高中物理必修一-用牛顿定律解决问题(一)课件.ppt

1、用牛顿运动定律解决问题（一）一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1内容：内容：物体加速度的大小跟作用力成物体加速度的大小跟作用力成 ，跟物体的，跟物体的质量成质量成 ，加速度的方向跟，加速度的方向跟 的方向相同。的方向相同。2表达式表达式：Fma。3物理意义：物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受反映物体运动的加速度大小、方向与所受 的关系。的关系。4适用范围适用范围(1)牛顿第二定律仅适用于牛顿第二定律仅适用于 参考系参考系(相对地面静止或相对地面静止或做匀速直线运动的参考系做匀速直线运动的参考系)。(2)牛顿第二定律仅适用于宏观物体牛顿第二定律仅适用于宏观物体 运动的情况。运动的情况。

2、正比正比反比反比作用力作用力合外力合外力惯性惯性低速低速1关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是()A运动物体的加速度不变，则其运动状态一定不变运动物体的加速度不变，则其运动状态一定不变B物体的位置在不断变化，则其运动状态一定在不断变物体的位置在不断变化，则其运动状态一定在不断变化化C做直线运动的物体，其运动状态可能不变做直线运动的物体，其运动状态可能不变D做曲线运动的物体，其运动状态可能不变做曲线运动的物体，其运动状态可能不变【答案答案】C二、两类动力学问题二、两类动力学问题1已知物体的受力情况，求物体的已知物体的受力情况，求物体的 。2已知物体

3、的运动情况，求物体的已知物体的运动情况，求物体的 。运动情况运动情况受力情况受力情况2有一物块放在粗糙的水平面上，在水平向右的外力有一物块放在粗糙的水平面上，在水平向右的外力F作用作用下向右做直线运动，如下图甲所示，其运动的下向右做直线运动，如下图甲所示，其运动的v t图象如图图象如图乙中实线所示，则下列关于外力乙中实线所示，则下列关于外力F的判断正确的是的判断正确的是()A在在01 s内外力内外力F不断变化不断变化B在在1 s3 s内外力内外力F恒定恒定C在在3 s4 s内外力内外力F不断变化不断变化D在在3 s4 s内外力内外力F恒定恒定【解析解析】对物体受力分析如图，根据牛顿第二定律可对

4、物体受力分析如图，根据牛顿第二定律可知知FFfma；从；从v t图象中可知，图象中可知，01 s内，内，a恒定恒定13 s内内a0,34 s内，内，a逐渐增大。故选逐渐增大。故选B、C。【答案答案】BC (2010全国全国)如右图，轻弹簧上端与一质量为如右图，轻弹簧上端与一质量为m的的木块木块1相连，下端与另一质量为相连，下端与另一质量为M的木块的木块2相连，整个系统置于相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分的加速度大小分别

5、为别为a1、a2。重力加速度大小为。重力加速度大小为g。则有。则有()Aa10，a2gBa1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g【解题切点解题切点】弹簧的弹力在木板撤去的瞬间前后没发生变化。弹簧的弹力在木板撤去的瞬间前后没发生变化。【解析解析】木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为mg。木板。木板抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为mg。由平衡条件和牛顿第二定律可得。由平衡条件和牛顿第二定律可得a10，a2g。答案为。答案为C。【答案答案】C【发散思维发散思维】弹簧形变的恢复需要时间，而绳

6、子的恢弹簧形变的恢复需要时间，而绳子的恢复，改变不需要时间。复，改变不需要时间。1如右图所示，一质量为如右图所示，一质量为m的物体系于长度分别为的物体系于长度分别为L1、L2的两根的两根细线上。细线上。L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水水平拉直，物体处于平衡状态。现将平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。加速度。下面是某同学对该题的某种解法：下面是某同学对该题的某种解法：解：设解：设L1线上拉力为线上拉力为FT1，L2线上拉力为线上拉力为FT2，重力为，重力为mg，物体在，物体在三力作用下

7、处于平衡。三力作用下处于平衡。FT1cos mg，FT1sin FT2，解得，解得FT2mgtan。剪断细线的瞬间，。剪断细线的瞬间，FT2突然消失，物体却在突然消失，物体却在FT2反方向获得加速度，因为反方向获得加速度，因为mgtan ma，所以加速度，所以加速度agtan，方向在方向在FT2反方向。你认为这个结果正确吗？请说明理由。反方向。你认为这个结果正确吗？请说明理由。【解析解析】这个同学的解法不正确。当这个同学的解法不正确。当L2被剪断的瞬间，被剪断的瞬间，L2中的张力中的张力FT2瞬间消瞬间消失，而失，而L1中的张力发生了突变，此时沿线中的张力发生了突变，此时沿线L1方向合力为零，

