牛顿运动定律课堂训练.pptVIP

【例2】 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图3－2－2甲 所示．比赛时，运动员脚蹬起蹬器，身体成跪式手推冰壶从本垒圆心O向前滑行，至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO′滑向营垒圆心O′，为使冰壶能在冰面上滑得更远，运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数．一次比赛时，冰壶(可视为质点)从本垒圆心O点向前沿直线OO′滑行，某同学利用计算机描绘出冰壶运动的v—t图象如图3－2－2乙所示，已知OO′＝30.0 m，冰壶的质量为19 kg，g取10 m/s2，启动时运动员对冰壶的推力为恒力，求： (1)启动时运动员对冰壶的推力F； (2)用毛刷刷冰面的距离及此时冰壶与冰面间的动摩擦因数μ； (3)冰壶静止时的位置． 解析：(1)分析v—t图象可知，0～2.0s内为冰壶的启动过程，2.0 s～12.0s为冰壶在冰面上的自滑过程，12.0 s～16.8 s为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程，0～2.0s冰壶的加速度大小为a1＝2 m/s2.设不刷冰面时冰壶与冰面的动摩擦因数为μ1，由牛顿第二定律有F－μ1mg＝ma1 2.0s～12.0s冰壶的加速度大小为 a2＝0.32 m/s2，由牛顿第二定律有μ1mg＝ma2，联立解得F＝44.1 N. (2)12.0 s～16.8 s为冰壶在运动员刷冰面后的滑行过程．由v—t图象知，用毛刷刷冰面的距离为s3＝ ＝1.92 m，此过程冰壶的加速度为a3＝0.17 m/s2，由牛顿第二定律有μmg＝ma3，此过程冰壶与冰面间的动摩擦因数为 μ＝ ＝0.017. (3)0～2.0 s冰壶前进的距离为s1＝ m＝4 m,2.0 s～12.0 s冰壶滑行的距离为 s2＝ m＝24 m，冰壶运动总距离为s＝s1＋s2＋s3＝29.92 m， Δs＝OO′－s＝0.08 m，即冰壶停在距O′点左侧0.08 m处． 答案：(1)44.1 N　(2)1.92 m　0.017　(3)距O′点左侧0.08 m处 解答此类问题还应注意：不论是已知运动求解力，还是已知力求解运动，作好“两分析”即受力分析、运动分析是解决问题的关键．在解决两类动力学基本问题时要正确画出受力分析图，进行运动过程分析，建立已知的受力情况或运动情况与加速度的关系，从而达到事半功倍的效果． 求解这两类问题的思路如下： 第二十二届世界大学生冬季运动会自由滑比赛中，中国小将张丹/张昊毫无争议地再夺第一名，为中国队夺得第一枚本届大冬会金牌．花样滑冰表演刚开始时他们静止不动，如图3－1－6所示，随着优美的音乐响起，他们在相互猛推一下后分别向相反方向运动，假定两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同，已知张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远，这是由于(　　) A．在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力 B．在推的过程中，张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间 C．在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度 D．在分开后，张丹的加速度的大小大于张昊的加速度的大小 错解1　对牛顿第三定律认识不清，认为两人相互作用的时间关系不能确定，容易漏选B； 错解2　对牛顿第二定律运用不当，不能充分理解“两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同”的含义，从而不能正确分析两人加速度的大小，错误地根据“张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远”而选择D. 解析：张丹和张昊相互推的过程中，两人的推力属作用力和反作用力．根据牛顿第三定律，它们大小相等、方向相反、作用时间相同；由牛顿第二定律可以分析，F＝ma，两人与冰面间的动摩擦因数μ相同，分开后二人的加速度大小相等，都是a＝μg；根据运动学公式0－ ＝－2ax(也可以根据动能定理来求解0－ ＝－mgμx)容易理解，张丹之所以滑行的距离比张昊滑行得远，是因为二人分开时张丹获得的初速度较大．经过以上分析可见，本题的正确答案是B、C. 答案：BC 【例3】 图3－3－8 如图3－3－8所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中 两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是 μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速 度运动，则轻绳对m的最大拉力为(　　)　 A. B. C. D．3μmg 解析：经过受力分析，A、B之间的静摩擦力给B、C、D组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条件为A、B间达到最大静摩擦力，即am＝ ，而绳子拉力FT给C、D组成