高中物理必修一第四章第六節(jié)-用牛頓定律解決問題(一)優(yōu)質(zhì)課件精校版

1、用牛頓運動定律解決問題（一）一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1內(nèi)容：內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成物體加速度的大小跟作用力成 ，跟物體的，跟物體的質(zhì)量成質(zhì)量成 ，加速度的方向跟，加速度的方向跟 的方向相同。的方向相同。2表達式表達式：Fma。3物理意義：物理意義：反映物體運動的加速度大小、方向與所受反映物體運動的加速度大小、方向與所受 的關系。的關系。4適用范圍適用范圍(1)牛頓第二定律僅適用于牛頓第二定律僅適用于 參考系參考系(相對地面靜止或相對地面靜止或做勻速直線運動的參考系做勻速直線運動的參考系)。(2)牛頓第二定律僅適用于宏觀物體牛頓第二定律僅適用于宏觀物體 運動的情況。運動的情況。

2、正比正比反比反比作用力作用力合外力合外力慣性慣性低速低速1關于物體運動狀態(tài)的改變，下列說法中正確的是關于物體運動狀態(tài)的改變，下列說法中正確的是()A運動物體的加速度不變，則其運動狀態(tài)一定不變運動物體的加速度不變，則其運動狀態(tài)一定不變B物體的位置在不斷變化，則其運動狀態(tài)一定在不斷變物體的位置在不斷變化，則其運動狀態(tài)一定在不斷變化化C做直線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變做直線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變D做曲線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變做曲線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變【答案】【答案】 C二、兩類動力學問題二、兩類動力學問題1已知物體的受力情況，求物體的已知物體的受力情況，求物體的 。2已

3、知物體的運動情況，求物體的已知物體的運動情況，求物體的 。運動情況運動情況受力情況受力情況2有一物塊放在粗糙的水平面上，在水平向右的外力有一物塊放在粗糙的水平面上，在水平向右的外力F作用作用下向右做直線運動，如下圖甲所示，其運動的下向右做直線運動，如下圖甲所示，其運動的v t圖象如圖圖象如圖乙中實線所示，則下列關于外力乙中實線所示，則下列關于外力F的判斷正確的是的判斷正確的是()A在在01 s內(nèi)外力內(nèi)外力F不斷變化不斷變化B在在1 s3 s內(nèi)外力內(nèi)外力F恒定恒定C在在3 s4 s內(nèi)外力內(nèi)外力F不斷變化不斷變化D在在3 s4 s內(nèi)外力內(nèi)外力F恒定恒定【解析】【解析】 對物體受力分析如圖，根據(jù)牛頓

4、第二定律可對物體受力分析如圖，根據(jù)牛頓第二定律可知知FFfma；從；從v t圖象中可知，圖象中可知，01 s內(nèi)，內(nèi)，a恒定恒定13 s內(nèi)內(nèi)a0,34 s內(nèi)，內(nèi)，a逐漸增大。故選逐漸增大。故選B、C。【答案】【答案】 BC如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的的木塊木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分的加速度大小分別為別

5、為a1 、a2。重力加速度大小為。重力加速度大小為g。則有。則有()Aa10，a2gBa1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g【解題切點解題切點】 彈簧的彈力在木板撤去的瞬間前后沒發(fā)生變化。彈簧的彈力在木板撤去的瞬間前后沒發(fā)生變化?！窘馕鼋馕觥?木板抽出前，由平衡條件可知彈簧被壓縮產(chǎn)生的彈力大小為木板抽出前，由平衡條件可知彈簧被壓縮產(chǎn)生的彈力大小為mg。木板。木板抽出后瞬間，彈簧彈力保持不變，仍為抽出后瞬間，彈簧彈力保持不變，仍為mg。由平衡條件和牛頓第二定律可得。由平衡條件和牛頓第二定律可得a10，a2g。答案為。答案為C?！敬鸢复鸢浮?C【發(fā)散思維發(fā)散思維】 彈簧形變的恢復需要時間

6、，而繩子的恢彈簧形變的恢復需要時間，而繩子的恢復，改變不需要時間。復，改變不需要時間。1如右圖所示，一質(zhì)量為如右圖所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為的物體系于長度分別為L1、L2的兩根的兩根細線上。細線上。L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平拉直，物體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時物體的線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。加速度。下面是某同學對該題的某種解法：下面是某同學對該題的某種解法：解：設解：設L1線上拉力為線上拉力為FT1，L2線上拉力為線上拉力為FT2，重力為，重力為mg，物體在，物體在三力