8、垂直于方向合力为零，垂直于L1方向物体方向物体重力的分力作为合力产生瞬时加速度，由重力的分力作为合力产生瞬时加速度，由mgsin ma得：得：agsin。【答案答案】不正确理由见解析不正确理由见解析1动力学两类基本问题的分析流程图解答动力学的两类基本问题的方法和步骤解答动力学的两类基本问题的方法和步骤知识精析知识精析一、由受力情况确定运动情况一、由受力情况确定运动情况1基本思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情基本思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解结合运动学公式

9、进行求解2一般步骤：一般步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图体的受力图(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括包括大小和方向大小和方向)(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需的运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等等二、由运动情况确定受力情况二、由运动情况确定受

10、力情况基本思路：首先根据物体的运动情况，利用动力学公式基本思路：首先根据物体的运动情况，利用动力学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，从而求出未知的力或与力相关的某些量，如动摩擦因外力，从而求出未知的力或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的具体方向等数、劲度系数、力的具体方向等三、受力分析要点三、受力分析要点1每分析一个力，都应能找出该力的施力物体，以防每分析一个力，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存在的力不要把物体惯性止多分析出没有施力物体的并不存在的力不要把物体惯性的表现误认为

11、物体在运动方向上受到一种力的作用的表现误认为物体在运动方向上受到一种力的作用例如滑冰者停止用力后向前滑行的过程中，不要误认为例如滑冰者停止用力后向前滑行的过程中，不要误认为他受到一个向前的冲力作用他受到一个向前的冲力作用2不要把某个力和它的分力同时作为物体所受的力，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只保留物体实际受到的力例如，静止于倾角为例如，静止于倾角为的斜面上的物体，如果已分析了的斜面上的物体，如果已分析了重力重力G，就不能同时说物体还受到下滑力，就不能同时说

12、物体还受到下滑力Gsin 和垂直于斜和垂直于斜面向下的分力面向下的分力Gcos.3要养成按先画非接触力要养成按先画非接触力(如重力如重力)再画接触力再画接触力(如弹力、如弹力、摩擦力摩擦力)的顺序分析物体受力的习惯，在分析接触力时要注意的顺序分析物体受力的习惯，在分析接触力时要注意受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力(弹力、摩弹力、摩擦力擦力)，有可能只有一个力，有可能只有一个力(弹力弹力)，也有可能无力作用，也有可能无力作用4画受力图时，只画物体受的力，不要画研究对象对画受力图时，只画物体受的力，不要画研究对象对其他物体施加的力其他物体施加

13、的力5要结合物体的运动状态，应用牛顿第二定律进行受要结合物体的运动状态，应用牛顿第二定律进行受力分析力分析图图25-1例如，如图例如，如图25-1所示，物体所示，物体A、B叠放在一起，在作用于叠放在一起，在作用于B物体上的水平拉力物体上的水平拉力F作用下向右以加速度作用下向右以加速度a做匀加速运动，做匀加速运动，在分析在分析A、B间的静摩擦力时，就可根据牛顿第二定律，间的静摩擦力时，就可根据牛顿第二定律，A所所受的静摩擦力方向沿接触面向右，并可由牛顿第二定律求出受的静摩擦力方向沿接触面向右，并可由牛顿第二定律求出这一静摩擦力的大小这一静摩擦力的大小F静静=mAa.6从牛顿第三定律出发，依据力的

14、相互性，转换研究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，可以化难为易对象，分析物体受力，可以化难为易四、整体法与隔离法四、整体法与隔离法1连接体：多个相互关联的物体组成的物体组连接体：多个相互关联的物体组成的物体组(或物体或物体系系)如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆连在一起细杆连在一起2隔离法与整体法隔离法与整体法(1)隔离法：在解决连接体问题时，从研究的方便性出发，隔离法：在解决连接体问题时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某一部分隔离出来，单独分析研究的方法将物体系统中的某一部分隔离出来，单独

