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1、牛顿第二定律的应用一 . 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，而初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式
2、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）从受力情况或从运动学公式，分析是否能确定加速
3、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?2加速度多大 ?方向如何 ? （ g 10m/s ）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 ?方向如何 ?计算物体从开始运动到停止一共走了多远
4、? （g10m/s2）解析： 对物体受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态，FN G 所以 FFN 0.2100 20N水平方向F F ma2所以 a（ F F） /m（ 40 20） /10 2m/s 方向：水平向右1 / 92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。设水平向右为正，则 a 2m/s2a1 2m/s21 at 212 5225 m物体前 5s 的位移 X 12 25s 末的速度 v1 at 25 10m/s0
5、v1105s撤去 F 后物体经 t 1 停止 t1a121a1t121051(2) 5225m撤去 F 后物体的位移 X 2 v1t.1 22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，所以物体一定要相对传送带向后滑动
6、，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，FN G所以 FFN 0.220 4N由 F ma 得 a F/m 4/2 2m/s2设经 t 速度达到 4m/s 则v att v/a 4/2 2s2 / 91 at 212 224m由X12 2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。X 2X X 1 vt1 t1 （ X X 1） /v（ 20 4） /4 4s 木块由 A 端运动到 B 端所用的时间
7、T t t 12 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 20NF ma1a1
8、F/m 20/10 2m/s2对 B 受力如图竖直方向物体处于平衡状态合力为0，F F Ma2 a2（ F F ） /M （ 8020） /20 3m/s21 a2t 21 a1t 2L则 22代入数据得 t2s4、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？3 / 9解析： 对物体受力如图竖直方向物体处于平衡状态，FN G所以 F FN 0.2 10 2NF F ma1a1（ F F） /m（ 3 2） /1 5m/s2设初速
9、方向为正则a1 5m/s2经 t1 速度减小为0 则 0 v0 a1t1 10 5t1t1 2sX 1v 0 t 11 a1 t1 22 0.5（ 5）22 10m 方向向右2102s 后物体反向加速运动，受力如图在第 3s 内 F 合 F F 3 2 1N2a F 合 /m 1m/s第 3s 内的位移1 a1t 22（ 1）12 0.5mX2 2 0.5第 3s 末的速度 v2 at2 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 （ 0v2） /a2 1/2 0.5s1 a2t320.50.52 0.52 0.25mX 3 v2t3
10、2（ 1）X X 1 X 2 X3 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. 4s4 / 92. 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，从它接触弹簧开始到弹
11、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 F2，则以下说法中正确的有（）A. 若撤去 F1，则甲的加速度一定变大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mB3mA ，则物体 A 的加速度大小等于（）A. 3 gB. gC. 3 g/4D. g/25 / 96. 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T2 ，当仅剪断、中的一根的瞬间，球的加速a应是（）
