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文档简介

2-6

牛顿第二定律的应用现象与思考例题运用牛顿运动定律解题的步骤

现象与思考

运用牛顿运动定律，可以对物体受的力，物体的质量和运动状态的变化进行许多计算。学习了牛顿运动定律，就要用它来解决实际工作和生活中的问题，例如前面说过的汽车、火车的加速、减速等，在这些过程中，作用在汽车、火车上的各种力是怎样产生加速度，改变汽车、火车的速度的？

在牛顿运动定律的应用中，加速度是联系物体受力与运动状态的纽带。运用定律解题时，要注意利用加速度的这种作用。本节中，我们将通过对一些例题的分析求解，总结出一般的解题思路。

例题1

一辆质量为4t的汽车从静止出发在平直公路上行驶(汽车行驶视频），。已知发动机的牵引力为1600N，汽车运动时所受阻力为

800N。求：(1)汽车开动多长时间达到108km／h的速度(2)在这段时间内汽车走过的路程是多少?

一、例题

2.如图2.6-1所示，以汽车为研究对象进行受力分析：汽车受重力G、地面的支持力Fn、牵引力F和阻力Ff的作用。G

和Fn是竖直方向的平衡力，即G=Fn。选汽车运动方向为正方向，则汽车所受合力为F-

Ff。

解:1.已知m=4t=4000kg，F=1600N，Ff

=800N，v0=0，vt

=108km／h=30m／s

FfFG

FNv图2.6-1

汽车受力分析根据牛顿第二定律F–Ff=ma，则

所以，汽车开动150s后速度达到108km／h，行走了2250m路程。

解:以货物为研究对象进行受力分析：货物受重力

G，方向竖直向下；受钢丝绳拉力F，方向向上。题中要求求出货物对钢丝绳的拉力F′，由牛顿第三定律可知，货物对钢丝绳的拉力F′与钢丝绳对货物的拉力F是一对作用力与反作用力。所以，只要求出F的大小，就能知道F′的大小。

例题2

一台起重机以0.50m／s2

的加速度匀加速吊起一箱货物，货物的质量为9.0×102

kg，求货物对起重机钢丝绳的拉力。

如图2.6-2所示，取坐标轴y竖直向上，根据牛顿第二定律：

因此，货物对钢丝绳的拉力F′也是9.27x103N

，作用在钢丝绳上，方向沿绳索向下。

GFy图2.6-2

货物受力分析(1)根据题意，选定研究对象，进行受力分析；

(2)建立一个恰当的坐标系，一般选取物体开始运动的方向为坐标轴正方向；

(3)物体受到的所有力沿坐标方向进行分解；

(4)根据牛顿第二定律列出方程，必要时还要列出辅助方程，最后求解方程。二、运用牛顿运动定律解题的步骤

注意：解题前先要统一单位，各物理量都必须使用SI

单位，解题计算中可不带单位，最终结果的单位应是该物理量的SI单位。

练习

一台起重机的钢丝绳可承受1.4×104N

的拉力，用它吊起受重力为1.0×10N

的货物。若使货物以1.0m/s2的加速度上升，钢丝绳是否会断裂?(g=10N/kg)

4

解:以货物为研究对象进行受力分析：货物受重力G，方向竖直向下；受钢丝绳拉力F，方向向上。

如图2.6-3所示，取坐标轴y竖直向上，根据牛顿第二定律：

此时钢丝绳所受的拉力是

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