15、分析研究的方法(2)整体法：在解决连接体问题时，将整个系统作为一个整体法：在解决连接体问题时，将整个系统作为一个整体分析研究的方法整体分析研究的方法3选取整体法与隔离法的原则选取整体法与隔离法的原则(1)一般是先整体后隔离一般是先整体后隔离在连接体内各物体具有相同的加速度，应先把连接体当在连接体内各物体具有相同的加速度，应先把连接体当做一个整体，分析整体受力，利用牛顿第二定律求出加速度，做一个整体，分析整体受力，利用牛顿第二定律求出加速度，求连接体内各物体间的相互作用，再把物体隔离，对该物体求连接体内各物体间的相互作用，再把物体隔离，对该物体单独进行受力分析，利用牛顿第二定律对该物体列式求解单

16、独进行受力分析，利用牛顿第二定律对该物体列式求解(2)求系统外力的问题，有的直接选取整体法求解，有的求系统外力的问题，有的直接选取整体法求解，有的则先隔离后整体则先隔离后整体五、物体瞬时加速度求解方法五、物体瞬时加速度求解方法牛顿第二定律表明了物体受的合外力与物体运动的加速牛顿第二定律表明了物体受的合外力与物体运动的加速度之间存在瞬时对应关系，当物体受的合外力发生变化的同度之间存在瞬时对应关系，当物体受的合外力发生变化的同时，物体的加速度也就随之而变了因此，分析物体的瞬时时，物体的加速度也就随之而变了因此，分析物体的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后物体的受力情况及运动状态，加速度，关键是分析瞬时

17、前后物体的受力情况及运动状态，再根据牛顿第二定律求出物体的瞬时加速度再根据牛顿第二定律求出物体的瞬时加速度此类问题的分析中应特别注意此类问题的分析中应特别注意“轻绳轻绳”、“轻杆轻杆”、“轻弹簧轻弹簧”三种模型的建立及特点：三种模型的建立及特点：1轻绳轻绳(1)轻绳模型的建立轻绳模型的建立轻绳或称为细线，它的质量可忽略不计，轻绳是软的，轻绳或称为细线，它的质量可忽略不计，轻绳是软的，不能产生侧向力，劲度系数非常大，以至认为受力形变极微，不能产生侧向力，劲度系数非常大，以至认为受力形变极微，看做不可伸长看做不可伸长(2)轻绳模型特点轻绳模型特点轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子轻绳各处受力相等

18、，且拉力方向沿着绳子方向方向轻绳不能伸长轻绳不能伸长绳中拉力可发生瞬间变化，剪断后，其中弹力立即消绳中拉力可发生瞬间变化，剪断后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间失，不需要形变恢复时间2轻杆轻杆(1)轻杆模型的建立轻杆模型的建立轻杆的质量可略而不计，轻杆是硬的，可产生侧向力，轻杆的质量可略而不计，轻杆是硬的，可产生侧向力，它的劲度系数非常大，以至认为受力形变极微，看做不可伸它的劲度系数非常大，以至认为受力形变极微，看做不可伸长或不可压缩长或不可压缩(2)轻杆模型的特点轻杆模型的特点轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向向轻杆不能伸长也不能

19、压缩轻杆不能伸长也不能压缩轻杆受到的弹力方式有：拉力或压力轻杆受到的弹力方式有：拉力或压力3轻弹簧轻弹簧(1)轻弹簧模型的建立轻弹簧模型的建立轻弹簧的质量可忽略不计，可以被压缩或拉伸，其弹力轻弹簧的质量可忽略不计，可以被压缩或拉伸，其弹力的大小与弹簧长度的改变量有关的大小与弹簧长度的改变量有关(2)轻弹簧模型的特点轻弹簧模型的特点轻弹簧各处受力相等，其方向与弹簧形变的方向相轻弹簧各处受力相等，其方向与弹簧形变的方向相反反弹力的大小为弹力的大小为F=kx，其中，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的劲度系数，x为弹为弹簧长度的改变量簧长度的改变量由于弹簧形变量大，形变恢复需要较长时间，在分析由于弹簧形

20、变量大，形变恢复需要较长时间，在分析瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变而轻弹簧被瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变而轻弹簧被剪断时，弹簧中的弹力则又瞬间消失剪断时，弹簧中的弹力则又瞬间消失链接方法指导方法指导一、由于受力情况确定物体的运动情况一、由于受力情况确定物体的运动情况例例1 1如图如图252甲所示，在倾角甲所示，在倾角37的足够长的足够长的固定的斜面底端有一质量的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg的物体物体与斜面间的物体物体与斜面间动摩擦因数动摩擦因数0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动拉力动拉力F10 N，方向平行斜面向上经

