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1、5.牛顿运动定律的应用,1一个做匀加速直线运动的物体，当它的速度由v增至2v时，发生的位移为x1；当它的速度由2v增至3v时，发生的位移为x2，则x1x2等于( ) A12 B23 C35 D15 【答案】 C,2已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示：,质量为1.0 kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上，斜面倾角为30，现用弹簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物块，使其匀 加速上升，读得弹簧秤的示数为8.17 N，则两接触面的 材料可能是(g取10 m/s2)( ) A木金属 B木木 C钢钢 D木冰 【解析】 考查斜面上的受力分析、牛顿第二定律以物块为研究对象，由牛顿第二定律可得Fmg
2、sin 30mgcos 30ma，解得0.25，结合表格提供的数据可知选项C正确 【答案】 C,一、由受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由 求出物体的 ，再通过确定物体的运动情况 二、由运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据 求出物体的 ，再根据 就可以确定物体所受的力,牛顿第二定律,加速度,运动学公式,加速度,牛顿第二定律,一、由物体的受力情况确定物体的运动情况 1基本思路 已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式就可以确定物体的运动情况 2对物体进行受力分析的依据 (1)每分析一个力，都应能找出该力的施力物体，以防止多分析出没有施力物体的并不
3、存在的力不要把物体惯性的表现误认为物体在运动方向上受到一种力的作用 (2)不要把某个力和它的分力同时作为物体所受的力，也不要把某几个力与它们的合力同时作为物体受到的力，应只保留物体实际受到的力,(3)要养成先画非接触力(如重力)再画接触力(如弹力、摩擦力)的顺序分析物体受力的习惯 (4)画受力示意图时，只画物体受的力，不要画研究对象对其他物体施加的力 (5)有时要结合物体的运动状态，应用牛顿第二定律进行受力分析 (6)从牛顿第三定律出发，依据力的相互性，转换研究对象，分析物体受力，可以化难为易，即需研究“甲对乙的力”，可先研究“乙对甲的力”,1如右图所示，一质量m2 kg的木块静止于水平地面上
4、现对物体施加一大小为10 N的水平方向拉力 (g取10 N/kg) (1)若地面光滑，求物体运动的加速度大小； (2)若物体与地面间动摩擦因数0.1，求物体的加速度大小和经过2 s物体的位移大小,【解析】 (1)对木块受力分析如右图所示，据牛顿第二定律，有 a 5 m/s2,【答案】 (1)5 m/s2 (2)4 m/s2 8 m,二、由物体的运动情况确定受力情况 1基本思路 是解决第一类问题的逆过程，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力 2常用的与加速度有关的匀变速直线运动的公式,3无论是哪种情况，解决问题的关键是对物体正
5、确地受力分析和运动过程分析，要善于画图分析物体的受力情况和运动过程不论哪类问题，都要抓住加速度始终是联系运动和力的桥梁这一枢纽，通过加速度把运动情况和受力情况联系起来，解题思路可表示为：,2.质量为0.2 kg的物体从36 m高处由静止下落，落地时速度为24 m/s，则物体在下落过程中所受的平均阻力是多少？(g取10 m/s2),【答案】 0.4 N,质量为m2 kg的物体，受到与水平方向成37角的拉力F的作用，由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面的动摩擦因数0.1，拉力F20 N当物体运动2 s后，撤去拉力F，当撤去外力后，物体又运动了一段后停下来，问物体从静止开始运动了多远的距离？物
6、体一共运动了多长时间？(g取10 m/s2，sin 370.6),【解析】 物体受力F作用时，受力分析如图甲所示，,【答案】 130.72 m 17.2 s,这类问题的解题步骤： (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图要注意画出物体所受到的所有力，不能漏力或添力，分析受力的顺序一般是先重力，再弹力，最后是摩擦力 (2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向) (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度 (4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等 其流程图为,11：(2009年全国卷)以初
7、速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块假定物块所受的空气阻力f大小不变已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为( ),【答案】 A,质量为100 t的机车从停车场出发，经225 m后，速度达到54 km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶了125 m才停在站上设所受阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力,【思路点拨】 机车关闭发动机前在牵引力和阻力的共同作用下向前加速；关闭发动机后，机车只在阻力作用下做减速运动因加速阶段的初、末速度及位移均已知，故可由运动学公式求出加速阶段的加速度，由牛顿第二定律可求出合力；在减速阶段初、末速度及位移已知，同理可以
