2019-2020年高中物理第四章力与运动第五节牛顿第二定律的应用检测粤
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1.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是( )
答案:C
2.如图所示,质量皆为m 的A 、B 两球之间系着一个不计质量的轻弹簧放在光滑水平台面上,A 球紧靠墙壁,今用力F 将B 球向左推压弹簧,平衡后,突然将力F 撤去的瞬间( )
A .A 的加速度为F 2m
B .A 的加速度为F m
C .B 的加速度为F
2m
D .B 的加速度为F m
解析:对A 球,F 撤去前后受力不变,a 始终为0,故A 、B 错误;对B 球,撤去F 后瞬间,弹簧弹力大小不突变,大小等于F ,故B 球的加速度a B =F m
,故D 正确.
答案:D
3.质量为m 1和m 2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是
F 1和F 2,如果发现质量是m 1的物体先落地,那么( )
A .m 1>m 2
B .F 1<F 2 C.F 1m 1<F 2m 2
D.F 1m 1>F 2m 2
解析:下落相同高度时,质量为m 1的物体所用时间较短,即t 1<t 2,由s =12at 2
知,a 1
较大,即a 1>a 2.由牛顿第二定律,得mg -F =ma ,则a =g -F m ,由于a 1>a 2,所以F 1m 1<F 2m 2
,C 正确.
答案:C
4.如图,光滑斜面固定于水平地面,滑块A 、B 叠放后一起由静止开始下滑,在斜面上运动时,A 的受力示意图为( )
解析:光滑斜面上,滑块A、B叠放后一起由静止开始下滑,加速度方向沿斜面向下,单独对A物体分析,A物体的加速度与整体的加速度相同,也沿斜面向下,其受力如图,答案C正确.
答案:C
5.(多选)如图所示,车厢中的弹簧处在拉伸状态,车厢地板上的木块和车厢都处在静止状态.现使车厢向右加速运动,木块仍相对地板静止,此时地板对木块的摩擦力将( )
A.一定增大B.一定减小
C.可能增大D.可能减小
解析:原来f0=F,若向右的a较小,由F-f0=ma得f0=F-ma,f0可减小;但若a较大,F-f0不足以提供使m产生向右的a时,则f0将变为向右,且f0′=|F-ma|增大.答案:CD
6.如图所示,用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R,使其一起做匀加速运动.若P和Q之间的相互作用力为6 N,Q和R之间的相互作用力为4 N,Q的质量是2 kg,那么R 的质量是( )
A.2 kg B.3 kg
C.4 kg D.5 kg
解析:令F1=6 N,F2=4 N,m Q=2 kg,对Q受力分析由牛顿第二定律可得,F1-F2=m Q a,所以a=1 m/s2;对R,由牛顿第二定律,可得F2=m R a,所以m R=4 kg,C正确.答案:C
7.(多选)如图所示,在水平面上行驶的车厢中,车厢底部放有一个质量为m1的木块,车厢顶部悬挂一质量为m2的球,悬绳与竖直方向成θ角,它们相对车厢处于静止状态,由此可以判定( )
A .车厢可能正在向左匀加速行驶
B .车厢一定正在向右匀加速行驶
C .木块对车厢底部的摩擦力大小为m 1g tan θ
D .木块对车厢底部的摩擦力为零
解析:由图中m 2的偏转方向,说明小车可能正在向左匀加速行驶,也可能正在向右匀减速行驶,A 对;对m 2,有a =g tan θ,所以对m 1,f 0=m 1a =m 1g tan θ,C 对.
答案:AC
B 级 提能力
8.滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一.如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏,小明与冰车的总质量是40 kg ,冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05,在某次游戏中,假设小明妈妈对冰车施加了40 N 的水平推力,使冰车从静止开始运动10 s 后,停止施加力的作用,使冰车自由滑行.(假设运动过程中冰车始终沿直线运动,小明始终没有施加力的作用).求:
(1)冰车的最大速率;
(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.
解析:(1)以冰车及小明为研究对象,由牛顿第二定律,得
F -μmg =ma 1, v =a 1t ,
解得v =5 m/s.
(2)冰车匀加速运动时,有s 1=12a 1t 2
,
冰车自由滑行时, μmg =ma 2,v 2
=2a 2s 2, 又s =s 1+s 2,解得s =50 m. 答案:(1)5 m/s (2)50 m
9.如图所示,斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接,斜面的倾角为37°,一质量为0.5 kg 的物块从距斜面底端5 m 处的A 点由静止释放,已知物块和斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.3.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2
),物块在水平面上滑行的时间为多少?