21、时间，方向平行斜面向上经时间t4.0 s绳子绳子突然断了，求：突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小绳断时物体的速度大小(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间间(已知已知sin 370.60，cos 370.80，取，取g10 m/s2)图图25-2乙乙解析解析分析绳子断裂前后及物体沿斜面下滑时的受力情分析绳子断裂前后及物体沿斜面下滑时的受力情况，应用牛顿第二定律求出物体的加速度，再结合运动学公况，应用牛顿第二定律求出物体的加速度，再结合运动学公式求出物体的运动情况式求出物体的运动情况(1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力物体受拉力向

22、上运动过程中，受拉力F、斜面支持力、斜面支持力FN、重力、重力mg和摩擦力和摩擦力f，如图，如图252乙，设物体向上运动的加乙，设物体向上运动的加速度为速度为a1，根据牛顿第二定律有：，根据牛顿第二定律有：Fmgsin fma1又又fFN，FNmgcos 解得：解得：a12.0 m/s2t4.0 s时物体的速度大小时物体的速度大小v1a1t8.0 m/s.图图25-2丙丙(2)绳断时物体距斜面底端的位移为：绳断时物体距斜面底端的位移为：x1a1t216 m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为速度大小为a2，受力如图，受力如图

23、252丙所示，则根据牛顿第二定律，丙所示，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有：对物体沿斜面向上运动的过程有：二、由物体的运动情况确定受力情况二、由物体的运动情况确定受力情况例例2一位滑雪者如果以一位滑雪者如果以v020 m/s的初速度沿直线冲上的初速度沿直线冲上一倾角为一倾角为30的山坡，从冲坡开始计时，至的山坡，从冲坡开始计时，至3.8 s末，雪橇速末，雪橇速度变为零如果雪橇与人的质量为度变为零如果雪橇与人的质量为m80 kg，求雪橇受到的，求雪橇受到的阻力是多少阻力是多少(g取取10 m/s2)解析解析如图建立坐标系，以如图建立坐标系，以v0方向为方向为x轴的正方向，并将轴的

24、正方向，并将重力进行分解则有：重力进行分解则有：G1Gsin 30G2Gcos 30在在x方向上，方向上，F3为物体受到的阻力大小；在为物体受到的阻力大小；在y方向上，因方向上，因为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力G2等于斜等于斜坡的支持力坡的支持力FN，即即G2FN.答案答案20.8 N，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下点评点评(1)由物体的运动情况确定受力情况时，应先根据由物体的运动情况确定受力情况时，应先根据物体的运动情况，借助运动学公式求出物体运动的加速度，物体的运动情况，借助运动学公式求出物体运动的加速度，再结合牛顿第二定律求出物体

25、受到的未知力再结合牛顿第二定律求出物体受到的未知力(2)结合题目的需要，有时还可以确定与力有关的其他未结合题目的需要，有时还可以确定与力有关的其他未知量，如物体的质量、动摩擦因数、斜面倾角、弹簧的形变知量，如物体的质量、动摩擦因数、斜面倾角、弹簧的形变量等量等变式训练变式训练1放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，的作用，F的大小与时间的大小与时间t的关系和物块速度的关系和物块速度v与时间与时间t的关系的关系如图如图253甲、乙所示取重力加速度甲、乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此两图线由此两图线可以求得物块的质量可以求得物

26、块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数和物块与地面之间的动摩擦因数分别分别为为()甲乙甲乙 图图25-3三、连接体问题三、连接体问题图图25-4例例3 3如图如图25-4所示，在光滑地面上有一水平力所示，在光滑地面上有一水平力F拉动小拉动小车和木块一起做匀加速直线运动，小车的质量为车和木块一起做匀加速直线运动，小车的质量为M，木块的，木块的质量为质量为m.设加速度大小为设加速度大小为a，木块与小车之间的动摩擦因数，木块与小车之间的动摩擦因数为为，则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是，则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是()AmgBmaC.F DFma四、临界法分析动力学问题四、临界法分析动力学