7、作用下處于平衡。三力作用下處于平衡。FT1cos mg，F(xiàn)T1sin FT2，解得，解得FT2mgtan 。剪斷細線的瞬間，。剪斷細線的瞬間，F(xiàn)T2突然消失，物體卻在突然消失，物體卻在FT2反方向獲得加速度，因為反方向獲得加速度，因為mgtan ma，所以加速度，所以加速度agtan ，方向在方向在FT2反方向。你認為這個結果正確嗎？請說明理由。反方向。你認為這個結果正確嗎？請說明理由?！窘馕觥俊窘馕觥?這個同學的解法不正確。當這個同學的解法不正確。當L2被剪斷的瞬間，被剪斷的瞬間，L2中的張力中的張力FT2瞬間消瞬間消失，而失，而L1中的張力發(fā)生了突變，此時沿線中的張力發(fā)生了突變，此時沿線L

8、1方向合力為零，垂直于方向合力為零，垂直于L1方向物體方向物體重力的分力作為合力產(chǎn)生瞬時加速度，由重力的分力作為合力產(chǎn)生瞬時加速度，由mgsin ma得：得：agsin 。【答案】【答案】 不正確理由見解析不正確理由見解析1動力學兩類基本問題的分析流程圖解答動力學的兩類基本問題的方法和步驟解答動力學的兩類基本問題的方法和步驟知識精析知識精析一、由受力情況確定運動情況一、由受力情況確定運動情況1基本思路：首先對研究對象進行受力情況和運動情基本思路：首先對研究對象進行受力情況和運動情況分析，把題中所給的情況弄清楚，然后由牛頓第二定律，況分析，把題中所給的情況弄清楚，然后由牛頓第二定律，結合運動學公

9、式進行求解結合運動學公式進行求解2一般步驟：一般步驟：(1)確定研究對象，對研究對象進行受力分析，并畫出物確定研究對象，對研究對象進行受力分析，并畫出物體的受力圖體的受力圖(2)根據(jù)力的合成與分解，求出物體所受的合外力根據(jù)力的合成與分解，求出物體所受的合外力(包括包括大小和方向大小和方向)(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體運動的加速度根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體運動的加速度(4)結合物體運動的初始條件，選擇運動學公式，求出所結合物體運動的初始條件，選擇運動學公式，求出所需的運動學量需的運動學量任意時刻的位移和速度，以及運動軌跡任意時刻的位移和速度，以及運動軌跡等等二、由運動情況確定受力

10、情況二、由運動情況確定受力情況基本思路：首先根據(jù)物體的運動情況，利用動力學公式基本思路：首先根據(jù)物體的運動情況，利用動力學公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力，從而求出未知的力或與力相關的某些量，如動摩擦因外力，從而求出未知的力或與力相關的某些量，如動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的具體方向等數(shù)、勁度系數(shù)、力的具體方向等三、受力分析要點三、受力分析要點1每分析一個力，都應能找出該力的施力物體，以防每分析一個力，都應能找出該力的施力物體，以防止多分析出沒有施力物體的并不存在的力不要把物體慣性止多分析出沒有施力物體的并不存在的力不

11、要把物體慣性的表現(xiàn)誤認為物體在運動方向上受到一種力的作用的表現(xiàn)誤認為物體在運動方向上受到一種力的作用例如滑冰者停止用力后向前滑行的過程中，不要誤認為例如滑冰者停止用力后向前滑行的過程中，不要誤認為他受到一個向前的沖力作用他受到一個向前的沖力作用2不要把某個力和它的分力同時作為物體所受的力，不要把某個力和它的分力同時作為物體所受的力，也不要把某幾個力與它們的合力同時作為物體受到的力應也不要把某幾個力與它們的合力同時作為物體受到的力應只保留物體實際受到的力只保留物體實際受到的力例如，靜止于傾角為例如，靜止于傾角為的斜面上的物體，如果已分析了的斜面上的物體，如果已分析了重力重力G，就不能同時說物體還

12、受到下滑力，就不能同時說物體還受到下滑力Gsin 和垂直于斜和垂直于斜面向下的分力面向下的分力Gcos .3要養(yǎng)成按先畫非接觸力要養(yǎng)成按先畫非接觸力(如重力如重力)再畫接觸力再畫接觸力(如彈力、如彈力、摩擦力摩擦力)的順序分析物體受力的習慣，在分析接觸力時要注意的順序分析物體受力的習慣，在分析接觸力時要注意受力物體與其他施力物體的接觸處最多存在兩個力受力物體與其他施力物體的接觸處最多存在兩個力(彈力、摩彈力、摩擦力擦力)，有可能只有一個力，有可能只有一個力(彈力彈力)，也有可能無力作用，也有可能無力作用4畫受力圖時，只畫物體受的力，不要畫研究對象對畫受力圖時，只畫物體受的力，不要畫研究對象對其

