第11講——牛頓定律兩類問題、程序法應(yīng)用(10頁)

1、學(xué)案(11)牛頓定律兩類問題、程序法應(yīng)用知識回憶1運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決的動力學(xué)問題常常可以分為兩種類型(兩類動力學(xué)基本問題)：(1)已知物體的受力情況，可求物體的_情況(2)已知物體的運(yùn)動情況，求物體的_情況(求力的大小和方向)不論求解哪一類問題，求解_是解題的橋梁和紐帶，是順利求解的關(guān)鍵2程序法解題首先_出題目中有多少個不同的_然后對各個過程或各個狀態(tài)進(jìn)行_分析，得出正確的結(jié)果前一個過程的結(jié)束是后一個過程的開始，兩個過程_是問題的關(guān)鍵跟蹤練習(xí)1一質(zhì)量為m的物體，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用產(chǎn)生加速度a，物體所受摩擦力為f，當(dāng)水平推力變?yōu)?F時() A物體的加速度小于2a B物體的加速

2、度大于2a C物體的加速度等于2a D物體所受的摩擦力變?yōu)?f2豎直上拋物體受到的空氣阻力f大小恒定，物體上升到最高點(diǎn)時間為t1，從最高點(diǎn)再落回拋出點(diǎn)歷時t2，上升時加速度大小為a1，下降時加速度大小為a2，則() Aa1a2，t1t2 Ba1a2，t1t2 Ca1a2，t1t2 Da1a2，t1t2第3題圖3如圖所示，傾斜索道與水平面夾角為37，當(dāng)載人車廂沿鋼索勻加速向上運(yùn)動時，車廂中的人對廂底的壓力為其體重的1.25倍，那么車廂對人的摩擦力為其體重的() A1/4倍 B.倍 C5/4倍 D.倍4在汽車中的一根懸線上掛一小球?qū)嶒灡砻鳎?dāng)做勻變速直線運(yùn)動時，懸線將與豎直方向成某一固定角度如圖所

3、示，若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體m1，則關(guān)于汽車的運(yùn)動情況和物體m1的受力情況正確的是()第4題圖 A汽車一定向右做加速運(yùn)動 B汽車一定向左做加速運(yùn)動 Cm1除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用 Dm1除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用5如圖所示，一物塊以某一初速度v0沖上一個足夠長的固定粗糙斜面，從A到B所用的時間為t1，到達(dá)最高點(diǎn)后沿斜面下滑時，從B到A所用的時間為t2，則兩段時間t1和t2的關(guān)系是()第5題圖 At1t2 Bt1t2 Ct1t2 D無法確定6如圖所示是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖，已知飛船質(zhì)量為3.0103

4、kg.在飛船與空間站對接后，推進(jìn)器對它們的平均推力大小為900N，推進(jìn)器工作了5s，測出飛船和空間站速度變化了0.05m/s，則飛船和空間站的加速度大小為_m/s2；空間站的質(zhì)量為_kg.第6題圖7一物體被豎直向上拋出，所受空氣阻力大小恒為重力的1/5，g取10m/s2，若物體經(jīng)5s落回原處，則物體的上升時間為_s，物體下落過程中的加速度大小為_m/s2.8有只船在水平航行時所受阻力與速度成正比，船由靜止開始沿直線航行，若保持牽引力恒定，經(jīng)過一段時間后，速度變?yōu)関，加速度為a1，最終以2v的速度做勻速運(yùn)動；若保持牽引力的功率恒定，經(jīng)過另一段時間后，速度為v，加速度為a2，最終也以2v的速度做勻

5、速運(yùn)動，求的值即時檢測1如圖所示，重球系于細(xì)繩DC下端，重球下再系一根同樣的細(xì)繩BA，下面說法中正確的是() A在細(xì)繩的A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD細(xì)繩拉斷 B在細(xì)繩的A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB細(xì)繩拉斷 C在細(xì)繩的A端突然猛力一拉，結(jié)果AB細(xì)繩拉斷 D在細(xì)繩的A端突然猛力一拉，結(jié)果CD細(xì)繩拉斷第1題圖第3題圖2物體以一定的初速度沖上一個斜面，測得它向上運(yùn)動的時間為t1，滑回斜面底端的時間為t2，向上運(yùn)動的最大距離為s，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以求出() A初速度和末速度 B向上運(yùn)動的加速度和向下運(yùn)動的加速度 C摩擦力和動摩擦因數(shù) D斜面傾角3如圖所示，將一根繩子跨過定滑輪，一質(zhì)量50kg的人將繩的一端系在