27、问题例例4如图如图255甲所示，质量为甲所示，质量为m10 kg的小球挂在倾的小球挂在倾角角37、质量、质量M40 kg的光滑斜面的固定铁杆上当斜的光滑斜面的固定铁杆上当斜面和小球以面和小球以a10.5g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多少？当斜面和小球都以的拉力和对斜面的压力分别为多少？当斜面和小球都以a2g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别是多少？力又分别是多少？(取取g10 m/s2)图图25-5甲甲解析解析小球和斜面一起向右加速运动，球相对斜面有两

28、小球和斜面一起向右加速运动，球相对斜面有两种情况，一种是压在斜面上，一种是离开斜面两种情况有种情况，一种是压在斜面上，一种是离开斜面两种情况有个临界点，弹力个临界点，弹力FN0，此时的加速度称为临界加速度，此时的加速度称为临界加速度a0.本本题关键是比较实际加速度与临界加速度，判断小球的相对状题关键是比较实际加速度与临界加速度，判断小球的相对状态，再受力分析求解态，再受力分析求解先求出临界状态时的加速度，这时先求出临界状态时的加速度，这时FN0，受力分析如，受力分析如图图255乙所示，故有：乙所示，故有：图图25-5变式训练变式训练2在例在例4的已知条件下，如果用水平推力的已知条件下，如果用水

29、平推力F0向左推斜面，向左推斜面，使小球与斜面一起向左加速运动，而此时绳对小球的拉力恰使小球与斜面一起向左加速运动，而此时绳对小球的拉力恰好为零好为零(1)求斜面运动的加速度求斜面运动的加速度a及水平推力及水平推力F0.(2)当向左推力为当向左推力为250 N时，求绳的拉力和斜面对球的弹时，求绳的拉力和斜面对球的弹力力甲甲解析解析(1)先用极限法分析出临界状态；系统一起向左运先用极限法分析出临界状态；系统一起向左运动的加速度越大，小球对绳的拉力越小，当加速度为某一值动的加速度越大，小球对绳的拉力越小，当加速度为某一值时小球对绳的拉力恰好为零，如加速度再增大，小球将相对时小球对绳的拉力恰好为零，

30、如加速度再增大，小球将相对斜面上滑分析小球对绳的拉力恰好为零的状态的受力如图斜面上滑分析小球对绳的拉力恰好为零的状态的受力如图甲所示甲所示水平方向：水平方向：FNsin ma竖直方向：竖直方向：FNcos mg得出：得出：agtan g7.5 m/s2再取再取m、M为一个整体，水平方向推力为一个整体，水平方向推力F0即为合外力，即为合外力，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F0(Mm)a可解得：可解得：F0375 N.(2)因为因为F0250 N375 N，所以小球相对斜面静止，整，所以小球相对斜面静止，整体分析得体分析得F0(Mm)a，a5 m/s2.乙乙对小球分析：对小球分析：a可分解为

31、垂直斜面向上的可分解为垂直斜面向上的asin 和沿斜和沿斜面向下的面向下的acos，对小球进行受力分析，如图乙所示，对小球进行受力分析，如图乙所示沿坐标轴方向的合力分别为：沿坐标轴方向的合力分别为：mgsin Fmacos FNmgcos masin 代入数据可得：代入数据可得：F20 N，FN110 N.答案答案(1)7.5 m/s2375 N(2)20 N110 N五、轻绳模型五、轻绳模型例例5 5如图如图256甲所示，小球的质量为甲所示，小球的质量为5 kg，BC为水平为水平绳，绳，AC绳与竖直方向的夹角绳与竖直方向的夹角37，整个系统处于静止状，整个系统处于静止状态，态，g取取10 m

32、/s2.图图256甲甲(1)求求BC绳的张力绳的张力(2)若将若将BC绳剪断，则剪断瞬间小球的加速度为多少？绳剪断，则剪断瞬间小球的加速度为多少？解析解析(1)BC绳剪断前，小球受力情况如图绳剪断前，小球受力情况如图256乙所乙所示则有：示则有：图图256乙乙FBCmgtan 510tan 37 N37.5 N.(2)BC绳剪断瞬间，绳剪断瞬间，AC绳的张力发生变化，小球所受合绳的张力发生变化，小球所受合外力垂直于外力垂直于AC绳斜向下，大小为绳斜向下，大小为mgsin ma所以所以agsin 100.6 m/s26 m/s2.答案答案(1)37.5 N(2)6 m/s2点评点评解此类问题应注

