5s， 則t0.6s時物體在水平面上，其速度為2.3 m/s。 【變式】如圖所示，質(zhì)量為0. 5 kg的物體在與水平面成角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直線運動經(jīng)過0.5s，速度由0. 6 m/s變?yōu)?. 4 m/s，已知物體與桌面間的動摩擦因數(shù)=0.1，求作用力F的大小。 解析：由運動學(xué)公式得 其中，負(fù)號表示物體加速度與速度方向相反，即方向向左。 對物體進(jìn)行受力分析，如圖所示， 建立直角坐標(biāo)系，把拉力F沿x軸、y軸方向分解得 ， 在x方向上， 在y方向上，即 聯(lián)立式，消去得 所以N。 2、有一行星探測器，質(zhì)量為1800 kg，現(xiàn)將探測器從某一行星的表面豎直升空，探測器的發(fā)動機推力恒定。發(fā)射升空后9s末，發(fā)動機因發(fā)生故障突然熄火。圖是從探測器發(fā)射到落回地面全過程的速度圖象，已知該行星表面沒有大氣，若不考慮探測器總質(zhì)量的變化。求： （1）該行星表面附近的重力加速度大小； （2）發(fā)動機正常工作時的推力； （3）探測器落回星球表面時的速度。 思路點撥：給定圖象，可以從圖象的斜率求得各段時間內(nèi)的加速度，從而根據(jù)牛頓第二定律可求得作用力。 解析： （1）由圖象可知945 s內(nèi)行星探測器只在行星重力作用下運動。 故其運動的加速度a=4即為行星表面的重力加速度。 （2）取探測器研究。在09s內(nèi)， 由牛頓第二定律得 解得F= 2N。 （3）由上升位移與下落位移相等得 解出：v=80 m/s。 3、如圖所示，傳送帶與地面傾角=，從A到B長度為16 m，傳送帶以10 m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動在傳送帶上端A無初速度地放一個質(zhì)量為0. 5 kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5求物體從A運動到B需時間是多少？（sin =0. 6，cos=0. 8） 解析：物體放在傳送帶上后，開始的階段，由于傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一沿傳送帶向下的滑動摩擦力f，物體受力情況如圖所示。 物體由靜止加速，由牛頓第二定律得 10（0. 6 0.50. 8）10 物體加速至與傳送帶速度相等需要的時間s =1s 由于，物體在重力作用下將繼續(xù)加速運動，當(dāng)物體速度大于傳送帶速度時，傳送帶給物體一沿傳送帶向上的滑動摩擦力f。此時物體受力情況如圖所示， 由牛頓第二定律得 ，解得=2 設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時間為，由 解得1s ，s（舍去） 所以物體由A到B的時間2 s。 【變式】如圖所示，一水平傳送帶以2 m/s的速度做勻速直線運動，傳送帶上兩端的距離為20 m，將一物體輕輕地放在傳送帶的一端，物體由一端運動到另一端所經(jīng)歷的時間為11 s，則物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)是多少？() 解析：物體放到傳送帶上，剛開始一段時間物體相對傳送帶向后滑動，但相對地向前運動。選取地面為參考系，物體在傳送帶的滑動摩擦力作用下從靜止開始做勻加速直線運動，其加速度為 。 當(dāng)物體的速度達(dá)到傳送帶的速度2 m/s時，物體與傳送帶無相對運動及相對運動趨勢，故兩者相對靜止，物體一直以2 m/s速度勻速運動到另一端此時對地的位移是20 m。 物體開始做勻加速運動的時間為 勻加速直線運動的時間為 由運動學(xué)公式得 ，解得。類型三牛頓運動定律在臨界問題中的應(yīng)用 在應(yīng)用牛頓定律解決動力學(xué)問題中，當(dāng)物體運動的加速度不同時，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時，往往會有臨界現(xiàn)象。此時要采用極限分析法，看物體在不同加速度時，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點，求出臨界條件。 5、如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直固定在水平面上，上端固定一質(zhì)量為的托盤，托盤上有一個質(zhì)量為m的木塊。用豎直向下的力將原長為的彈簧壓縮后突然撤去外力，則m即將脫離時的彈簧長度為（ ） A B C D 解析：彈簧上端只有托盤時，彈簧被壓縮的長度為；當(dāng)再加上木塊時，彈簧被壓縮的長度為；在力的作用下，彈簧被壓縮的更多。