13、他物體施加的力其他物體施加的力5要結合物體的運動狀態(tài)，應用牛頓第二定律進行受要結合物體的運動狀態(tài)，應用牛頓第二定律進行受力分析力分析圖圖251例如，如圖例如，如圖251所示，物體所示，物體A、B疊放在一起，在作用于疊放在一起，在作用于B物體上的水平拉力物體上的水平拉力F作用下向右以加速度作用下向右以加速度a做勻加速運動，做勻加速運動，在分析在分析A、B間的靜摩擦力時，就可根據(jù)牛頓第二定律，間的靜摩擦力時，就可根據(jù)牛頓第二定律，A所所受的靜摩擦力方向沿接觸面向右，并可由牛頓第二定律求出受的靜摩擦力方向沿接觸面向右，并可由牛頓第二定律求出這一靜摩擦力的大小這一靜摩擦力的大小F靜靜=mAa.6從牛頓

14、第三定律出發(fā)，依據(jù)力的相互性，轉換研究從牛頓第三定律出發(fā)，依據(jù)力的相互性，轉換研究對象，分析物體受力，可以化難為易對象，分析物體受力，可以化難為易四、整體法與隔離法四、整體法與隔離法1連接體：多個相互關聯(lián)的物體組成的物體組連接體：多個相互關聯(lián)的物體組成的物體組(或物體或物體系系)如幾個物體疊放在一起，或并排擠放在一起，或用繩子、如幾個物體疊放在一起，或并排擠放在一起，或用繩子、細桿連在一起細桿連在一起2隔離法與整體法隔離法與整體法(1)隔離法：在解決連接體問題時，從研究的方便性出發(fā)，隔離法：在解決連接體問題時，從研究的方便性出發(fā)，將物體系統(tǒng)中的某一部分隔離出來，單獨分析研究的方法將物體系統(tǒng)中的

15、某一部分隔離出來，單獨分析研究的方法(2)整體法：在解決連接體問題時，將整個系統(tǒng)作為一個整體法：在解決連接體問題時，將整個系統(tǒng)作為一個整體分析研究的方法整體分析研究的方法3選取整體法與隔離法的原則選取整體法與隔離法的原則(1)一般是先整體后隔離一般是先整體后隔離在連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，應先把連接體當在連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，應先把連接體當做一個整體，分析整體受力，利用牛頓第二定律求出加速度，做一個整體，分析整體受力，利用牛頓第二定律求出加速度，求連接體內(nèi)各物體間的相互作用，再把物體隔離，對該物體求連接體內(nèi)各物體間的相互作用，再把物體隔離，對該物體單獨進行受力分析，利用牛頓第二

16、定律對該物體列式求解單獨進行受力分析，利用牛頓第二定律對該物體列式求解(2)求系統(tǒng)外力的問題，有的直接選取整體法求解，有的求系統(tǒng)外力的問題，有的直接選取整體法求解，有的則先隔離后整體則先隔離后整體五、物體瞬時加速度求解方法五、物體瞬時加速度求解方法牛頓第二定律表明了物體受的合外力與物體運動的加速牛頓第二定律表明了物體受的合外力與物體運動的加速度之間存在瞬時對應關系，當物體受的合外力發(fā)生變化的同度之間存在瞬時對應關系，當物體受的合外力發(fā)生變化的同時，物體的加速度也就隨之而變了因此，分析物體的瞬時時，物體的加速度也就隨之而變了因此，分析物體的瞬時加速度，關鍵是分析瞬時前后物體的受力情況及運動狀態(tài)，

17、加速度，關鍵是分析瞬時前后物體的受力情況及運動狀態(tài)，再根據(jù)牛頓第二定律求出物體的瞬時加速度再根據(jù)牛頓第二定律求出物體的瞬時加速度此類問題的分析中應特別注意此類問題的分析中應特別注意“輕繩輕繩”、“輕桿輕桿”、“輕彈簧輕彈簧”三種模型的建立及特點：三種模型的建立及特點：1輕繩輕繩(1)輕繩模型的建立輕繩模型的建立輕繩或稱為細線，它的質(zhì)量可忽略不計，輕繩是軟的，輕繩或稱為細線，它的質(zhì)量可忽略不計，輕繩是軟的，不能產(chǎn)生側向力，勁度系數(shù)非常大，以至認為受力形變極微，不能產(chǎn)生側向力，勁度系數(shù)非常大，以至認為受力形變極微，看做不可伸長看做不可伸長(2)輕繩模型特點輕繩模型特點輕繩各處受力相等，且拉力方向沿

18、著繩子輕繩各處受力相等，且拉力方向沿著繩子方向方向輕繩不能伸長輕繩不能伸長繩中拉力可發(fā)生瞬間變化，剪斷后，其中彈力立即消繩中拉力可發(fā)生瞬間變化，剪斷后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復時間失，不需要形變恢復時間2輕桿輕桿(1)輕桿模型的建立輕桿模型的建立輕桿的質(zhì)量可略而不計，輕桿是硬的，可產(chǎn)生側向力，輕桿的質(zhì)量可略而不計，輕桿是硬的，可產(chǎn)生側向力，它的勁度系數(shù)非常大，以至認為受力形變極微，看做不可伸它的勁度系數(shù)非常大，以至認為受力形變極微，看做不可伸長或不可壓縮長或不可壓縮(2)輕桿模型的特點輕桿模型的特點輕桿各處受力相等，其力的方向不一定沿著桿的方輕桿各處受力相等，其力的方向不一定沿著桿的方