33、意：解此类问题应注意：(1)对于钢丝、细绳、刚性杆等，它们的形变很小，形变对于钢丝、细绳、刚性杆等，它们的形变很小，形变量变化时所用时间很短，因此它们的弹力在很短时间内就可量变化时所用时间很短，因此它们的弹力在很短时间内就可以发生很大的变化以发生很大的变化(2)弹簧的形变量变化时所用时间较长，因此在极短时间弹簧的形变量变化时所用时间较长，因此在极短时间内可近似认为弹簧弹力不发生变化内可近似认为弹簧弹力不发生变化变式训练变式训练3图图25-7如图如图257所示，物块的质量为所示，物块的质量为10 kg，弹簧，弹簧AO与竖直方与竖直方向的夹角向的夹角30，OB绳水平现将绳水平现将OB绳剪断，则刚剪

34、断瞬绳剪断，则刚剪断瞬间物块的加速度为多少？间物块的加速度为多少？(g取取10 m/s2)解析解析OB绳刚剪断瞬间，弹簧弹力及物体重力均没变化，绳刚剪断瞬间，弹簧弹力及物体重力均没变化，所以物块所受合外力等于剪断所以物块所受合外力等于剪断OB绳前绳前OB绳的弹力，由牛顿绳的弹力，由牛顿第二定律得：第二定律得：mgtan ma所以所以agtan 10tan 30 m/s2 m/s25.77 m/s2.答案答案5.77 m/s2互动平台互动平台育才老师与细心同学关于育才老师与细心同学关于“一起交通事故一起交通事故”的对话的对话细心：老师，如果我是交警，能够根据现场的勘察结果细心：老师，如果我是交警

35、，能够根据现场的勘察结果和有关数据判断该车是否超速行驶和有关数据判断该车是否超速行驶育才：你是怎样判断该车是否超速行驶的？育才：你是怎样判断该车是否超速行驶的？细心：因为假定刹车后汽车做匀减速直线运动，则由运细心：因为假定刹车后汽车做匀减速直线运动，则由运动学规律得动学规律得vv2ax又因为又因为mgma将将x9 m、vt0 m/s、0.8代入可得：代入可得：v012 m/s10 m/s所以车已违反规定超速行驶了所以车已违反规定超速行驶了育才：你能学以致用，真聪明！育才：你能学以致用，真聪明！(2010安徽理综安徽理综)质量为质量为2 kg的物体在水平推力的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直

36、线运动，一段时间后撤去的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运，其运动的动的v t图象如图所示。图象如图所示。g取取10 m/s2，求：，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力水平推力F的大小；的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小。内物体运动位移的大小。【解题切点解题切点】从从v t中求中求a，根据牛顿第二定律及，根据牛顿第二定律及FfFN、运动学公式求解。、运动学公式求解。【解析解析】此题考查牛顿运动定律的应用和运动学知识。此题考查牛顿运动定律的应用和运动学知识。(1)设物体做匀减速直线运动的时间为设物体做匀减速直线运动的时间为t2、

37、初速度为、初速度为v20、末速度为末速度为v2t、加速度为、加速度为a2，则，则(2)设物体做匀加速直线运动的时间为设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为、初速度为v10、末速、末速度为度为v1t、加速度为、加速度为a1，则，则【答案答案】(1)0.2(2)6 N(3)46 m2如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37角，一装潢工人手持绑着刷子的木杆粉刷天花板。工人所持角，一装潢工人手持绑着刷子的木杆粉刷天花板。工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为刷子的质量为m0.

38、5 kg，刷子可视为质点。刷子与天花板间，刷子可视为质点。刷子与天花板间的动摩擦因数为的动摩擦因数为0.5，天花板长为，天花板长为L4 m，取，取sin 370.6，g10 N/kg，试求：，试求：(1)刷子沿天花板向上运动的加速度；刷子沿天花板向上运动的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。【解析解析】(1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示，以刷子为研究对象，受力分析如图所示，设滑动摩擦力为设滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为，天花板对刷子的弹力为FN，由牛顿第，由牛顿第二定律，得二定律，得(Fmg)sin 37FfmaFN(

