2牛頓第二定律應(yīng)用專題

1、 二、牛頓第二定律基本應(yīng)用專題 通過本專題訓(xùn)練，著重掌握已知受力情況求運動情況和已知運動情況求受力情況這兩類題型的處理方法 1由牛頓第二定律F合ma知，物體所受的合力決定了加速度的大小和方向分析物體的運動性質(zhì)應(yīng)緊緊抓住物體所受的合力由合力推知加速度，再有加速度與速度的方向關(guān)系來確定物體的運動性質(zhì) 2已知受力情況求運動情況和已知運動情況求受力情況這兩類題型的解題關(guān)鍵是用F合ma求a或用運動學(xué)公式求a 3分析物體的運動過程應(yīng)注意找出轉(zhuǎn)折點，分段分析例題1 如右圖，自由下落的小球下落一段時間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始，到彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度、加速度、合外力的變化情況是怎樣的?(按

2、論述題要求解答)分析和解答 速度變大或變小取決于速度方向與加速度方向的關(guān) 系(當a與v同向時,v變大，當a與v反向時,v變小)，而加速度由合力決， 定， 此題要分析v,a的大小變化，必須先分析小球受到的合力的變化 小球接觸彈簧時受兩個力作用：向下的重力和向上的彈力(其中重力為恒力) 在接觸的頭一階段，重力大于彈力，小球合力向下，且不斷變小( F合mg-kx，而x增大)， 因而加速度減少( aF合/m)，由于a與v同向，因此速度繼續(xù)變大 當彈力增大到大小等于重力時，合外力為零，加速度為零，速度達到最大 之后，小球由于慣性仍向下運動，但彈力大于重力，合力向上且逐漸變大 (F合kx-mg)因而加速度

3、向上且變大，因此速度減小至零(注意：小球不會靜止在最低點，將被彈簧上推向上運動，請同學(xué)們自己分析以后的運動情況) 綜上分析得：小球向下壓彈簧過程，F(xiàn)合方向先向下后向上，大小先變小后變大；a方向先向下后向上，大小先變小后變大；v方向向下，大小先變大后變小(向上推的過程也是先加速后減速) 總結(jié)與提高: 在分析物體某一運動過程時，要養(yǎng)成一個科學(xué)分析習(xí)慣，即：這一過程可否劃分為兩個或兩個以上的不同小過程，中間是否存在轉(zhuǎn)折點，找出了轉(zhuǎn)折點就可以知道物體的前后討程是焦樣運動的了如上題中彈力等于重力邊一位置是個轉(zhuǎn)折點，以這個轉(zhuǎn)折點分為兩個階段分析 例題2 據(jù)報道，一輛轎車高速強行超車時，與迎面馳來的另一輛相

4、同轎車相撞兩車相撞 后連為一體，兩車身因碰撞擠壓，皆縮短了約0.5m，據(jù)測算相撞時兩車速均約為109km/h，試求碰撞過程中車內(nèi)質(zhì)量是60kg的人受到的平均沖擊力約為多少?(運算過程及結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)分析和解答 兩車相碰時認為人隨車一起做勻減速運動直到停止，此過程位移S0.5m， 設(shè)人隨車做勻減速運動的加速度為a，初速約為vo=30m/s,則有v022as 得 a=900m/s2對人由牛頓第二定律得(設(shè)人受車的沖擊力為F)： F=ma60X 9005.4X104N，總結(jié): 此題屬于已知運動情況求受力情況的題型，由題解可見，關(guān)鍵是由運動學(xué)公式求解加速度，再選擇適當研究對象用牛頓第二定律求

5、受力即可例題3 跳起摸高是現(xiàn)今學(xué)生常進行的一項活動，小明同學(xué)身高1.8m，質(zhì)量65k，站立舉手達 到2.2m高，他用力蹬地，經(jīng)0.45s豎直離地跳起，設(shè)他蹬地的力大小恒為1060N，則他跳起可摸到的高度為多少?(1Om/s2)分析和解答 人要起跳，先是重心下降，用腳蹬地后重心上升在蹬地過程中人的受力為重 力和地面給人的支持力(大小等于人蹬地的力)由牛頓定律得：F-mgma 由vat=6.3X0.452.8m/s即為人離開地時的初速度 離地后人作豎直上拋運動，其重心上升高度h= 故其跳起可摸到的高度H2.2+0.42.6m總結(jié): 此題屬于已知受力求運動情況的題型，且與學(xué)生的生活實際緊密相連解題