6、身上，另一端握在手中，使他自己以2m/s2的加速度下降若不計繩的質(zhì)量及摩擦，則人拉繩子的力為_N(g取10m/s2)第4題圖4樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成37，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10N，刷子的質(zhì)量為m05kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與板間的動摩擦因數(shù)為0.5，天花板長為L4m，取sin370.6，試求： (1)刷子沿天花板向上的加速度；(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間5風(fēng)洞實(shí)驗室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗室，如圖所示，小球的直徑略大于細(xì)桿直徑(1)當(dāng)桿在水平方向上

7、固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動，這時小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.1倍，求小球與桿間的滑動摩擦系數(shù)(2)將小球所受風(fēng)力大小變?yōu)橹亓Φ?.5倍，使桿與水平方向間夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑動距離7.2m所需時間為多少？(sin370.6，cos370.8) 第5題圖6如圖所示，位于水平地面上的質(zhì)量為m的小木塊，在大小為F，方向與水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動，若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為，則木塊的加速度為多少？第6題圖7質(zhì)量為10kg的物體A原來靜止在水平面上，當(dāng)受到水平拉力F作用后，開始沿直線做勻加速運(yùn)動設(shè)物體在時刻t的位移為x，且x2t2，求：(

8、1)物體所受的合外力；(2)第4s末物體的瞬時速度；(3)若第4s末撤去力F，物體再經(jīng)過10s停止運(yùn)動，與水平面間的動摩擦因數(shù).8如圖所示，運(yùn)動的小車內(nèi)用兩根輕繩懸掛一個小球O，小球和小車都靜止時兩繩均拉直，OB正好處在豎直方向小球與車一起勻加速運(yùn)動且保持相對靜止后測量兩繩上拉力大小，用F1、F2分別表示OA、OB兩繩上的拉力在不同水平加速度情況下，得到如下表格求：第8題圖F1(N)0.05.010.015.020.0F2(N)10.06.02.00.00.0(1)小球的質(zhì)量；(2)OB處在豎直方向時，OA繩與水平方向的夾角；(3)表格中最后一組數(shù)據(jù)對應(yīng)小球加速度為多少？9如圖所示，一塊小磁鐵

9、放在固定鐵板ABC上的A處，其中AB和BC的長度均為1m, BC與水平面間的夾角為37，磁鐵與鐵板間的磁力為磁鐵重力的0.1倍，磁鐵與鐵板間的動摩擦因數(shù)為0.2.現(xiàn)給磁鐵一個水平向右、大小為3m/s的初速度，不計磁鐵經(jīng)過B處轉(zhuǎn)向時的機(jī)械能損失求：(sin370.6，cos370.8，重力加速度g取10m/s2)第9 題圖(1)磁鐵第一次到達(dá)B處的速度大??；(2)磁鐵沿BC向上運(yùn)動的加速度大??；(3)請通過計算判斷磁鐵能否再次回到A點(diǎn)學(xué)案(11)牛頓運(yùn)動定律解決的兩類問題、程序法應(yīng)用知識回憶1.運(yùn)動受力加速度2.劃分過程或多少個不同狀態(tài)受力分析和運(yùn)動種類交接點(diǎn)的速度跟蹤練習(xí)1.B【解析】根據(jù)牛頓

10、第二定律可知，物體在水平推力F的作用下，產(chǎn)生的加速度為ag當(dāng)水平推力變?yōu)?F時，物體的加速度ag比較兩式可以看出a2a，故選項B正確2.D【解析】在物體上升階段其加速度大小為a1g，在下降階段加速度大小為a2g，則a1a2.設(shè)拋出點(diǎn)距最高點(diǎn)距離為h，讓上升過程時間“倒流”(即時間反演)，則是一個初速度為零，加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動由運(yùn)動學(xué)公式可得，上升過程中ha1t下降過程中ha2t 由式得，因a1a2，則t2t1，故選D.第3題圖3.B【解析】當(dāng)車廂沿鋼索方向勻加速向上運(yùn)動時，人與車廂具有相同的加速度a，將a分解為水平方向分量a1和豎直方向分量a2，如圖所示a1acos37a， a2as

11、in37a.設(shè)車廂底面對人的摩擦力大小為f，對人的支持力大小為N，對人分別在水平方向和豎直方向應(yīng)用牛頓第二定律列方程得水平方向fma1，豎直方向Nmgma2，代入數(shù)據(jù)fma，1.25mgmgma，整理得，故選B.4.C【解析】對m有沿繩子方向的拉力、重力這兩者合力水平向右由牛頓第二定律Fma可得，m有水平向右的加速度則汽車有水平向右的加速度可能向右加速也可能向左減速，AB都排除掉物體M也有向右的加速度，M水平面僅受摩擦力f，又牛頓第二定律得fma，則f也是水平向右綜上，選C.5.C【解析】AB間距st，上滑平均速度大于下滑平均速度，所以C正確6. 0.01m/s28.7104kg【解析】a0.