39、Fmg)cos 37，FfFN代入数据，得代入数据，得a2 m/s2。【答案答案】(1)2 m/s2(2)2 s【解析解析】质量是物体所含物质的多少，是物体本身固有质量是物体所含物质的多少，是物体本身固有的一种属性；合外力是因，而加速度是果。的一种属性；合外力是因，而加速度是果。【答案答案】CD2关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是()A运动物体的加速度不变，则其运动状态一定不变运动物体的加速度不变，则其运动状态一定不变B物体的位置在不断变化，则其运动状态一定在不断变化物体的位置在不断变化，则其运动状态一定在不断变化C做直线运动的物体，其运动状态

40、可能不变做直线运动的物体，其运动状态可能不变D做曲线运动的物体，其运动状态可能不变做曲线运动的物体，其运动状态可能不变【解析解析】物体运动状态的改变，即为速度改变，则必定有物体运动状态的改变，即为速度改变，则必定有加速度；反之亦然。加速度；反之亦然。【答案答案】C3在下列物理量和单位中，说法正确的是在下列物理量和单位中，说法正确的是()密度牛顿米密度牛顿米/秒加速度长度秒加速度长度质量质量 千克时间千克时间A属于国际单位制中基本单位的是属于国际单位制中基本单位的是B属于国际单位制中基本单位的是属于国际单位制中基本单位的是C属于国际单位制中单位的是属于国际单位制中单位的是D属于国际单位制中单位的

41、是属于国际单位制中单位的是【答案答案】C4(2011德州模拟德州模拟)蹦床运动有蹦床运动有”空中芭蕾空中芭蕾”之称，下列之称，下列图中能反映运动员从高处落到蹦床后又被弹起的过程中，图中能反映运动员从高处落到蹦床后又被弹起的过程中，加速度随时间变化的情况是加速度随时间变化的情况是()【解析解析】下落，下落，ag；与蹦床作用时，先向下减小，再向；与蹦床作用时，先向下减小，再向上增加，再向上减小，最后向下增大；离开后，上升时，上增加，再向上减小，最后向下增大；离开后，上升时，ag。故选。故选C。【答案答案】C5京沪高速公路京沪高速公路3月月7日清晨，因雨雾天气导致一辆轿车和日清晨，因雨雾天气导致一辆

42、轿车和另一辆出现故障熄火停下来的卡车相撞。已知轿车刹车时另一辆出现故障熄火停下来的卡车相撞。已知轿车刹车时产生的最大阻力为重力的产生的最大阻力为重力的0.8倍，当时的能见度倍，当时的能见度(观察者与能观察者与能看见的最远目标间的距离看见的最远目标间的距离)约约37 m，交通部门规定此种天气，交通部门规定此种天气状况下轿车的最大行车速度为状况下轿车的最大行车速度为60 km/h。设轿车司机的反应。设轿车司机的反应时间为时间为0.6 s，请你通过计算说明轿车有没有违反规定超速，请你通过计算说明轿车有没有违反规定超速行驶？行驶？(g取取10 m/s2)【解析】【解析】设轿车行驶的速度为设轿车行驶的速

43、度为v，从轿车司机看到卡车到，从轿车司机看到卡车到开始刹车，轿车行驶的距离为：开始刹车，轿车行驶的距离为：x1vt1由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：Ffkmg0.8mgma解得轿车刹车的加速度为：解得轿车刹车的加速度为：a0.8g8 m/s2从开始刹车到轿车停止运动轿车行驶的距离为：从开始刹车到轿车停止运动轿车行驶的距离为：轿车行驶的总距离为：轿车行驶的总距离为：xx1x2若两车恰好相撞，则有：若两车恰好相撞，则有：x37 m解得：解得：v20 m/s72 km/h60 km/h可知当时轿车的速度至少是可知当时轿车的速度至少是72 km/h，是超速行驶。，是超速行驶。【答案】【答案】轿车车

44、速至少轿车车速至少72 km/h，是超速行驶，是超速行驶一、两类动力学问题v1、已知物体的受力情况求物体的运动、已知物体的受力情况求物体的运动情况情况v根据物体的受力情况求出物体受到的根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度，再根据初始条件求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动由运动学公式就可以求出物体的运动情况物体的速度、位移或运动时间。情况物体的速度、位移或运动时间。v2、已知物体的运动情况求物体的受力、已知物体的运动情况求物体的受力情况情况v根据物体的运动情况求出物体的加速根据物体的运动情况