6、關(guān)鍵是把生活實際現(xiàn)象去偽存真轉(zhuǎn)變成物理過程，進行受力分析由牛頓第二定律求出加速度a 訓(xùn) 練 題(1)鋼球在很深的油槽中由靜止開始下落，若油對球的阻力正比于其速率，則球的運動是：( BD ) A先加速后減速最后靜止； B先加速后勻速； C. 先加速后減速直至勻速； D加速度逐漸減小到零 (2)豎直向上飛行的子彈，達到最高點后又返回原處，假設(shè)整個運動過程中，子彈受到的阻力與速度的大小成正比，則整個過程中，加速度的變化是：(A) A始終變??； B始終變大； C先變小后變大； D先變大后變小， (3)如右圖所示，一彈簧一端系在墻上O點，自由伸長到B點，今將一小物體m壓著彈簧，將彈簧壓縮到A點，然后釋放

7、，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面的動摩擦因數(shù)恒定，試判斷下列說法中正確的是： (c) A物體從A到B速度越來越大，從B到C速度越來越??； B. 物體從A到B速度越來越小，從B到C加速度不變； C. 物體從A到B，先加速后減速，從B到C一直做減速運動； D物體在B點受合外力為零 (4)如圖甲所示，放在光滑水平面上的木塊受到兩個水平力Fl與F2的作用，靜止不動，現(xiàn)保持F1不變，使F2逐漸減小到零，再逐漸恢復(fù)到原來的大小，在這個過程中，如圖乙所示，能正確描述木塊運動情況的圖象是： (B) (5)兩個物體a,b間的質(zhì)量關(guān)系是ma>mb，讓它們從同一高度同時開始下落，運動中它們受到的阻力相

8、等，則：( B ) A兩物體的加速度不等，同時到達地面； B兩物體的加速度不等，物體a先到達地面， C. 兩物體的加速度相等，同時到達地面； D兩物體的加速度相等，物體a先到達地面 (6)普通戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為800m/s，空中飛行的禿鷹質(zhì)量為5kg，身長約為0.5m，一架戰(zhàn)斗機在空中與禿鷹相撞，禿鷹對飛機的撞擊力大約為 (C ) A. 104N； B102N； C106N： D108N (7)如右圖所示，傾角為300的光滑桿上套有一個小球和兩根輕質(zhì)彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止狀態(tài)，設(shè)拔去銷釘M(撤去彈簧a)瞬間，小球的，加速度大小為6m/

9、s2若不拔去銷釘M，而拔去銷釘N(撤去彈簧b)瞬間，小球的加速度可能是(g取IOm/s2)：(BC) A11m/s2，沿桿向上； B11m/s2，沿桿向下； C. 1m/s2 沿桿向上； D1m/s2，沿桿向下 (8)1999年10月1日晚在天安門廣場舉行了盛大的慶祝中華人民共和國成立五十周年焰火晚會，花炮爆炸的高度為lOOm，設(shè)爆炸前做豎直上拋運動，且在最高點爆炸，則花炮出炮筒口時的速度約為多少?若花炮的質(zhì)量為2kg在炮筒中運動時間為0.02S火藥對花炮的平均推力為多少? (g取l0m/s2) (9)為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離已知某高速公路的最高限速v=120km/h假

10、設(shè)前方車輛突然停止，后車司機從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車到汽車開始減速所經(jīng)歷的時間(即反應(yīng)時間)t0.50s。剎車時汽車受到阻力的大小f為汽車重力的0.40倍，該高速公路上汽車間的距離至少應(yīng)為多少?取重力加速度g1Om/s2 (10)某航空公司的一架客機，在正常航線上作水平飛行時，突然受到強大的垂直氣流的作用，使飛機在10s內(nèi)下降高度1800m，造成眾多乘客和機組人員的傷害事故如果只研究在豎直方向上的運動，且假設(shè)這一運動是勻變速直線運動，試計算： 飛機在豎直方向上產(chǎn)生的加速度是多大? 乘客所系安全帶必須提供相當于乘客體重多少倍的拉力才能使乘客不脫離座椅?(g取10m/s2) (11)滑雪運動員依靠手中的撐桿用力往后推地，獲得向前的動力，一運動員的質(zhì)量是60kg，撐桿對地面向后的平均作用力是300N，力的持續(xù)作用時間是0.4s，兩次用力之間間隔時間是0.2要S，不計摩擦阻力若運動員從靜止開始做直線運動，求6s內(nèi)的位移是多少? (