1、牛顿第二定律的应用 动力学问题动力学两类基本问题:一、 已知运动情况,求解运动情况已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律求加速度,再用运动学公式求所求量(运动学量) 。 例 1:一物块沿着高为 h 倾角为 的光滑斜面由静止下滑,求物块滑到底端时的速度?例 2:一木箱质量为 =10Kg,与水平地面间的动摩擦因数为 =0.2,现用斜向右下方=100N的力推木箱,使木箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向成 =37 O 角,求经过=5 秒时木箱的速度。 二、已知运动
2、情况确定受力情况 已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(知道三个运动学量)已知的条件下,要求得出物体所受的力或者相关物理量(如动摩擦因数等) 。处理这类问题的基本思路是:先分析物体的运动情况,据运动学公式求加速度,再在分析物体受力情况的基础上,用牛顿第二定律列方程求所求量(力) 。 例 3:一物块已初速度为 V0 沿着粗糙水平面向右运动,物块与地面间的动摩擦因数为 ,求物块能滑行多远?、光滑v0物体受力情 况运 动情 况加速度 a牛顿第二定 律 运动学公式例 4:一个滑雪的人,质量 m75kg,以 v02m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角30,在 t5s 的时间内滑下的路程
3、 x60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力) 。三、多运动过程问题 程序法例 5:一物块由高度为 h 的光滑斜面的顶端由静止开始下滑,又进入粗糙的水平面,物块和水平面间的动摩擦因数为 ,则物块能在水平面上滑行多远? 光滑h16.一个静止在水平面上的物体,质量是 2kg,在水平方向 5N 向东的拉力作用下由静止开始运动,物体跟水平面的滑动摩擦力大小是 2N。求:(1)求物体在 4 秒末的速度;(2)若在秒末撤去拉力,求物体继续滑行时间。例 6:一物块在光滑水平面上,在水平拉力 F1 作用下由静止开始运动一段时间后,突然变为反向,大小为 F2 又作用了相同的时间回到了原出发点,则 F1 和
4、 F2 的关系为 ( )A、F2=F1 B、F2=2F1 C、F2=3F1 D、F2=4F1例 7、一水平传送带以 2m/s 的速度匀速运动,传送带两端距离 S=11m,将一物体轻轻放在传送带一端,物体与传送带间摩擦因数 =0.2,则物体由这一端运动到另一端所需时间?例 8:雨滴从空中由静止下落,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落的速度的增大而增大,如图所示的图像中,能正确反映雨滴下落的运动情况是 ( )例 9、 如图 15 所示,自由下落的小球,从接触竖 直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度及所受的合外力 的变化情况是 ( )A. 合力变小,速度变小 B. 合力变小,速度变
5、大C. 合力先变小后变大,速度先变大后变小D. 合力先变大后变小,速度先变小后变大【例 1】 如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大例 10、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力 F 的作用,F 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如图 3-2-6 所示
6、.重力加速度 g 取 10m/s2.由此两图线可以求得物块的质量 m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为 ( )2130 2 4 6 8 10FNts20 2 4 6 8 104tsvm/s图3-2-6Am=05kg, =04 Bm=15kg, =2/15C m=05kg, =0 2 Dm=1kg, =02tovcvto Avto Bato D例 11、质量为 2 kg 的物体在水平推力 F 的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去 F,其运动的 v-t 图象如图所示g 取 10 m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数 ;(2)水平推力 F 的大小;(3)010 s 内物体运动位移
7、的大小如图所示,一水平薄木板(厚度不计)的质量 M=100kg,静在水平路面上。一质量 m=50kg 的物块(可视为质点) 置于木板上,它到板左端的距离 l=1.0m,物块与木板、木板和路面及物块与路面间的动摩擦因数均为 0.2.现对木板施一水平向右的恒力,始终作用于木板上,使其向右行驶,物块将从板上滑落。已知物块刚离开木板时,木板向前行驶的距离 S=2.0m,求:(1)、物块在木板上运动时的加速度和物块刚要离开木板时木板的速度。(2)、物块在路面上停止滑动时,到木板左端的水平距离是多少?23、如图所示,物体的质量 m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数为 =0.2,在倾角为 37,F=10N的
8、恒力作用下,由静止开始加速运动,当 t=5s 时撤去 F, (g=10m/s2 ,sin37=0.6,cos37=0.8) 。求:(1)物体做加速运动时的加速度 a;(2)撤去 F 后,物体还能滑行多长时间? 24 一物体以 5m/s 的初速度沿倾角为 37的固定斜面上滑。已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,设斜面足够长。(g=10m/s 2,sin37=0.6 ,cos37=0.8)求:(1)物体上滑的最大位移;(2)物体回到出发点时的速度。L质量为 0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的 v t 图像如图所示球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设
9、球受到的空气阻力大小恒为 f,取 g10 m/s2,求: 弹性球受到的空气阻力 f 的大小; 弹性球第一次碰撞后反弹的高度 h.比较题1A、B 两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,且mA 3mB,则它们所能滑行的距离 xA、x B的关系为 ( )Ax A xB Bx A3x BCx A xB Dx A9x B132、如右图所示,ad、bd、cd 是竖直平面内三根固定的光滑细杆,a、b、c 、d 位于同一圆周上,a 点为圆周的最高点,d 点为最低点每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c 处释放 (初速度为 0)用 t1、t 2、t 3 依次表示各滑环到达 d 所用的时间,则 ( )At 1t 2t 3 Bt 1t 2t 3Ct 3 t1t 2 Dt 1t 2t 33、如右图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO、bO 、cO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是 30、45、60. 若有三个小孩同时从 a、b、c 处开始下滑 (忽略阻力 ),则( )Aa 处小孩最先到 O 点Bb 处小孩最后到 O 点Cc 处小孩最先到 O 点Da、c 处小孩同时到 O 点