3.2 牛顿运动定律的应用.pptVIP

* 学案3 牛顿运动定律的应用 考点一 两类动力学问题 两类动力学问题的解析方法 1.分析流程 2.基本方法 (1)无论是哪种情况，联系力和运动的“桥梁”都是加速度。 (2)物体的运动情况由受力情况及物体运动的初始条件共同决定。 (3)画出两图——受力示意图和运动草图。 【例1】如图甲所示为学校操场上一质量不计 的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空， 为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆的 顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端 所受拉力的大小。现有一学生(可视为质 点)抱住滑杆而处于静止状态，从t=2 s末 开始该学生从上端由静止开始滑下，7 s末滑到杆底时速度恰好为零。 传感器显示拉力随时间变化情况如图乙所示，g取10 m/s2，求： (1)该学生下滑过程中的最大速率； (2)图中力F3的大小； (3)滑杆的长度。 【解析】 (1)学生抱紧杆不动时，据平衡条件得： F1=mg ① 解得：m=F1/g=500/10 kg=50 kg 在2~3 s内，据牛顿第二定律得： 对于多过程问题必须按过程逐一分析每一过程中的受力情况和运动情况，还要抓住各过程之间的运动联系。 (2)在3~7 s内，学生匀减速下滑，则有： a2=vm/t2=2.4/4 m/s2=0.6 m/s2 据牛顿第二定律得： F3-mg=ma3 ④ 解得F3=m(g+a3)=530 N (3)滑杆长度为：L=(1/2)vm(t1+t2) ⑤ 解得：L=6 m mg-F2=ma1 ② 学生下滑的最大速度为: vm=a1t1 ③ 解得：a1=2.4 m/s2，vm=2.4 m/s 1 如图所示，物体在有动物毛皮的斜面上 运动。由于毛皮表面的特殊性，引起物 体的运动有如下特点：①顺着毛的生长 方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略； ②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛 皮的滑动摩擦力较大。现有某物体从斜面底端以初速度v0=2 m/s冲上足够长的斜面，斜面的倾斜角为?=30°，过了t=1.2 s物体回到出发点。若认为毛皮产生滑动摩擦力时，动摩擦因数?为定值，g取10 m/s2，则?的值为多少？ 【答案】0.43 【例2】水平面上并排放着A、B两个物体，如图所示， 已知mA=2 kg,mB=3 kg，物体A与地面间的动摩擦 因数?A=0.4，物体B与地面间的动摩擦因数?B=0.2， 现有水平推力F=20 N作用在物体A上，经t=5 s撤去力F，(g取10 m/s2) 问： (1)在撤去力F前A、B间的作用力多大？ (2)A、B间的最大距离为多大？ 考点二 连接体问题 【解析】 (1)取A、B为一整体，受力分析如图所 示：其中fA=?AFNA=?AmAg，fB=?BFNB=?BmBg，水平 方向应用牛顿第二定律得： F-fA-fB=(mA+mB)a。 再隔离物体B受力分析如图所示，由牛顿第二定 律得：FB-FfB=mBa， 以上各式联立可得： a=1.2 m/s2，FB=9.6 N 求连接体内物体之间的相互作用力时，须以隔离体为研究对象。当求连接体所受外力时，可以考虑以整体为研究对象。 (2)撤去F后，因摩擦力的存在，两物体减速的加速度大小为：aA=?Ag=4 m/s2 aB=?Bg=2 m/s2，aAaB 故A、B分离，它们的最大距离为A、B停止后的距离。 sA=v2/(2aA),sB=v2/(2aB)，其中v=at=6 m/s， 间距?sm=sB-sA,解得：?sm=4.5 m。 2 车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计)，两个小