19、向向輕桿不能伸長也不能壓縮輕桿不能伸長也不能壓縮輕桿受到的彈力方式有：拉力或壓力輕桿受到的彈力方式有：拉力或壓力3輕彈簧輕彈簧(1)輕彈簧模型的建立輕彈簧模型的建立輕彈簧的質(zhì)量可忽略不計，可以被壓縮或拉伸，其彈力輕彈簧的質(zhì)量可忽略不計，可以被壓縮或拉伸，其彈力的大小與彈簧長度的改變量有關的大小與彈簧長度的改變量有關(2)輕彈簧模型的特點輕彈簧模型的特點輕彈簧各處受力相等，其方向與彈簧形變的方向相輕彈簧各處受力相等，其方向與彈簧形變的方向相反反彈力的大小為彈力的大小為F=kx，其中，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈為彈簧長度的改變量簧長度的改變量由于彈簧形變量大，形變恢復需要較長

20、時間，在分析由于彈簧形變量大，形變恢復需要較長時間，在分析瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成不變而輕彈簧被瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成不變而輕彈簧被剪斷時，彈簧中的彈力則又瞬間消失剪斷時，彈簧中的彈力則又瞬間消失鏈接方法指導方法指導一、由于受力情況確定物體的運動情況一、由于受力情況確定物體的運動情況例例1 1如圖如圖252甲所示，在傾角甲所示，在傾角37的足夠長的足夠長的固定的斜面底端有一質(zhì)量的固定的斜面底端有一質(zhì)量m1.0 kg的物體物體與斜面間的物體物體與斜面間動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù)0.25，現(xiàn)用輕細繩將物體由靜止沿斜面向上拉，現(xiàn)用輕細繩將物體由靜止沿斜面向上拉動拉力動拉力F10

21、N，方向平行斜面向上經(jīng)時間，方向平行斜面向上經(jīng)時間t4.0 s繩子繩子突然斷了，求：突然斷了，求：(1)繩斷時物體的速度大小繩斷時物體的速度大小(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間間(已知已知sin 370.60，cos 370.80，取，取g10 m/s2)圖圖252乙乙解析解析分析繩子斷裂前后及物體沿斜面下滑時的受力情分析繩子斷裂前后及物體沿斜面下滑時的受力情況，應用牛頓第二定律求出物體的加速度，再結合運動學公況，應用牛頓第二定律求出物體的加速度，再結合運動學公式求出物體的運動情況式求出物體的運動情況(1)物體受拉力向上運動過程中

22、，受拉力物體受拉力向上運動過程中，受拉力F、斜面支持力、斜面支持力FN、重力、重力mg和摩擦力和摩擦力f，如圖，如圖252乙，設物體向上運動的加乙，設物體向上運動的加速度為速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律有：，根據(jù)牛頓第二定律有：Fmgsin fma1又又fFN，F(xiàn)Nmgcos 解得：解得：a12.0 m/s2t4.0 s時物體的速度大小時物體的速度大小v1a1t8.0 m/s.圖圖252丙丙(2)繩斷時物體距斜面底端的位移為：繩斷時物體距斜面底端的位移為：x1a1t216 m繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運動，設運動的加繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運動，設運動的加速度大小為速度大小為a2，

23、受力如圖，受力如圖252丙所示，則根據(jù)牛頓第二定律，丙所示，則根據(jù)牛頓第二定律，對物體沿斜面向上運動的過程有：對物體沿斜面向上運動的過程有：二、由物體的運動情況確定受力情況二、由物體的運動情況確定受力情況例例2一位滑雪者如果以一位滑雪者如果以v020 m/s的初速度沿直線沖上的初速度沿直線沖上一傾角為一傾角為30的山坡，從沖坡開始計時，至的山坡，從沖坡開始計時，至3.8 s末，雪橇速末，雪橇速度變?yōu)榱闳绻┣僚c人的質(zhì)量為度變?yōu)榱闳绻┣僚c人的質(zhì)量為m80 kg，求雪橇受到的，求雪橇受到的阻力是多少阻力是多少(g取取10 m/s2)解析解析如圖建立坐標系，以如圖建立坐標系，以v0方向為方向為x軸