45、求出物体的加速度，然后应用牛顿第二定律度，然后应用牛顿第二定律F=ma求出求出物体的合外力进而求出某些未知力。物体的合外力进而求出某些未知力。三、应用举例v例例1、质量为、质量为m=4kg的物体在力的物体在力F110N的水平拉力作用下沿水平的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动。撤去面做匀速直线运动。撤去F1后，经后，经4s物体停下来。求物体做匀速物体停下来。求物体做匀速直线运动的速度和撤去直线运动的速度和撤去F1后的位移。后的位移。v解：物体运动方向为正方向，在减速运动解：物体运动方向为正方向，在减速运动过程中：过程中：va=F合合/m=-10/4=-2.5m/s2v由公式由公式v=v0+a

46、t,v=0得得vV0=-at=-(-2.5)4m/s=10m/s v再由再由v2-v02=2ax得得vX=-v02/2a=20mv例例2、质量为、质量为2.75t的载重汽车，在的载重汽车，在2900N的牵引力作用下，由静的牵引力作用下，由静止开上一个山坡，沿山坡每前进止开上一个山坡，沿山坡每前进1m，升高，升高0.05m，汽车前进，汽车前进100m时，速度达到时，速度达到36km/h，求汽车在前进中所受的阻力。，求汽车在前进中所受的阻力。v解：设斜面的倾角解：设斜面的倾角，v由由sin=0.05/1=0.05v设汽车的加速度为设汽车的加速度为a，v由由v2-v02=2ax得：得：va=(v2-

47、v02)/s2x=0.5m/s2v根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得：v在沿斜面方向上：在沿斜面方向上：vF-mgsin-Ff=mav则有则有Ff=Fmgsin-ma=150Nv例例3、如图所示，质量为、如图所示，质量为m的物体放在倾的物体放在倾角为角为的斜面上，斜面体的质量为的斜面上，斜面体的质量为M，斜，斜面与物块间无摩擦，地面光滑，现对斜面与物块间无摩擦，地面光滑，现对斜面施一个水平推力面施一个水平推力F，要使物块相对斜面，要使物块相对斜面静止，力静止，力F应多大？应多大？答案：（答案：（Mm）gtanv解：取木块为研究对象，受两个力：重力解：取木块为研究对象，受两个力：重力mg，支

48、持力支持力FN，合力方向水平向左，则有：，合力方向水平向左，则有：ma=mgtan,v即：即：a=gtanv再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：vF=(M+m)a=(M+m)gtanv例例4、如图所示，质量为、如图所示，质量为M的木板放在倾角的木板放在倾角为为的光滑斜面上，质量为的光滑斜面上，质量为m的人在木板上的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑。跑，假如脚与板接触处不打滑。v（1）要保持木板相对斜面静止，人应以多）要保持木板相对斜面静止，人应以多大加速度朝什么方向跑动？大加速度朝什么方向跑动？v（2）要保持人相对斜面的位置不变，人在）要保持人相

49、对斜面的位置不变，人在原地跑而木板以多大的加速度朝什么方向原地跑而木板以多大的加速度朝什么方向跑动？跑动？v解：（解：（1）分析受力如图所示）分析受力如图所示v对板：对板：f=Mgsin对人：对人：f+mgsin=ma而：而：f=f v解得：解得：a=(M+m)gsin/mv方向沿斜面向下。方向沿斜面向下。v（2）分析受力如图所示）分析受力如图所示v对人：对人：f=mgsin对板：对板：f+Mgsin=Mav而：而：f=f v解得：解得：a=(M+m)gsin/M方向沿斜面向下。方向沿斜面向下。v例例5、如图所示物体质量为、如图所示物体质量为m=2kg，斜面倾，斜面倾角为角为30，求：，求：v

50、（1）当斜面以）当斜面以a1=2m/s2的加速度向右运动时的加速度向右运动时绳的拉力多大？绳的拉力多大？v（1）当斜面以）当斜面以a2=20m/s2的加速度向右运动的加速度向右运动时绳的拉力多大？时绳的拉力多大？v解：设当物体刚好要离开斜面时的加速度为解：设当物体刚好要离开斜面时的加速度为a0，分析受力如图。，分析受力如图。v由图可知：由图可知：F合合=mgtan60va0=F合合/m=gtan60=17.3m/s2v(1)因为因为a1a0，所以物体离开斜面，受力如图。，所以物体离开斜面，受力如图。vT2=(mg)2+(ma2)21/2 =44.8Nvtan=a2/g2 =arctan2v即即