解析:物块先沿斜面加速下滑,设AB 长度为L ,动摩擦因数为μ, 下滑过程,根据牛顿第二定律:mg sin θ-μmg cos θ=ma
a =g (sin θ-μcos θ)=3.6 m/s 2.
根据匀变速直线运动规律,物块到达B 点时的速度:v =2aL =6 m/s , 在水平面上物块做匀减速运动,根据牛顿第二定律有: -μmg =ma ′,
a ′=-μg =-3 m/s 2,
在水平面上运动时间:t =0-v a ′=0-6
-3 s =2 s.
答案:2 s
10.如图所示,木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,在木楔的倾角为30°的斜面上,有一质量m =1.0 kg 的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s =1.4 m 时,其速度v =1.4 m/s ,在这过程中木楔没有动.g 取10 m/s 2
.求:
(1)物块下滑的加速度大小; (2)木楔对物块的摩擦力和支持力. 解析:(1)由v 2
-v 2
0=2as ,得 a = 1.42
2×1.4
m/s 2=0.7 m/s 2
. (2)以物块为研究对象,受到三个力. 支持力F N =mg cos 30°=5 3 N , 沿斜面方向应用牛顿第二定律,得
mg sin 30°-F f =ma ,
所以F f =4.3 N.
答案:(1)0.7 m/s 2
(2)4.3 N 5 3 N
11.如图所示,在倾角θ=37°足够长的斜面底端有一质量m =1 kg 的物体,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.现用大小为F =22.5 N 、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动,经时间t 0=0.8 s 撤去拉力F ,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g =10 m/s 2
,求:
(1)t 0=0.8 s 时物体速度v 的大小;
(2)撤去拉力F 以后,物体在斜面上运动的时间t . 解析:根据受力情况和牛顿运动定律有:
F -mg sin θ-f =ma , f =μF N =μmg cos θ, v =at 0,
联立并代入数据得:
v =10 m/s.
(2)撤去拉力后物体先向上做匀减速运动至速度为0后向下做匀加速运动至斜面底端.设向上运动时间为t 1,向下运动时间为t 2,拉力作用下物体发生的位移为x 0,由牛顿运动定律有:x 0=1
2
vt 0.
向上运动时:
-mg sin θ-μmg cos θ=ma 1, 0-v =a 1t 1,
x 1=12
vt 1.
向下运动时:
mg sin θ-μmg cos θ=ma 2, x 0+x 1=1
2
a 2t 22, t =t 1+t 2.
联立并代入数据得:
t =4 s.
答案:(1)10 m/s (2)4 s
2019-2020年高中物理第四章力与运动第五节牛顿第二定律的应用课时跟
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1.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图1所示的图像可以正确反映雨滴下落运动情况的是( )
图 1
解析:对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得:mg -f =ma 。雨滴加速下落,速度增大,
阻力增大,故加速度减小,在v -t 图像中其斜率变小,故选项C 正确。
答案:C
2.如图2表示某小球所受的合力与时间的关系,各段的合力大小
相同,作用时间相同,设小球从静止开始运动。由此可判定( )
A .小球向前运动,再返回停止
B .小球向前运动,再返回,不会停止
图2
C .小球始终向前运动
D .小球向前运动一段时间后停止
解析:在第1 s 的时间内,小球做匀加速直线运动,在第2 s 的时间内小球做匀减速直线运动,当速度等于零时,又开始做匀加速直线运动,依次加速、减速运动下去,但速度的方向不会发生改变。
答案:C
3.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg ,汽车车速为90 km/h ,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s ,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )
A .450 N
B .400 N
C .350 N
D .300 N
解析:汽车刹车的加速度大小a =v
t
=5 m/s 2
,则安全带对乘客的作用力大小约为F =ma =350 N ,选项C 对。
答案:C
4.如图3所示,车厢底板光滑的小车上用两个量程均为20 N
的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg 的物块,当小车在水平地面上做匀速运动时,两弹簧测力计受拉力的示数均
为10 N ,当小车做匀加速运动时弹簧测力计甲的示数为8 N ,这 图3 时小车运动的加速度大小和方向是( )
A .2 m/s
2,水平向右 B .4 m/s
2,水平向右 C .6 m/s 2,水平向左
D .8 m/s
2,水平向左
解析:开始两个弹簧处于受拉状态,小车匀速运动时两弹簧拉伸的长度相同;现甲弹簧测力计的读数变小,说明乙弹簧测力计的读数变大,因为弹簧的弹力F 与形变量x 成正比,
且F x =ΔF
Δx
,故甲弹簧测力计的读数减小2 N ,乙弹簧测力计的读数增大2 N 。根据合力与加速度方向相同的关系,物块的加速度方向水平向右。由F =ma ,有a =12-81
m/s 2=4 m/s
2。
故选项B 正确。
答案:B
5.某物体做直线运动的v -t 图像如图4所示,据此判断下图(F 表示物体所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是( )
图4
图5
解析:由v -t 图像知,0~2 s 匀加速,2~4 s 匀减速,4~6 s 反向匀加速,6~8 s 匀减速,且2~6 s 内加速度恒定,由此可知:0~2 s 内,F 恒定,2~6 s 内,F 反向,大小恒定,6~8 s 内,F 又反向且大小恒定,故B 正确。
答案:B
6.如图6所示,O 、A 、B 、C 、D 在同一圆周上,OA 、OB 、OC 、