24、的正方向，并將軸的正方向，并將重力進行分解則有：重力進行分解則有：G1Gsin 30G2Gcos 30在在x方向上，方向上，F(xiàn)3為物體受到的阻力大??；在為物體受到的阻力大小；在y方向上，因方向上，因為物體的運動狀態(tài)沒有變化，所以重力的一個分力為物體的運動狀態(tài)沒有變化，所以重力的一個分力G2等于斜等于斜坡的支持力坡的支持力FN，即即G2FN. 答案答案20.8 N，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下點評點評(1)由物體的運動情況確定受力情況時，應先根據(jù)由物體的運動情況確定受力情況時，應先根據(jù)物體的運動情況，借助運動學公式求出物體運動的加速度，物體的運動情況，借助運動學公式求出物體運動的加速度，再結合

25、牛頓第二定律求出物體受到的未知力再結合牛頓第二定律求出物體受到的未知力(2)結合題目的需要，有時還可以確定與力有關的其他未結合題目的需要，有時還可以確定與力有關的其他未知量，如物體的質(zhì)量、動摩擦因數(shù)、斜面傾角、彈簧的形變知量，如物體的質(zhì)量、動摩擦因數(shù)、斜面傾角、彈簧的形變量等量等變式訓練變式訓練1放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，的作用，F(xiàn)的大小與時間的大小與時間t的關系和物塊速度的關系和物塊速度v與時間與時間t的關系的關系如圖如圖253甲、乙所示取重力加速度甲、乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此兩圖線由此兩圖線可以求得

26、物塊的質(zhì)量可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別分別為為()甲乙甲乙 圖圖253三、連接體問題三、連接體問題圖圖254例例3 3如圖如圖254所示，在光滑地面上有一水平力所示，在光滑地面上有一水平力F拉動小拉動小車和木塊一起做勻加速直線運動，小車的質(zhì)量為車和木塊一起做勻加速直線運動，小車的質(zhì)量為M，木塊的，木塊的質(zhì)量為質(zhì)量為m.設加速度大小為設加速度大小為a，木塊與小車之間的動摩擦因數(shù)，木塊與小車之間的動摩擦因數(shù)為為，則在這個過程中木塊受到的摩擦力大小是，則在這個過程中木塊受到的摩擦力大小是()AmgBmaC. F DFma四、臨界法分析動力學問題四、

27、臨界法分析動力學問題例例4如圖如圖255甲所示，質(zhì)量為甲所示，質(zhì)量為m10 kg的小球掛在傾的小球掛在傾角角37、質(zhì)量、質(zhì)量M40 kg的光滑斜面的固定鐵桿上當斜的光滑斜面的固定鐵桿上當斜面和小球以面和小球以a10.5g的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力分別為多少？當斜面和小球都以的拉力和對斜面的壓力分別為多少？當斜面和小球都以a2g的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力又分別是多少？力又分別是多少？(取取g10 m/s2)圖圖255甲甲解析解析小球和斜面一起向右加速運動，

28、球相對斜面有兩小球和斜面一起向右加速運動，球相對斜面有兩種情況，一種是壓在斜面上，一種是離開斜面兩種情況有種情況，一種是壓在斜面上，一種是離開斜面兩種情況有個臨界點，彈力個臨界點，彈力FN0，此時的加速度稱為臨界加速度，此時的加速度稱為臨界加速度a0.本本題關鍵是比較實際加速度與臨界加速度，判斷小球的相對狀題關鍵是比較實際加速度與臨界加速度，判斷小球的相對狀態(tài)，再受力分析求解態(tài)，再受力分析求解先求出臨界狀態(tài)時的加速度，這時先求出臨界狀態(tài)時的加速度，這時FN0，受力分析如，受力分析如圖圖255乙所示，故有：乙所示，故有：圖圖255變式訓練變式訓練2在例在例4的已知條件下，如果用水平推力的已知條件

29、下，如果用水平推力F0向左推斜面，向左推斜面，使小球與斜面一起向左加速運動，而此時繩對小球的拉力恰使小球與斜面一起向左加速運動，而此時繩對小球的拉力恰好為零好為零(1)求斜面運動的加速度求斜面運動的加速度a及水平推力及水平推力F0.(2)當向左推力為當向左推力為250 N時，求繩的拉力和斜面對球的彈時，求繩的拉力和斜面對球的彈力力甲甲解析解析(1)先用極限法分析出臨界狀態(tài)；系統(tǒng)一起向左運先用極限法分析出臨界狀態(tài)；系統(tǒng)一起向左運動的加速度越大，小球?qū)K的拉力越小，當加速度為某一值動的加速度越大，小球?qū)K的拉力越小，當加速度為某一值時小球?qū)K的拉力恰好為零，如加速度再增大，小球?qū)⑾鄬r小球?qū)K的拉

30、力恰好為零，如加速度再增大，小球?qū)⑾鄬π泵嫔匣治鲂∏驅(qū)K的拉力恰好為零的狀態(tài)的受力如圖斜面上滑分析小球?qū)K的拉力恰好為零的狀態(tài)的受力如圖甲所示甲所示水平方向：水平方向：FNsin ma豎直方向：豎直方向：FNcos mg得出：得出：agtan g7.5 m/s2再取再取m、M為一個整體，水平方向推力為一個整體，水平方向推力F0即為合外力，即為合外力，由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：F0(Mm)a可解得：可解得：F0375 N.(2)因為因為F0250 N375 N，所以小球相對斜面靜止，整，所以小球相對斜面靜止，整體分析得體分析得F0(Mm)a，a5 m/s2.乙乙對小球分析：對小球分析

