6用牛顿运动定律解决问题(一) 课件(人教版必修1).pptVIP

用牛顿定律研究力与运动的关系时，常遇到某一弹力或摩擦力为零的现象，这种现象往往隐含在物理过程中，不易发现.如果采用极限法，分别设加速度为无穷大和零，分析出研究对象的两种可能情况，即可找出这两种状态分界点的临界条件. 【典例】如图所示，一细线的一端固定于倾角为θ=30°的光滑楔形块A的顶端处，细线的另一端拴一质量为m的小球. （1）当滑块至少以多大的加速度a向左加速运动时，小球对滑块压力为零? （2）当滑块以a=2 g的加速度向左加速运动时，小球对线的拉力为多大？ 【解题指导】球与斜面接触且无挤压时，是小球离开斜面的最小加速度，此时小球仅受重力和绳子的拉力. 【标准解答】（1）小球对滑块恰无压力时受力情况如图所示. 由牛顿运动定律， 得mgcotθ=ma0， 所以a0=gcotθ=gcot30° = g. （2）当a=2 g时，由于aa0，所以此时小球已离开滑块，设此时细线与水平方向的夹角为α,则其受力情况如图所示. 由牛顿运动定律，得 mgcotα=ma,所以cotα=a/g=2 所以FT=mg/sinα= mg 或FT= = mg 根据牛顿第三定律，小球对线的拉力 FT′=FT= mg. 答案：(1) g (2) mg 对运动过程分析不清导致错解 如图，有一水平传送带以2 m/s的 速度匀速运动，现将一物体轻轻放 在传送带上，若物体与传送带间的 动摩擦因数为0.5，则传送带将该 物体传送10 m的距离所需时间为多少?（取g=10 m/s2） 【正确解答】以放到传送带上的物体 为研究对象，在竖直方向受重力和支 持力，在水平方向受滑动摩擦力，做 v0=0的匀加速运动.据牛顿第二定律， 水平方向Ff=ma,竖直方向:FN=mg，又 Ff=μFN,解得a =5 m/s2.设经时间t1， 物体速度达到传送带的速度，据匀加 速直线运动的速度公式v=at1，解得t1=0.4 s，可得t1时 间 内物体的位移：x1= =0.4 m＜10 m，物体位移为 0.4 m时，物体的速度与传送带的速度相同，0.4 s后物体不受摩擦力，开始做匀速运动,x2=v2t2.因为:x2=x-x1=10 m-0.4 m=9.6 m,v2=2 m/s，所以t2=4.8 s，则传送带将物体传送10 m所需时间为t=0.4 s+4.8 s=5.2 s 正确答案:5.2 s 【易错分析】在解答本题时易犯错误具体分析如下： 1.质量为1 kg的物体，受水平恒力作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在t秒内的位移为x m，则F的大小为( ) A. B. C. D. 【解析】选A.由x= 得：a= m/s2，对物体由牛顿第二定律得：F=ma=1× N= N，故A正确. 2.(2011·哈尔滨高一检测)在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为（ ） A.7 m/s B.14 m/s C.10 m/s D. 20 m/s 【解析】选B.设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：μmg=ma,解得：a=μg.由匀变速直线运动速度—位移关系式 可得汽车刹车前的速度为： v0= = = m/s=14 m/s,因此B正确. 3.物体受10 N的水平拉力作用，恰能沿水平面匀速运动，当撤去这个拉力后，物体将（ ） A.匀速运动 B.立即停止运动 C.产生加速度，做匀减速运动 D.产生加速度，做匀加速运动 【解析】选C.由题意知物体所受阻力为10 N，撤去拉力后，物体的合力等于阻力，此后产生加速度，且加速度方向与速度方向相反，故撤去拉力后，物体做匀减速直线运动.A、B、D错，C对. 4.（2011·大庆高一检测）利用传感 器和计算机可以研究快速变化的力的 大小.实验时让某消防队员从一平台上 跌落，自由下落2 m后双脚触地，接着 他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重 心又下降了0.5 m，最后停止.用这种方法获得消防队员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示，根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（ ） A.t1时刻消防队员速度最大 B.t2时刻消防队员速度最大 C.t3时刻消防队员速度最大 D.t4时刻消防队员加速度最小 【解析】选B、D.由图象可判断消防队员的运动过程，t1时刻刚产生地面的冲击