應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題的一般程序

1、應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題的一般程序1 .研究對象的選取根據(jù)題目特點(diǎn)和解題的需要來選取研究對象，所選取的研究對象可以是一個物體,也可以是幾個物體組成的系統(tǒng).(隔離法和整體法2 .研究對象的運(yùn)動分析明確題目中給定的物理現(xiàn)象和物理過程.如果是比較復(fù)雜的問題，應(yīng)明確整個物理現(xiàn)象是由哪幾個物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個物理過程.有必要時畫出運(yùn)動示意圖.3 .研究對象的受力分析對研究對象進(jìn)行受力分析，畫出示意圖.在圖中標(biāo)明力、速度和加速度的符號和方向.受力分析的要點(diǎn)：(1每分析出一個力，應(yīng)該找出該力的施力物體和該力對物體產(chǎn)生的效果.(2只分析研究對象所受的力，不分析研究對象給

2、其他物體的反作用力；(3只分析根據(jù)力的性質(zhì)命名的力(如重力、彈力、摩擦力、電場力、回復(fù)力等.不分析據(jù)效果命名的力(下滑力、回復(fù)力等.(4分析物體受力時，除考慮它與周圍物體的作用和根據(jù)力的特征分析外，還要結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài)，當(dāng)物體的運(yùn)動情況不同時其受力情況往往也不同.(5為使問題簡化，常常忽略某些次要的力，如運(yùn)動物體運(yùn)動速度不大時的空氣阻力及水的阻力，輕桿、輕繩等物體的重力可以不考慮.4 .據(jù)兩個分析確定解題思路5 1已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動情況，思路是先據(jù)F合=ma，求a，將a代入運(yùn)動學(xué)公式，求解物體的運(yùn)動情況.6 2已知物體的運(yùn)動情況，求解物體所受的未知力，思路是先根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求

3、a,將a代入F合=ma，求解物體所受的未知力.5 .據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程.6 .解方程、驗(yàn)結(jié)果，必要時對結(jié)果進(jìn)行討論、檢驗(yàn).說明:(1不管哪一類問題，一般總是先由已知條件求出加速度，然后再解出問題的答案.(2解題步驟概述為：明題意、取對象、畫兩圖、建坐標(biāo)、列方程、求解、檢驗(yàn)(3兩類問題基本類型中，受力分析是關(guān)鍵，加速度是解題的樞紐、橋梁.例1如圖3-6-1所示,一個放置在水平面上的木塊，其質(zhì)量為2kg,受到一個斜向下的、與水平方向成30角的推力F=10N的作用力，使木塊從靜止開始運(yùn)動,5s后撤去推力，若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1,則木塊在水平面上運(yùn)動的位移為多少米？圖361

4、圖362解析:推力F撤去以前，木塊受力情況如圖3-6-2所示，豎直方向:1NF=Fsin30+mg水平方向：Fcos30-1fF=ma1且1fF=0NF由聯(lián)立解得物體的加速度a1=3.08m/s2這段木塊的位移：s1=21a1t2=21M.0825m=38.5m.推力F撤去后，木塊在滑動摩擦力2fF作用下做勻減速直線運(yùn)動，這一階段的初速度v=a1t=3.085m/S=15.4m/s加速度a2=2201.02?=?=mmgmFfm/s2=1m/S刎向右.因?yàn)?-v2=2a2s2所以這段的位移s2=-124.15(2222?=avm=118.58m木塊在水平面上運(yùn)動的位移s=s1+s2=38.5m

5、+118.58m=157.08m.同類變式質(zhì)量m=1kg的物體，以v0=10m/s的初速度沿粗糙水平面向右運(yùn)動物體與水平面間的動摩擦因數(shù)以=0.2W時物體還受到一個運(yùn)動方向相反的3N包力F的作用，經(jīng)過3s撤去外力F,求物體運(yùn)動的總位移.答案:s=9.25m方向向右.例2質(zhì)量是2.75t的載重汽車，在2900N的牽引力的作用下，由靜止開上一個山坡，沿山坡每前進(jìn)1m,升高0.05m,汽車前進(jìn)100m時，速度達(dá)到36km/h,求汽車在前進(jìn)中所受的摩擦力.解析:汽車受力如圖3-63所示.牽引力F,重力G，支持力FN，摩擦力F'圖363由于四個力均為恒力，故汽車做勻加速直線運(yùn)動.如圖3-6-3所

6、示建立直角坐標(biāo)系.據(jù)題意，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據(jù)牛頓第二定律得FN-mgcos0=0F-mgsin-F'=n©且由幾何關(guān)系知:sin0=0.05,cos0=02sin-=0.99由式得摩擦力大小為：F'=mgsin-ma=2.9103N-2.75103X10>0.05N-2.7510*>0.5N=150N同類變式據(jù)例2中的數(shù)據(jù)，計(jì)算汽車與山坡間的動摩擦因數(shù)？并分析求出的小值是否合理.答案：0.05,合理.(值比課本

7、給出的動摩擦因數(shù)小得多，這是因?yàn)槠嚺c山坡問的摩擦是滾動摩擦例3如圖364所示,水平傳送帶以4m/s的速度勻速運(yùn)動，傳送帶A、B間的距離為20m.將一質(zhì)量為2kg的木塊無初速度地放在A端，木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2(g取10m/s2求木塊從A端運(yùn)動到B端所用白時間.解析:以木塊為研究對象，當(dāng)木塊無初速度放到傳送帶上時，受到向右的摩擦力F'=nrrtg時，加速度a=mF'=ng.當(dāng)木塊速度達(dá)到傳送帶的速度后，木塊與傳送帶無相對運(yùn)動，即木塊以4m/s的速度勻速運(yùn)動.木塊從靜止到達(dá)到4m/s的速度所用的時間為t1,則t1=102. 04?=avs=2s木塊的位移s1=21at2=21>2>22m=4m從A一B的剩余距離為s2s2=20m-4m=16m則木塊做勻