31、：a可分解為垂直斜面向上的可分解為垂直斜面向上的asin 和沿斜和沿斜面向下的面向下的acos ，對小球進行受力分析，如圖乙所示，對小球進行受力分析，如圖乙所示沿坐標軸方向的合力分別為：沿坐標軸方向的合力分別為：mgsin Fmacos FNmgcos masin 代入數(shù)據(jù)可得：代入數(shù)據(jù)可得：F20 N，F(xiàn)N110 N.答案答案(1)7.5 m/s2375 N(2)20 N110 N五、輕繩模型五、輕繩模型例例5 5如圖如圖256甲所示，小球的質(zhì)量為甲所示，小球的質(zhì)量為5 kg，BC為水平為水平繩，繩，AC繩與豎直方向的夾角繩與豎直方向的夾角37，整個系統(tǒng)處于靜止狀，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，態(tài)，

32、g取取10 m/s2.圖圖256甲甲(1)求求BC繩的張力繩的張力(2)若將若將BC繩剪斷，則剪斷瞬間小球的加速度為多少？繩剪斷，則剪斷瞬間小球的加速度為多少？解析解析(1)BC繩剪斷前，小球受力情況如圖繩剪斷前，小球受力情況如圖256乙所乙所示則有：示則有：圖圖256乙乙FBCmgtan 510tan 37 N37.5 N.(2)BC繩剪斷瞬間，繩剪斷瞬間，AC繩的張力發(fā)生變化，小球所受合繩的張力發(fā)生變化，小球所受合外力垂直于外力垂直于AC繩斜向下，大小為繩斜向下，大小為mgsin ma所以所以agsin 100.6 m/s26 m/s2.答案答案(1)37.5 N(2)6 m/s2點評點評

33、解此類問題應注意：解此類問題應注意：(1)對于鋼絲、細繩、剛性桿等，它們的形變很小，形變對于鋼絲、細繩、剛性桿等，它們的形變很小，形變量變化時所用時間很短，因此它們的彈力在很短時間內(nèi)就可量變化時所用時間很短，因此它們的彈力在很短時間內(nèi)就可以發(fā)生很大的變化以發(fā)生很大的變化(2)彈簧的形變量變化時所用時間較長，因此在極短時間彈簧的形變量變化時所用時間較長，因此在極短時間內(nèi)可近似認為彈簧彈力不發(fā)生變化內(nèi)可近似認為彈簧彈力不發(fā)生變化變式訓練變式訓練3圖圖257如圖如圖257所示，物塊的質(zhì)量為所示，物塊的質(zhì)量為10 kg，彈簧，彈簧AO與豎直方與豎直方向的夾角向的夾角30，OB繩水平現(xiàn)將繩水平現(xiàn)將OB繩

34、剪斷，則剛剪斷瞬繩剪斷，則剛剪斷瞬間物塊的加速度為多少？間物塊的加速度為多少？(g取取10 m/s2)解析解析OB繩剛剪斷瞬間，彈簧彈力及物體重力均沒變化，繩剛剪斷瞬間，彈簧彈力及物體重力均沒變化，所以物塊所受合外力等于剪斷所以物塊所受合外力等于剪斷OB繩前繩前OB繩的彈力，由牛頓繩的彈力，由牛頓第二定律得：第二定律得：mgtan ma所以所以agtan 10tan 30 m/s2 m/s25.77 m/s2.答案答案5.77 m/s2 (2010安徽理綜安徽理綜)質(zhì)量為質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去的作用下沿水平面做直線運動，一段時

35、間后撤去F，其運，其運動的動的v t圖象如圖所示。圖象如圖所示。g取取10 m/s2，求：，求：(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2)水平推力水平推力F的大??；的大?。?3)010 s內(nèi)物體運動位移的大小。內(nèi)物體運動位移的大小?！窘忸}切點】【解題切點】 從從v t中求中求a，根據(jù)牛頓第二定律及，根據(jù)牛頓第二定律及FfFN、運動學公式求解。、運動學公式求解?！窘馕觥俊窘馕觥?此題考查牛頓運動定律的應用和運動學知識。此題考查牛頓運動定律的應用和運動學知識。(1)設物體做勻減速直線運動的時間為設物體做勻減速直線運動的時間為t2、初速度為、初速度為v20、末速度為末速度為v