OD 是四条光滑的弦,若一小物体由静止从O 点开始下滑到A 、B 、C 、
D
所用的时间分别为t A 、t B 、t C 、t D ,则( )
A .t A <t
B <t
C <t
D B .t A >t B >t C >t D
图6
C .t A =t B =t C =t
D D .无法判断
解析:物体沿光滑斜面下滑的加速度a =g cos θ,θ是斜面与竖直方向的夹角。s =1
2at 2,
在斜面上的位移s 与竖直的直径h 有关系:s =h cos θ,联立解出h =12gt 2
,可见运动时间
与斜面长度及其倾斜程度无关。所以选项C 正确。
答案:C
7.如图7所示,水平放置的传送带以速度v =2 m/s 向右运动,现将一小物块轻轻地放在传送带A 端,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A 端与B 端相距6 m ,则物块由
A 到
B 的时间为(取g
图7
=10 m/s 2
)( )
A .2 s
B .3.5 s
C .4 s
D .2.5 s
解析:滑块的加速度a =μmg m
=2 m/s 2
达到v 时用的时间t 1=v a =1 s ,通过的位移s 1=v 2t 1=1 m ,剩余所用时间t 2=L -s 1v
=2.5 s
总时间t =t 1+t 2=3.5 s ,B 选项正确。 答案:B
8.一物块以一定的初速度从斜面底端开始沿粗糙斜面上滑,上升至最高点后又从斜面上滑下,某段时间内物体的v -t 图像如图8所示,取g =10 m/s 2
,则由此可知斜面的倾角为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2
)( )
A .60°
B .37° 图8
C .30°
D .53°
解析:由v -t 图像可知,上滑过程中加速度大小为a 1=6 m/s 2
,根据牛顿第二定律则有mg sin θ+μmg cos θ=ma 1,下滑过程中加速度大小为a 2=4 m/s 2
,由牛顿第二定律得:
mg sin θ-μmg cos θ=ma 2。由以上四式可解得θ=30°,故C 正确。
答案:C
9.质量为0.5 kg 的物体,沿倾角为θ=37°的斜面下滑,如图9所示,(g =10 m/s 2
)求:
(1)若斜面光滑,物体沿斜面下滑的加速度;
图9
(2)若斜面不光滑,物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,物体下滑的加速度。 解析:(1)斜面光滑,物体受力情况如图甲所示,分别沿斜面和垂直斜面方向建立图示直角坐标系,由牛顿第二定律,得mg sin 37°=ma
解得a =6 m/s 2
。
(2)若斜面不光滑,物体受力如图乙所示,建立图示直角坐标系,由牛顿第二定律得
mg sin 37°-f =ma ①
F N -mg cos 37°=0②
f=μF N③
联立①②③三式得a=2 m/s2。
答案:(1)6 m/s2(2)2 m/s2
10.已知一质量m=1 kg的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)推力F的大小。
解析:(1)当物体沿斜面匀速下滑时,对物体进行受力分析如图甲所示,由力的平衡可知:
mg sin α=f
其中f=μmg cos α
解得:μ=0.75。
(2)当物体沿斜面匀速上滑时,对物体进行受力分析如图乙所示,由力的平衡可知:
mg sin α+μmg cos α=F
解得F=12 N。
答案:(1)0.75 (2)12 N
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难) 1.如图所示,在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道,ac 沿竖直方向,abcd 是一个矩形。将三个小球同时从a 点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的机械能损失,当竖直下落的小球运动到c 点时,关于三个小球的位置,下列示意图中可能正确的是( ) A . B . C . D . 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 设ac d =,acb α∠=, 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、 2a 、3a 、4a 、5a 。 根据牛顿第二定律得 15sin sin mg a a g m α α=== sin(90) 24cos mg a a g m αα?-== = 3a g = 对ab 段有
2211111 sin sin 22 d a t g t αα= = 得 12d t g = 对ac 段有 2312 d gt = 得 32d t g = 对ad 段有 2244411cos cos 22 d a t g t αα= = 得 42d t g = 所以有 124t t t == 即当竖直下落的小球运动到c 点时,沿abc 下落的小球恰好到达b 点,沿adc 下落的小球恰好到达d 点,故ACD 错误,B 正确。 故选B 。 2.如图所示,倾角θ=60°、高为h 的粗糙斜面体ABC 固定在水平地面上,弹簧的一端固定在BC 边上距B 点 3 h 高处的D 点,可视为质点的小物块Q 与弹簧另一端相连,并静止于斜面底端的A 点,此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。已知小物块Q 与斜面间的动摩擦因数μ= 3 ,小物块Q 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )
二、牛顿第二定律(实验定律) ◎知识梳理 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式: 理解要点: ①因果性:F 是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消合 失; ②方向性:a与都是矢量,,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻物体的加速度,是该时刻作用在该物体上的合外力。 ○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。 ◎例题评析 【例2】如图,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的? 【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系, 当a与v同向时,v增大;当a与v反向时,v减小;而a由合外力决定,所以 此题要分析v,a的大小变化,必须先分析小球的受力情况。 小球接触弹簧时受两个力的作用:向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段,重力大于弹力,小球合力向下,且不断变小(因为F合=mg-kx,而x增大),因而加速度减小(因为a=F/m),由于v方向与a同向,因此速度继续变大。 当弹力增大到大小等于重力时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。 之后,小球由于惯性继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,逐渐变大(因为F=kx-mg=ma),因而加速度向上且变大,因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点,以后将被弹簧上推向上运动。 综上分析得:小球向下压弹簧过程,F方向先向下后向上,先变小后交大;a方向先向下后向上,大小先变小后变大;v方向向下,大小先变大后变小。 【注意】在分析物体某一运动过程时,要养成一个科学分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程,中间是否存在转折点,如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点,以这个转折点分为两个阶段分析。 【例3】如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上.,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 【分析与解答】
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解 实验:用控制变量法研究:a 与F 的关系,a 与m 的关系 一、牛顿第二定律 1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a 的方向与F 合的方 向总是相同。 2.表达式:F=ma 或 m F a 合 = 用动量表述:t P F ?=合 揭示了:① 力与a 的因果关系.... ,力是产生a 的原因和改变物体运动状态的原因; ② 力与a 的定量关系.... 3、对牛顿第二定律理解: (1)F=ma 中的F 为物体所受到的合外力. (2)F =ma 中的m ,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个 物体组成一个系统)做受力分析时,如果F 是系统受到的合外力,则m 是系统的合质量. (3)F =ma 中的 F 与a 有瞬时对应关系, F 变a 则变,F 大小变,a 则大小变,F 方向变a 也方向变. (4)F =ma 中的 F 与a 有矢量对应关系, a 的方向一定与F 的方向相同。 (5)F =ma 中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度. (6)F =ma 中,F 的单位是牛顿,m 的单位是kg ,a 的单位是米/秒2. (7)F =ma 的适用范围:宏观、低速 4. 理解时应应掌握以下几个特性。 (1) 矢量性 F=ma 是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。 (2) 瞬时性 a 与F 同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变,a 的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。 (3) 独立性 (力的独立作用原理) F 合产生a 合;F x 合产生a x 合 ; F y 合产生a y 合 当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在
牛顿第二定律的系统表达式 一、整体法和隔离法处理加速度相同的连接体问题 1.加速度相同的连接体的动力学方程: F 合 = (m 1 +m 2 +……)a 分量表达式:F x = (m 1 +m 2 +……)a x F y = (m 1 +m 2 +……)a y 2. 应用情境:已知加速度求整体所受外力或者已知整体受力求整体加速度。 例1、如图,在水平面上有一个质量为M的楔形木块A,其斜面倾角为α,一质量为m的木块B放在A的斜面上。现对A施以水平推力F, 恰使B与A不发生相对滑动,忽略一切摩擦,则B对 A的压力大小为( BD ) A 、 mgcosα B、mg/cosα C、FM/(M+m)cosα D、Fm/(M+m)sinα ★题型特点:隔离法与整体法的灵活应用。 ★解法特点:本题最佳方法是先对整体列牛顿第二定律求出整体加速度,再隔离B受力分析得出A、B之间的压力。省去了对木楔受力分析(受力较烦),达到了简化问题的目的。 例2.质量分别为m1、m2、m3、m4的四个物体彼此用轻绳连接,放在光滑的桌面上,拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上,如图所示。求物体系的加速度a和连接m2、m3轻绳的张力F。(F1>F2) 例3、两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于 ( ) A.F F F F 3、B 解析:首先确定研究对象,先选整体,求出A、B共同的加速度,再单独研究B,B 在A施加的弹力作用下加速运动,根据牛顿第二定律列方程求解. 将m1、m2看做一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知,F=(m1+m2)a,再以m2为研究对象,受力分析如右图所示,由牛顿第二定律可得:F12=m2a,以上两式联立可得:F12= ,B正确. 例4、在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图1所示,已知m1>m2,三木块均处于静止, 则粗糙地面对于三角形木块( D ) A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右。B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左。C.有摩擦力作用,组摩擦力的方向不能确定。D.没有摩擦力的作用。 二、对加速度不同的连接体应用牛顿第二定律1.加速度不同的连接体的动力学方程:b c a
