高一物理第六节 牛顿运动定律的应用 第八节 牛顿运动定律的适用范围人教版【会员独享】.docVIP

高一物理第六节 牛顿运动定律的应用 第八节 牛顿运动定律的适用范围人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 第六节 牛顿运动定律的应用 第八节 牛顿运动定律的适用范围 二. 知识要点： 进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动状态进行分析，掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决动力学的两类问题。 三. 学习中注意点： 对物体进行受力分析，应用牛顿运动定律和运动学知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题是本次课重点。 1. 动力学的两类基本问题 （1）根据物体的受力情况，确定物体的运动情况。 基本思路是：利用牛顿第二定律求出加速度，再利用运动学的有关公式求出速度，位移等。 （2）根据物体的运动情况，确定受力情况。 基本思路是：分析物体运动情况，运用运动学公式求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力进而求出某个外力。 2. 复习应用牛顿运动定律解题的一般步骤。 【典型例题】 [例1] 总重为的载重汽车，由静止起开上一山坡，山坡的坡度为0.02（即每前进100m，上升2m）。在行驶了100m后，汽车的速度增大到18km/h，如果摩擦阻力是车重的0.03倍，汽车上坡时的牵引力多大？ 图17—1 解：，， 汽车受力如图17—1所示建坐标系如图示 [例2] 跳跃摸高是一项常用的运动方式，也是重要的身体素质测试项目。某同学身高1.80m，站立举手可摸高2.20m。用力踏足蹬地时间约0.45s后，跳起。若该同学质量为65kg，起跳过程中用力1060N，可看作恒力，他跳起后最高可摸到多高？（） 解：起跳过程用恒力，人做向上的匀加速度运动，直到脚离地。而后又做匀减速运动直到最高点。 人起跳过程中受力如图17—2所示，设起跳速度为 跳起高度 摸高=跳起高度+立定摸高= （a） （b） 图17—2 [例3] 一个质量为的物块，在几个水平方向的共点力作用下静止在水平面上此时无摩擦力，物块与水平面间的摩擦因数。当撤去一个F=100N的力，径2s。物块的速度多大，方向是什么方向？在这2s内的位移是多少？（g取10m/s2） 解：原来几个力平衡，除F的另几个力合力为，则，物块受力可看作四个。经验算。 方向与撤去的F方向相反 ? 图17—3 [例4] 蹦极是一项有挑战性的活动。某人质量为60kg，自空中自由落一段高度，开始拉紧橡皮绳使橡皮绳伸长人减速为零。若橡皮绳产生弹力为，为伸长量，一般人能承受的最大加速度为3g。 （1）为保证人的安全，橡皮绳的最大伸长量h2多大？ （2）若橡皮绳的平均力为最大值的一半，为人的安全起见，自由下落高度不能超过多少？ 解：人自由下落后速度为， ?当橡皮绳伸长最大为时，人的加速度最大为方向向上，人受力为弹力、重力，，。 由知，，，∴ 当人开始拉紧橡皮绳到伸长最大平均弹力为 人的平均加速度， 开始拉紧橡皮绳时速度 ∴ 人自由下落高度不得超过6m。 （b） 图17—4 [例5] 如图17—5所示，质量的物块A放于光滑水平面上，另一质量的物块B放于A的上表面上，A的上表面水平。A、B间摩擦因数。 （1）当水平拉力F=40N时，A、B的加速度多大？ （2）当F=100N时，A、B的加速度又多大？（g取） 图17—5 解：当有水平拉力F作用于B时，A、B受力如图17—6所示 ① ② ③ ④ A的最大加速度 若AB一起运动则 （1） ∴ AB一起加速度 （2） ∴ A、B加速度不等，AB间有滑动 图17—6 [例6] 质量为m的小球用绳和绳拴住，与水平顶的夹角为如图17—7（）所示，相同的小球用同样的绳及同长度的弹簧固定，弹簧与水平顶的夹角也为，如图17—7（b）所示，剪断绳瞬间（a）（b）中小球加速度各是多少？ （a） （b） 图17—7 解：（a）中绳的张力可以突变，剪断的前后张力不同，剪断后球与绳只能绕O点运动，即球的运动方向是垂直方向，取垂直方向为轴方向为轴，沿方向加速度为0（） ∴ （b）中弹簧弹力在剪断瞬间不变。未剪时，弹簧与重力的合力沿水平方向，与张力反向。 ① ②