高一物理牛顿第二定律的应用(2)人教实验版知识精讲

1、高一物理牛顿第二定律的应用人教实验版【本讲教育信息 】一 . 教学内容：牛顿第二定律的应用二 . 知识要点：牛顿运动定律的应用，进一步解决动力学问题。三 . 重点、难点解析：1、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：（ 1）确定研究对象。（ 2）将研究对象隔离出来进行受力分析，并画出受力图。（ 3）分析研究对象的运动情况，画出运动简图：标出物体的速度方向（由此可得滑动摩擦力的方向）以及加速度的方向（即合外力的方向）。（ 4）应用牛顿第二定律列方程，应用运动学公式列式。（ 5）解方程并分析讨论结果是否正确合理。2、处理动力学问题的基本方法：那道题目之后，要对物体的受力情况和运动情况进行必要的分析， 而

2、初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式和运动学公式，结果把有初速度的当作无初速度， 有摩擦力的以为没有摩擦， 多过程的问题误认为是单个过程， 这样不但会解错题目，而且形成一种乱套公式的不良习惯。认真审题，弄清物体受力情况和运动情况，确定了解题思路再着手解题，这是解题的基本方法也是必须训练的基本功。由于物体的受力情况与运动情况密不可分，所以受力分析和运动分析往往是同时考虑，交叉进行， 在画受力分析图时，把所受外力画在物体上。3、物体的运动情况分析方法：（ 1）分析研究对象有没有初速度，初速度的方向如何。（ 2）分析研究对象作什么形式的运动，是匀速直线运动，还是匀加速直线运动或是匀减速运动。（ 3

3、）从受力情况或从运动学公式，分析是否能确定加速度的大小和方向。 （ 4）分清物体经历的是一个阶段的运动（ a 不变），还是连续发生的分阶段运动，找到各段之间存在的联系，判断相邻两段运动中哪些物理量必定相同，速度、位移还是时间等。【典型例题 】1、一物体质量为10Kg ，在 40N 的水平向右的拉力作用下沿水平桌面由静止开始运动，物体与桌面间的动摩擦因数为 0.20，物体受几个力的作用 ?画出物体的受力图。物体做什么性质的运动 ?加速度多大 ?方向如何 ? （ g 10m/s2）如果在物体运动后的第5s 末把水平拉力撤去，物体受几个力的作用?画出物体的受力图，物体又做什么性质运动?加速度多大 ?

4、方向如何 ?计算物体从开始运动到停止一共走了多远 ? （ g 10m/s2）解析： 对物体受力分析如图用心爱心专心竖直方向物体处于平衡状态， FN G 所以 F FN 0.2 100 20N 水平方向 F F ma所以 a（ F F） /m（ 40 20） /10 2m/s2 方向：水平向右2故物体以 2m/s 的加速度由静止开始向右做匀加速直线运动。此时 F ma1a1 F/m 20/10 2m/s2 方向：水平向左2物体又以第5s 末的速度，以2m/s 的加速度设水平向右为正，则a 2m/s2a1 2m/s2物体前 5s 的位移 X 1 1at2 125225m225s 末的速度 v1 a

5、t 25 10m/s撤去 F 后物体经 t1 停止 t1 0v1105sa12撤去 F 后物体的位移 X 2 v1t.1 1 a1t12105 1(2)5225m22本题中我们根据物体受力的变化， 将运动分为两个阶段， 物体在两个阶段的加速度不同，再由初始情况选择合适的运动学公式求解。2、水平传送带以4m/s 的速度匀速运动，传送带两端AB 间距为 20m，将一质量为2Kg的木块无初速地放在A 端，木块与传送带的动摩擦因数为0.2，求木块由A 端运动到B 端所用的时间。 （ g 10m/s2）解析： 物体无初速地放在 A 端则它的初速度为 0，而传送带以 4m/s 的速度匀速运动，所以物体一定

6、要相对传送带向后滑动，故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动，但物体由 A 到 B 一直都在加速吗？这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达 B 点。对木块受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态，FNG用心爱心专心所以 FFN0.220 4N由 F ma 得 a F /m 4/2 2m/s2设经 t 速度达到4m/s 则vatt v/a 4/2 2s由 X 1 1 at 2 12 224m 所以在没有到达B 点以前物体速度达到与传送带相同，22剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。X2 X X 1 vt1 t1（ X X 1） /v（ 20 4） /4 4s 木块由 A 端运

7、动到 B 端所用的时间 T t t1 2 4 6s3、木块 A、木板 B 的质量分别为10Kg 和 20Kg ， A 、B 间的动摩擦因数为0.20，地面光滑。设 A 、B 间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。木板B 长 2m，木块 A 静止在木板B 的最右端，现用80N 的水平拉力将木板B 从木块 A 下抽出来需要多长时间?（木块 A 可视为质点，g 10m/s2）解析： 本题涉及两个物体，要求解这类动力学问题，首先要找到AB 两个物体运动学量的联系。由图可知 AB 两物体在此过程中的位移差是B 的长度 L 。对 A 受力如图竖直方向物体处于平衡状态，FN G，所以 FFN 0.2100