8、求出加速度，由牛顿第二定律可求出阻力，则由两阶段的阻力不变可求出牵引力,【解析】 加速阶段：初速度v00，末速度v154 km/h15 m/s，位移x1225 m 由v2v022ax得： 加速度a1 m/s20.5 m/s2 由牛顿第二定律得： F引fma11050.5 N5104 N 减速阶段：初速度v115 m/s，末速度v20，位移x2125 m 由v2v022ax得： 加速度a2 m/s20.9 m/s2，负号表示a2方向与v1方向相反 由牛顿第二定律得： fma21050.9 N9104 N 所以f9104 N 由得机车的牵引力为F引1.4105 N.,【答案】 1.4105 N,这
9、类问题的解题步骤： (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图 (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度 (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力 (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力 其流程图为：,21：一辆质量为1.0103 kg的小汽车正以10 m/s的速度行驶，现在让它在12.5 m的距离内匀减速停下来，求所需的阻力,【解析】 研究对象汽车m1.0103 kg.运动情况，匀减速运动至停止v0，x12.5 m. 初始条件v010 m/s，求阻力f.对汽车受力分析如图所示,【答案】 大小为4.0103 N 方向与速度方向相反,牛顿定律应用中
10、的临界、极值问题 在连接体问题中，经常遇到讨论相互接触的物体是否会发生相对滑动，相互接触的物体是否会发生分离等，这类问题往往具体表现为：两物体刚要发生相对滑动时，接触面上必须出现最大静摩擦力；当两物体刚要分离时，相互的压力必为零，这就是问题的临界状态解这一类问题的关键就是要找出诸如此类的临界状态，进而对此类状态列方程求解 在牛顿运动定律的问题中，有数量不少的题目涉及到求有关物理量的极值应注意对题意进行分析，看是否存在临界状态,一个弹簧秤放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质量M10.5 kg，Q的质量m1.5 kg，弹簧的质量不计，劲度系数k800 N/m，系统
11、处于静止，如右图所示，现给P施加一个方向竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力求力F的最大值与最小值(取g10 m/s2),【解析】 设开始时弹簧压缩量为x1，t0.2 s时弹簧的压缩量为x2，物体P的加速度为a，则有kx1(Mm)g kx2mgma x1x2 at2 由式，代入数据求出x10.15 m 解式，a6 m/s2. 则Fmim(Mm)a72 N，FmaxM(ga)168 N. 【答案】 168 N 72 N,1水平面上一个质量为m的物体，在一水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时
12、间2t物体停了下来则物体受到的阻力应为下列四个答案中的哪一个( ) AF BF/2 CF/3 DF/4 【解析】 设阻力为Ff，由牛顿第二定律得：Ffma1，fma2，va1t，va22t，以上四式联立可得：f ，只有C正确 【答案】 C,2一个原来静止的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下，则 5 s末的速度及5 s内通过的路程为( ) A8 m/s 25 m B2 m/s 25 m C10 m/s 25 m D10 m/s 12.5 m 【解析】 物体受力情况已知，由静止开始运动，在恒力的作用下产生恒定的加速度，所以它做初速度为零的匀加速直线运动已知物体的质量和所受的恒力，根据牛顿
13、第二定律公式，求出加速度，然后根据初速度为零的匀加速直线运动的公式，就可以求出5 s末的速度和5 s内通过的位移,【答案】 C,3如右图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30、45、60.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)，则( ) Aa处小孩最先到O点 Bb处小孩最后到O点 Cc处小孩最先到O点 Da、c处小孩同时到O点 【答案】 D,4质量为10 g的子弹，以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度为200 m/s，若木板的厚度为10 c
14、m，试求木板对子弹的平均作用力,【解析】 已知：m10 g1.0102 kg， x10 cm10102 m v0300 m/s，v200 m/s 由运动学公式v2v022ax得 a m/s22.5105 m/s2 对子弹受力分析如右图所示，则由牛顿第二定律得 阻力Fma10103(2.5105)N2.5103 N(负号表示阻力的方向与运动的方向相反) 【答案】 2.5103 N，与运动方向相反,5.如右图所示，一儿童玩具静止在水平地面 上，一个幼儿用与水平面成53角的恒力拉 着它沿水平面做直线运动，已知拉力F3.0 N， 玩具的质量m0.5 kg，经时间t2.0 s，玩具 移动了x4 m，这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？(取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6),【答案】 2.6 m,
