牛顿运动定律的应用 市赛获奖 完整版课件

1、例题1如图所示，一质量为m的物体系于长度分别l1、l2的两根细绳上， l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向的夹角为，l2水平拉直，物体处于平衡状态，现将l2剪断，求剪断瞬间物体的加速度。在上述问题中，若将l1换成一根轻质弹簧，则当l1剪断的瞬间，物体的加速度又为多少？分析与解当l1细线时，剪断细线l2时；物体的受力情况如下图1：由图可知，F=mgsin=ma；a =gsin当l1轻弹簧时，剪断细线l2时物体的受力情况如下图2：由图可知，F=mgtg=ma；a =gtgF=mgsinmgF1=mgcosF1=mg/cosmgF=mgtg例题2把一个质量为0.5kg的物体挂在弹簧秤下,在电梯中看到

2、弹簧秤的示数为3N，g取10m/s2, 则可知电梯的运动情况可能是A、以4m/s2的加速度加速上升 B、以4m/s2的加速度减速上升C、以4m/s2的加速度加速下降 D、以4m/s2的加速度减速下降分析与解设物体的加速度竖直向下，并取向下为正mg-F =ma；a=4m/s2。a值为正，所以加速度方向与所设方向一致，所以物体的运动可能为向下的匀加速运动和向上的匀减速运动。加速度的大小即为4m/s2mgF例题3一小球从某一高处自由下落，后与一轻质弹簧接触并压缩弹簧，试求小球压缩弹簧的过程中小球速度的大小方向及加速度大小方向的变化情况。分析与解GF平衡位置原长位置最低位置下落位置OABC例题4滑块能

3、沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将 A、维持原来匀速下滑 B、减速下滑； C、加速下滑； D、可能相对地面不动.若在下滑时突然开动传送带向下传动.此时滑块的运动情况又将如何 分析与解当传送带不动物体下滑时的受力情况如下图（1）当传送带突然向上开动时，物体的受力情况完全相同（如图2）所以答案为维持原来匀速下滑 GNf图（1）GNf图（2）v接上页当传送带开动时的速度小于物体下滑的速度时，物体受到的摩擦力大小和方向都不变，物体仍然匀速成滑如图（3）当传送带开动时的速度大于物体下滑的速度时，物体受到的摩擦力大小不变，方向沿斜面向下，物体将加速下滑如图（4

4、）图（3）GNfvGNfv图（4）例题5如图所示，动力小车沿倾角为的斜面匀加速向下运动，小车支架上的细线牵拉着一质量为m的小球，此时细线恰好成水平，小球与小车之间相对静止，则小车的加速度大小为多少，细线上的拉力为多少。分析与解由物体的受力情况可知：F=mg/sin=maa = g/sinmgF1F例题6商场中的自动台阶式电梯，与水平方向的夹角为370，正在向上匀速起动之中，站在水平台阶面上的乘客对台阶面的压力为其重力的1.12倍，则乘客受到台阶面对他的摩擦力和电梯的加速度各为多少？a分析与解若把力按加速度方向和垂直于加速度方向分解,可得:fcos-mgsin=maNcos-fsin-mgcos

5、=0具体的答案请同学们自己去解aNGfxy接上页该题也可以把加速度分解成水平和竖直两个分量来进行研究f =macosN -mg =masin aNGfxy例题7如图所示，A、B两个物体之间用一根质量不计的细杆相连，A、B两物体的质量分别是 m1 和m2 ，它们跟斜面间的动摩擦因数分别是 1和 2，当它们一起沿斜面加速下滑时，关于杆的受力情况正确的是接上页A、若1 2，则杆一定受压力 B、若1 = 2同时m1 m2，则杆一 定受压力 C、若1 = 2，则杆既不受拉力，也不受压力D、若1 2，则杆受压力分析与解以整体为研究对象,得:（m1+m2）gsin-1 m1gcos-2m2gcos=（m1+

6、m2）a再以B为研究对象,设杆对B有拉力作用m2gsin-2m2gcos+F=ma F=m2a- m2gsin+2m2gcos=（2-1）m1m2/（m1+m2） BAN2GfFBANf(mA+mB)g例题8如图所示,一根轻质弹簧原长为L0,上端固定,下端挂一质量为m的平盘,盘中再放一个质量为m的砝码时,弹簧长度为L0+L.现向下拉弹簧,使弹簧的长度为L0+4L,然后突然释放,则在弹簧缩短过程中,砝码的最大加速度大小为多少,当砝码对盘的压力刚好为零时,弹簧的长度为多少？L0+L分析与解将砝码和盘作为整体:k4L-2mg=2ma；kL=mg；4mg-2mg=2ma；a=g；方向竖直向上。当物体对

7、托盘的压力为零时，托盘对物体的支持力也为零；所以有mg=ma；a=g；即弹簧在原长 位置 L0+Lmg2mgF=4kL例题9如图是一种悬球式加速度仪，它可以用来测量沿水平轨道作匀加速直线运动的列车的加速度，m是一个金属小球，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬在O点，AB是一稳压电源一根长为L的电阻丝，其电阻为R，稳压电源OCAB接上页金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一只电压表，金属丝和导线的电阻不计。图中虚 线OC与AB垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压为U0的直流电源上，整个装置固定在列车中使AB沿车前进的方向，列车静止时金属

8、丝呈竖直状态，当列车加速或减速时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以 测出加速度的大小。接上题（1）当列车在水平轨道上向右作匀加速直线运动时，试写出加速度a与电压表读数U的对应关系（为列车加速度为a时细金属丝与竖直方向的夹角）（2）这个装置能测量的最大加速度为多大（3）为什么C点设置在电阻丝AB的中点，对电压表的选择应有什么特殊的要求稳压电源OCAB分析与解（1）mgtg=ma；a=gtg；tg=x/h；U/U0= x/L得：a = ULg/ U0 h （2）既能测向右的加速度，又能测向左的加速度电压表0刻度在中点，指针既能左偏又能右偏稳压电源OCABFF1mg例题10将金属块m用轻

9、质弹簧卡压在一矩形箱中，在箱的上底板和下底板都装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2m/s2的加速度竖直向上做匀 减速运动时，上、下底板的传感器分别显示6N和10N，试分析：（1）若上底压力传感器示数为下底压力传感器示数的一半；试判断箱子的运动情况（2）要使上底板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的可能情况怎样分析与解mg+F1-F2=ma；m=（F2- F1）/（g-a）=0.5kg对下底板来说，由于弹簧的长度不变，所以它对下底板的压力F2/=10N； F1/=5N；mg+F1/-F2/=ma；得a=0假如上底板所受的压力为零，设加速度向上为正：F1- mg=ma（F1=10N）得：a=（F1- mg）/m=10m/s2方向竖直向上。F1=6NmgF2=10NmgF2=10N例题11一航天探测器在完成对火星的探测任务后，在离开火星的过程中，由静止开始沿着与火星表面切线的直线飞行，先做加速度大小为a的匀加速运动，经过时间t0后再做匀速运动，至2t0时再将轨道改成其它的运动轨道。已知火星表面的重力加速度是g0，火星