撤去外力后，兩者加速向上運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)壓縮量為時，速度達(dá)到最大而加速度為零，顯然這時木塊和托盤之間有壓力作用，且壓力等于木塊的重力。再向上做減速運動，由于木塊處于失重狀態(tài)，對托盤的壓力變小。當(dāng)恰好分離時，兩者恰好無相互作用力，此臨界狀態(tài)，兩者都處于完全失重，所以彈簧為原長。故選A。 答案：A練習(xí)反饋：單項選擇題1關(guān)于力和運動的關(guān)系，下列說法正確的是A如果物體在運動，那么它一定受到力的作用。B力是物體獲得速度的原因。C力只能改變物體速度的大小。D力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。2下列關(guān)于慣性的說法正確的是： A物體處于完全失重狀態(tài)時，慣性也完全失去了B物體運動速度越大，它具有的慣性越大，所以越不容易停下來。C慣性大小只由其質(zhì)量決定，與物體的受力情況、運動情況等均無關(guān)D物體的慣性是永遠(yuǎn)存在的，但并不是永遠(yuǎn)在起作用，如靜止的汽車其慣性就沒起任何作用3當(dāng)作用在物體上的合力不等于零的情況下，以下說法正確的是 A物體的速度一定改變 B物體的速度一定越來越小C物體的速度可能不變 D物體的速度一定越來越大4關(guān)于作用力和反作用力，以下說法正確的是A作用力和反作用力可以合成，并且合力為零B作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失的同類性質(zhì)的力C物體的重力和地面支持力是一對作用力和反作用力D作用力和反作用力是作用在同一物體上的兩個等值反向的力5如圖所示，物體A靜止于水平面上，下列說法正確的是物體A對地面的壓力和受到的重力是一對平衡力物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對平衡力物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對相互作用力物體受到的重力和地面對物體的支持力是一對相互作用力6用豎直向上的力F使物體向上運動，物體獲得的加速度是a，用豎直向上的力2F使同一物體向上運動。不計空氣阻力，物體的加速度是（ ）Ag+2a B2a C2g+2a Dg+a7在有空氣阻力的情況下，豎直上拋一個球，上升階段的加速度為a1，下落階段的加速度為a2，上升的時間為t1，下落回原處的時間為t2，那么Aa1a2，t1t2 Ba1a2，t1t2Ca1a2，t1t2 Da1a2，t1t28從勻速上升的氣球上掉下一物體，在掉下的瞬間，物體相對地面將具有（ ） 方向向上的速度和向上的加速度 方向向上的速度和向下的加速度 方向向下的速度和向下的加速度 方向向下的速度和向上的加速度二、多選題：（每題有兩個或兩個以上的答案為正確）9用力F拉一物體使其以加速度a在水平面上做勻加速直線運動，力F的水平分量為F1，如圖所示。若以與F1大小、方向都相同的力F代替F拉此物體，使物體產(chǎn)生加速度a，關(guān)于a和a的關(guān)系正確的是A當(dāng)水平面光滑時，aaB當(dāng)水平面光滑時，aaD當(dāng)水平面粗糙時，aa10在一種叫做“蹦極跳”的運動中，質(zhì)量為m的游戲者身系一根長原長為L、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟的橡皮繩，從高處由靜止開始下落1.5L時達(dá)到最低點，若不計空氣阻力，則在彈性繩從原長L到達(dá)最低點1.5L的過程中，以下說法正確的是A速度先增大后減小至零B加速度先減小后增大C速度一直減小，直到為零D在最低點時，速度為零，而加速度不是零三填空題12質(zhì)量為10kg的物體在水平面上受20N的水平拉力時恰能做勻速直線運動要使它獲得1m/s2的加速度，則水平拉力應(yīng)變?yōu)開N；當(dāng)作用在物體上的水平拉力是50N時，物體的加速度是_ m/s213一物體從一固定的斜面上下滑，當(dāng)斜面傾角為300時，這個物體恰能沿斜面勻速下滑，則物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為 ，當(dāng)斜面傾角為600時，該物體的下滑加速度為_。14兩個物體質(zhì)量之比為1:2，它們以相同的初速度，在動摩擦因數(shù)相同的水平面上做勻減速直線運動，這兩個物體受到的摩擦力之比是 ；加速度之比是 。三、計算題15、一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量為2kg，受水平拉力F=6N的作用從靜止開始運動，已知物體與水平地面的動摩擦因素=0.2，（1）求物體2s末速度；（2）若在4s末撤去拉力F，求撤去拉力F后物體的滑行位移。16質(zhì)量為10kg的物體，沿傾角為37的固定的斜面由靜止開始