8、20NF ma1a1 F/m 20/102m/s2对 B 受力如图竖直方向物体处于平衡状态合力为0，F FMa 2a2（ F F ） /M （ 80 20） /20 3m/s2则 121a1t2L 代入数据得 t 2s2 a2t2用心爱心专心4、质量为1kg ，初速为10m/s 的物体，沿粗糙水平面滑行，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数是0.2，同时还受到一个与运动方向相反，大小为3N 的外力F 的作用，经3s后撤去外力，求物体滑行的总位移？解析： 对物体受力如图竖直方向物体处于平衡状态，FNG所以F FN 0.2 10 2NF F ma1a1（ F F） /m（ 3 2）/15m/s2设初

9、速方向为正则a1 5m/s2经 t1 速度减小为0 则 0 v0 a1 t1 10 5t1t1 2sX 1v0 t11 a1 t 12 10 2 0.5 （ 5）22 10m 方向向右22s 后物体反向加速运动，受力如图在第 3s 内 F 合 F F 3 2 1Na F 合 /m 1m/s2第 3s 内的位移 X 2 1 a t2 0.5（ 1）12 0.5m21 2第 3s 末的速度 v2at2 1 1 1m/s此后撤去外力，物体受力如图a2 F /m 2/1 2m/s2至停止运动需t3则 t3 （ 0 v2） /a2 1/20.5sX3 v2t3 1a2t32 （ 1）0.50.5 2 0

10、.52 0.25m2X X 1X 2 X 3 10（ 0.5）（ 0.25） 9.25m【模拟试题 】1. 一个质量为m 的物体在力F 的作用下，由静止开始经过时间t 前进了 s 一段距离，如用心爱心专心果用力 F/2 作用在同一个物体上，经过时间t 后，物体前进的距离为（）A. sB. s/2C. 2sD. 4s2. 如图 1 所示，质量为m 的物体放在粗糙水平面上，受到与水平面成 角的推力 F 后，物体以加速度a 向左加速运动。如果推力的大小增为2F，这时物体的加速度（）A. 仍为 aB. 变为 2aC. 小于 2a，大于 aD. 大于 2a3. 如图 2 所示，一个自由下落的小球，从它接

11、触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和所受合外力的变化情况为（）A. 速度一直变小直到零B. 速度先变大，然后变小直到为零C. 合外力一直变小，方向向上D. 合外力先变小后变大，方向先向下后向上4. 如图 3 所示，光滑水平桌面上，有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F1和 F2的作用下运动，已知 F 1 F 2，则以下说法中正确的有（）A. 若撤去 F 1，则甲的加速度一定变大B. 若撤去 F 1，则细线上的拉力一定变小C. 若撤去 F 2，则乙的加速度一定变大D. 若撤去 F 2，则细线上的拉力一定变小5. 如图 4，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体 B 相连，假设

12、绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长。如果mB 3mA ，则物体A 的加速度大小等于（）A. 3 gB. gC. 3 g/4D. g/2用心爱心专心6. 如图 5 所示， 质量 m 的球与弹簧和水平细线相连，、 的另一端分别固定于P、Q 。球静止时，中拉力大小T 1，中拉力大小T 2，当仅剪断、中的一根的瞬间，球的加速 a 应是（）A. 若断，则 a g ，竖直向下B. 若断，则 a T2 ，方向水平向左mC. 若断，则a T1 ，方向沿的延长线mD. 若断，则 a g ，竖直向上7. 一个放在水平桌面上质量为2kg 原来静止的物体，受到如图6 所示方向不变的合外

13、力作用，则下列说法正确的是（）A. 在 t 2s 时，物体的速率最大B. 在 2s 内物体的加速度为5m/s2C. 在 2s 内物体运动的位移为10mD. 02s 这段时间内作减速运动8.如图7所示，质量为10kg 的物体 A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N 时，物体A 处于静止状态， 若小车以2的加速度向右运动后 （ g102）1m/sm/s ），则（A. 物体 A 相对小车仍然静止B. 物体 A 受到的摩擦力减小用心爱心专心C. 物体 A 受到的摩擦力大小不变D. 物体 A 受到的弹簧拉力增大9. 如图 8 所示， A，B 两条直线是在A，B 两地分别用竖直向上的力F 拉质

14、量分别是mA 和mB 的物体实验得出的两个加速度a 与力 F 的关系图线，由图分析可知（）A.mAmgB. 两地重力加速度g Ag BC. mAmgD. 两地重力加速度g AgB10. 一物体重为50N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现如图9 所示加上水平力F 1 和F 2，若 F215N 时物体做匀加速直线运动，则F1 的值可能是（ g10 m/s2）（）A. 3NB. 25NC. 30ND. 50N11. 如图所示，传送带与地面倾角为37 ，从 AB 长度为 16m，传送带以10m/s 的速度向下运动，在传送带上端，无初速释放一质量为0.5kg 的物体，它与传送带间的摩擦系数为0.5，求物体从A 运动到 B 所用的时间？12. 质量为 1.5Kg 的物体在水平拉力F 的作用下， 从水平面上A 点由静止开始运动，运动一段距离后撤去该力，物体继续滑行t 2.0s 停在 B 点，已知AB 两点的距离L 5.0m，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20 ，求水平拉力F 的大小 ?用心爱心专心13. 质量为 5Kg 的物体，在平行于斜面向上的拉力F 40N 作用下，由静止开始沿斜面向上运动