36、2t、加速度為、加速度為a2，則，則(2)設物體做勻加速直線運動的時間為設物體做勻加速直線運動的時間為t1、初速度為、初速度為v10、末速、末速度為度為v1t、加速度為、加速度為a1，則，則【答案】【答案】 (1)0.2(2)6 N(3)46 m2如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成37角，一裝潢工人手持綁著刷子的木桿粉刷天花板。工人所持角，一裝潢工人手持綁著刷子的木桿粉刷天花板。工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10 N，刷子的質(zhì)量為刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點。刷子與天花板

37、間，刷子可視為質(zhì)點。刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為0.5，天花板長為，天花板長為L4 m，取，取sin 370.6，g10 N/kg，試求：，試求：(1)刷子沿天花板向上運動的加速度；刷子沿天花板向上運動的加速度；(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間。工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間?！窘馕觥俊窘馕觥?(1)以刷子為研究對象，受力分析如圖所示，以刷子為研究對象，受力分析如圖所示，設滑動摩擦力為設滑動摩擦力為Ff，天花板對刷子的彈力為，天花板對刷子的彈力為FN，由牛頓第，由牛頓第二定律，得二定律，得(Fmg)sin 37FfmaFN(Fmg)cos 37，F(xiàn)fFN代

38、入數(shù)據(jù)，得代入數(shù)據(jù)，得a2 m/s2。【答案】【答案】 (1)2 m/s2(2)2 s【解析】【解析】 質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，是物體本身固有質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，是物體本身固有的一種屬性；合外力是因，而加速度是果。的一種屬性；合外力是因，而加速度是果?！敬鸢浮俊敬鸢浮?CD2關于物體運動狀態(tài)的改變，下列說法中正確的是關于物體運動狀態(tài)的改變，下列說法中正確的是()A運動物體的加速度不變，則其運動狀態(tài)一定不變運動物體的加速度不變，則其運動狀態(tài)一定不變B物體的位置在不斷變化，則其運動狀態(tài)一定在不斷變化物體的位置在不斷變化，則其運動狀態(tài)一定在不斷變化C做直線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變做直線

39、運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變D做曲線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變做曲線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變【解析】【解析】 物體運動狀態(tài)的改變，即為速度改變，則必定有物體運動狀態(tài)的改變，即為速度改變，則必定有加速度；反之亦然。加速度；反之亦然。【答案】【答案】 C3在下列物理量和單位中，說法正確的是在下列物理量和單位中，說法正確的是()密度密度牛頓牛頓米米/秒秒加速度加速度長度長度質(zhì)量質(zhì)量 千克千克時間時間A屬于國際單位制中基本單位的是屬于國際單位制中基本單位的是B屬于國際單位制中基本單位的是屬于國際單位制中基本單位的是C屬于國際單位制中單位的是屬于國際單位制中單位的是D屬于國際單位制中單位的是

40、屬于國際單位制中單位的是【答案】【答案】 C4蹦床運動有蹦床運動有”空中芭蕾空中芭蕾”之稱，下列之稱，下列圖中能反映運動員從高處落到蹦床后又被彈起的過程中，圖中能反映運動員從高處落到蹦床后又被彈起的過程中，加速度隨時間變化的情況是加速度隨時間變化的情況是()【解析解析】 下落，下落，ag；與蹦床作用時，先向下減小，再向；與蹦床作用時，先向下減小，再向上增加，再向上減小，最后向下增大；離開后，上升時，上增加，再向上減小，最后向下增大；離開后，上升時，ag。故選。故選C?！敬鸢复鸢浮?C5京滬高速公路京滬高速公路3月月7日清晨，因雨霧天氣導致一輛轎車和日清晨，因雨霧天氣導致一輛轎車和另一輛出現(xiàn)故障

41、熄火停下來的卡車相撞。已知轎車剎車時另一輛出現(xiàn)故障熄火停下來的卡車相撞。已知轎車剎車時產(chǎn)生的最大阻力為重力的產(chǎn)生的最大阻力為重力的0.8倍，當時的能見度倍，當時的能見度(觀察者與能觀察者與能看見的最遠目標間的距離看見的最遠目標間的距離)約約37 m，交通部門規(guī)定此種天氣，交通部門規(guī)定此種天氣狀況下轎車的最大行車速度為狀況下轎車的最大行車速度為60 km/h。設轎車司機的反應。設轎車司機的反應時間為時間為0.6 s，請你通過計算說明轎車有沒有違反規(guī)定超速，請你通過計算說明轎車有沒有違反規(guī)定超速行駛？行駛？(g取取10 m/s2)【解析】【解析】 設轎車行駛的速度為設轎車行駛的速度為v，從轎車司機