12、01m/s2，F(xiàn)(mM)a, M8.7104kg.7. 2.258【解析】上升時mgfma上，a上12m/s2.下落時mgfma下， a下8m/s2.上升與下落高度相同，所以a上ta下t，t上t下5，得物體的上升時間t上2.25s.8. 3【解析】船以恒定的牽引力啟動經(jīng)過時間t1時滿足方程： Fkvma1以2v的速度做勻速運(yùn)動時滿足方程： Fk2v0由兩式可得kvma1船以恒定的功率啟動經(jīng)過時間t2時，設(shè)牽引力為F，則 Fkvma2設(shè)恒定的功率為P，則 PFv由于兩次最終也以2v的速度做勻速運(yùn)動，勻速運(yùn)動時滿足方程： P2Fv由兩式得： F2F.代入，得2Fkvma2將代入上式得3kvma2由

13、兩式相比可得： 3即時檢測第1題圖1.AC【解析】如圖所示，在線的A端慢慢增加拉力，使得重球有足夠的時間發(fā)生向下的微小位移，以至拉力T2逐漸增大，這個過程進(jìn)行得如此緩慢，可以認(rèn)為重球始終處于受力平衡狀態(tài)，即T2T1mg，隨著T1增大，T2也增大且總是上端繩先達(dá)到極限強(qiáng)度，故CD繩被拉斷，A正確若在A端突然猛力一拉，因為重球質(zhì)量較大，力的作用時間又極短，故重球向下的位移極小，以至于上端繩未來得及發(fā)生相當(dāng)?shù)纳扉L，T1已先達(dá)到極限強(qiáng)度，故AB繩先斷，選項C也正確故選A、C.2.ABD【解析】物體沿斜面向上做勻減速運(yùn)動，初速度為v0，末速度為零，加速度大小為a1，則v02，a1. 物體沿斜面向下做勻加

14、速運(yùn)動，初速度為零，末速度為vt，則vt2，a2. 又a1gsingcos，a2gsingcos，則sin， cos.因fmgcos，m未知，所以摩擦力f不能求出故選A、B、D.3.200N【解析】設(shè)人拉繩子的力大小為T，根據(jù)牛頓第三定律，則繩子向上拉人的力大小也為T. 對人受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律得mg2Tma，解得T200N.4.2m/s22s【解析】刷子受力如圖刷子沿斜面方向由牛頓第二定律得：Fsin37mgsin37Ffma.垂直斜面方向上受力平衡得： Fcos37mgcos37FN，F(xiàn)fFN，由以上三式得： a2m/s2，由sat2得：t2s.第4題圖5.(1)0.1(2)4s【解

15、析】(1)mg0.1mg，得0.1(2)Nmgcos370.5mgsin370.8mg0.3mg1.1mg，0.6mg0.4mg0.11mgma，a0.9m/s2，sat2，得t4s.6.a【解析】對小木塊進(jìn)行受力分析，小木塊受四個力作用：重力mg，拉力F，桌面對木塊的支持力N(它是木塊對桌面正壓力的反作用力)和桌面對它的滑動摩擦力f，而木塊只在水平方向上有加速度，在豎直方向上合力為零列方程有NFsinmgFcosfmafN由式聯(lián)立可解得木塊的加速度 a.7.(1)40N(2)16m/s(3)0.16【解析】(1)由xat2，x2t2可推出a4m/s2. F合ma10440N.(2)vtat4416m/s.(3)撤去F后，物體僅在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，其加速度大小為 a1.6m/s2, 0.16.8.(1)1kg(2)53(3)10m/s2【解析】(1)由第一組數(shù)據(jù)得，mg10N，m1kg.(2)兩繩都有力時，豎直方向滿足F1sinF2mg，任選第2或第3組數(shù)據(jù)代入，得sin，53或arcsin.(3)根據(jù)F1sinF2mg，當(dāng)F1超過12.5N后，F(xiàn)2就為零，隨著加速度增加，小球?qū)⑾蜃笊掀琌B繩不再拉直此時小球僅受OA拉力和重力，豎直方向F1sinmg，水平方向F1cosma，得a10m/s2.9.(1)2.14m/s(2)7.8m/s2(