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1、用心 爱心 专心 高一高一物理牛顿第二定律的应用物理牛顿第二定律的应用人教实验版人教实验版 【本讲教育信息本讲教育信息】 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
2、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
3、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）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? （g10m/s2） 如果在物体运动后的第 5s 末把
4、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?方向如何?计算物体从开始运动到停止一共走了多 远? （g10m/s2） 解析：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，FNG 所以 FFN0.210020N 水平方向 FFma 所以 a（FF）/m（4020）/102m/s2方向：水平向右 故物体以 2m/s2的加速度由静止开始向右做匀加速直线运动。 撤去 F 后物体受力分析如图 此时 Fma1 a1F/m20/102m/s2方向：水平向左 物体又以第 5s 末的速度，以 2m/s2的加速度 向右做匀减速直线运动，直至停止。
5、 设水平向右为正，则 a2m/s2 a12m/s2 物体前 5s 的位移 X1 2 1 2 at 2 1 2 525 2 m 5s 末的速度 v1at2510m/s 撤去 F 后物体经 t1停止 t1 1 1 010 5 2 v s a 撤去 F 后物体的位移 X2v1t.1 22 1 1 11 10 5( 2) 525 22 atm 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
6、摩擦因数为 0.2，求木块由 A 端运动到 B 端 所用的时间。 （g10m/s2） 解析：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 FFN0.2204N 由 Fma 得 aF/m4/22m/s2 设经 t 速度达到 4m/s 则 vat tv/a4/22s 由 X1 2 1 2 at
7、2 1 2 24 2 m 所以在没有到达 B 点以前物体速度达到与传送带相同， 剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。 X2XX1vt1 t1（XX1）/v（204）/44s 木块由 A 端运动到 B 端所用的时间 Ttt1246s 3、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，g10m/s2） 解析：解析：本题涉及两个物体，
8、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，FNG，所以 FFN0.210020N Fma1 a1F/m20/102m/s2 对 B 受力如图 竖直方向物体处于平衡状态合力为 0， FFMa2 a2（FF）/M（8020）/203m/s2 则 22 21 11 22 a tatL代入数据得 t2s 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
9、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：解析：对物体受力如图 竖直方向物体处于平衡状态，FNG 所以 FFN0.2102N FFma1 a1（FF）/m（32）/15m/s2 设初速方向为正则 a15m/s2 经 t1速度减小为 0 则 0v0a1t1105t1 t12s 2 11101 ta 2 1 tvX1020.5（5）2210m 方向向右 2s 后物体反向加速运动，受力如图 在第 3s 内 F合FF321N aF合/m1m/s2 第 3s 内的位移 X2 2 1 2 1 2 at0.5（1）120.5m 第 3s 末的速度 v2at2111m/s 此
10、后撤去外力，物体受力如图 a2F/m2/12m/s2 至停止运动需 t3 则 t3 （0v2）/a21/20.5s X3v2t3 2 2 3 1 2 a t（1）0.50.520.520.25m XX1X2X310（0.5）（0.25）9.25m 【模拟试题模拟试题】 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 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（ ） 用心 爱心 专心 A. s B. s/2 C. 2s D. 4s 2. 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
11、， 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 2a 3. 如图 2 所示，一个自由下落的小球，从它接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 F1F2，则以下说法中正确的有（ ） A. 若撤去 F1，则甲
12、的加速度一定变大 B. 若撤去 F1，则细线上的拉力一定变小 C. 若撤去 F2，则乙的加速度一定变大 D. 若撤去 F2，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 AB mm3，则物 体 A 的加速度大小等于（ ） A. 3gB. gC. 3g/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 T1，中拉力大小 T2，当仅剪断、中的一根的瞬间， 球的加速 a 应是（
13、 ） A. 若断，则 ag，竖直向下 B. 若断，则 a m T2 ，方向水平向左 C. 若断，则 a m T1 ，方向沿的延长线 D. 若断，则 ag，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力 作用，则下列说法正确的是（ ） A. 在 t2s 时，物体的速率最大 B. 在 2s 内物体的加速度为 5m/s2 C. 在 2s 内物体运动的位移为 10m D. 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 1m/s
14、2的加速度向右运动后（10gm/s2） ，则（ ） A. 物体 A 相对小车仍然静止 用心 爱心 专心 B. 物体 A 受到的摩擦力减小 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 拉质量分别是 A m和 B m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. mgmAB. 两地重力加速度 BA gg C. mgmAD. 两地重力加速度 BA gg 10. 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 F1 和 F2，
15、若 F215N 时物体做匀加速直线运动，则 F1的值可能是（10gm/s2） （ ） A. 3N B. 25NC. 30N D. 50N 11. 如图所示，传送带与地面倾角为37，从 A B 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 t2.0s 停在 B 点，已知 AB 两点的距离 L5.0m， 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 F40N 作用下，由静止开始沿斜面 向上运动，已知斜面足够长，倾角为 37，物体与斜面间的动摩擦因数为 0.2，力 F 作用 5s 后立即撤去，求：（g10m/s2） （1）物体在前 5s 内的位移多大?5s 末的速度多大? （2）物体沿斜面向上滑行的最远点距出发点多远? 【试题答案试题答案】 1. B 2.