42、看到卡車到，從轎車司機看到卡車到開始剎車，轎車行駛的距離為：開始剎車，轎車行駛的距離為：x1vt1由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：Ffkmg0.8mgma解得轎車剎車的加速度為：解得轎車剎車的加速度為：a0.8g8 m/s2從開始剎車到轎車停止運動轎車行駛的距離為：從開始剎車到轎車停止運動轎車行駛的距離為：轎車行駛的總距離為：轎車行駛的總距離為：xx1x2若兩車恰好相撞，則有：若兩車恰好相撞，則有：x37 m解得解得：v20 m/s72 km/h60 km/h可知當時轎車的速度至少是可知當時轎車的速度至少是72 km/h，是超速行駛。，是超速行駛?！敬鸢浮俊敬鸢浮?轎車車速至少轎車車速至少

43、72 km/h，是超速行駛，是超速行駛一、兩類動力學問題v1、已知物體的受力情況求物體的運動、已知物體的受力情況求物體的運動情況情況v根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的合外力，然后應用牛頓第二定律合外力，然后應用牛頓第二定律F=ma求出物體的加速度，再根據(jù)初始條件求出物體的加速度，再根據(jù)初始條件由運動學公式就可以求出物體的運動由運動學公式就可以求出物體的運動情況物體的速度、位移或運動時間。情況物體的速度、位移或運動時間。v2、已知物體的運動情況求物體的受力、已知物體的運動情況求物體的受力情況情況v根據(jù)物體的運動情況求出物體的加速根據(jù)物體的運動情況求出物體的加速度，

44、然后應用牛頓第二定律度，然后應用牛頓第二定律F=ma求出求出物體的合外力進而求出某些未知力。物體的合外力進而求出某些未知力。三、應用舉例v例例1、質(zhì)量為、質(zhì)量為m=4kg的物體在力的物體在力F110N的水平拉力作用下沿水的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運動。撤去平面做勻速直線運動。撤去F1后，經(jīng)后，經(jīng)4s物體停下來。求物體做勻物體停下來。求物體做勻速直線運動的速度和撤去速直線運動的速度和撤去F1后的位移。后的位移。v解：物體運動方向為正方向，在減速運動解：物體運動方向為正方向，在減速運動過程中：過程中：va=F合合/m=-10/4=-2.5m/s2v由公式由公式v=v0+at,v=0得得vV

45、0=-at=-(-2.5)4m/s=10m/s v再由再由v2-v02=2ax得得vX=-v02/2a=20mv例例2、質(zhì)量為、質(zhì)量為2.75t的載重汽車，在的載重汽車，在2900N的牽引力作用下，由靜的牽引力作用下，由靜止開上一個山坡，沿山坡每前進止開上一個山坡，沿山坡每前進1m，升高，升高0.05m，汽車前進，汽車前進100m時，速度達到時，速度達到36km/h，求汽車在前進中所受的阻力。，求汽車在前進中所受的阻力。v解：設斜面的傾角解：設斜面的傾角，v由由sin=0.05/1=0.05v設汽車的加速度為設汽車的加速度為a，v由由v2-v02=2ax得：得：va=(v2-v02)/s2x=

46、0.5m/s2v根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第二定律得：v在沿斜面方向上：在沿斜面方向上：vF-mgsin-Ff=mav則有則有Ff=Fmgsin-ma=150Nv例例3、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾的物體放在傾角為角為的斜面上，斜面體的質(zhì)量為的斜面上，斜面體的質(zhì)量為M，斜，斜面與物塊間無摩擦，地面光滑，現(xiàn)對斜面與物塊間無摩擦，地面光滑，現(xiàn)對斜面施一個水平推力面施一個水平推力F，要使物塊相對斜面，要使物塊相對斜面靜止，力靜止，力F應多大？應多大？答案：（答案：（Mm）gtanv解：取木塊為研究對象，受兩個力：重力解：取木塊為研究對象，受兩個力：重力mg，支持力支持力FN，合

47、力方向水平向左，則有：，合力方向水平向左，則有：ma=mgtan,v即：即：a=gtanv再選整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：再選整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：vF=(M+m)a=(M+m)gtanv例例4、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為M的木板放在傾角的木板放在傾角為為的光滑斜面上，質(zhì)量為的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上的人在木板上跑，假如腳與板接觸處不打滑。跑，假如腳與板接觸處不打滑。v（1）要保持木板相對斜面靜止，人應以多）要保持木板相對斜面靜止，人應以多大加速度朝什么方向跑動？大加速度朝什么方向跑動？v（2）要保持人相對斜面的位置不變，人在）要保持人相對斜面的位置不變，人在原地跑而木板以多大的加速度朝什么方向原地跑而木板以多大的加速度朝什么方向跑動？跑動？v解：（解：（1）分析受力如圖所示）分析受力如圖所示v對板：對板：f =Mgsin對人：對人：f+mgsin=ma而：而：f=f v解得：解得：a=(M+m)gsin/mv方向沿斜面向下。方向沿斜面向下。v（2）分析受力如圖所示）分析受力如圖所示v對人：對人：f=mgsin對板：對板：f +Mgsin=Mav而：而：f=f v解得：解得：a=(M+m)g