牛顿第二定律【学习目标】 1.深刻理解牛顿第二定律,把握 F a m =的含义. 2.清楚力的单位“牛顿”是怎样确定的. 3.灵活运用F=ma解题. 【要点梳理】 要点一、牛顿第二定律 (1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比. (2)公式: F a m ∝或者F ma ∝,写成等式就是F=kma. (3)力的单位——牛顿的含义. ①在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1 m/s2加速度的力,叫做1N.即1N=1kg·m/s2. ②比例系数k的含义. 根据F=kma知k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小,k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位,k的数值不一样,在国际单位制中,k=1.由此可知,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位. 要点二、对牛顿第二定律的理解 (1)同一性 【例】质量为m的物体置于光滑水平面上,同时受到水平力F的作用,如图所示,试讨论: ①物体此时受哪些力的作用? ②每一个力是否都产生加速度? ③物体的实际运动情况如何? ④物体为什么会呈现这种运动状态? 【解析】①物体此时受三个力作用,分别是重力、支持力、水平力F. ②由“力是产生加速度的原因”知,每一个力都应产生加速度. ③物体的实际运动是沿力F的方向以a=F/m加速运动. ④因为重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,此时作用于物体的合力相当于F. 从上面的分析可知,物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性. 因此,牛顿第二定律F=ma中,F为物体受到的合外力,加速度的方向与合外力方向相同. (2)瞬时性 前面问题中再思考这样几个问题: ①物体受到拉力F作用前做什么运动? ②物体受到拉力F作用后做什么运动? ③撤去拉力F后物体做什么运动? 分析:物体在受到拉力F前保持静止. 当物体受到拉力F后,原来的运动状态被改变.并以a=F/m加速运动. 撤去拉力F后,物体所受合力为零,所以保持原来(加速时)的运动状态,并以此时的速度做匀速直线运动.
牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是: A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大 C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速 率都是先增大,后减小 D、物体在B点时,所受合力为零 的对应关系,弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物 =0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F 合 由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。由C→B的过程中,由于mg
力与运动的两类问题 【学习目标】 1.明确用牛顿运动定律解决的两类问题; 2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法. 【要点梳理】 要点一、根据运动情况来求力 运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ,这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式: 0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移,不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 201 2x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度,不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 21 2x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度,不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 02 v v x t += ④——此公式不涉及到加速度,不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 22 02v v x a -= ⑤——此公式不涉及到时间,不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度,再依据牛顿第二定律F ma =合,可以求物体所受的合力或者某一个力。 要点二、根据受力来确定运动情况 先对物体进行受力分析,求出合力,再利用牛顿第二定律F ma =合,求出物体的加速度,然后利用运动学公式 0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 2 12x vt at =-③ 02 v v x t +=④ 22 02v v x a -= ⑤ 求运动量(如位移、速度、时间等) 要点三、两类基本问题的解题步骤 1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤 ①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,画出物体的受力图. ②求出物体所受的合外力. ③根据牛顿第二定律,求出物体加速度. ④结合题目给出的条件,选择运动学公式,求出所需的物理量. 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤 ①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出受力图. ②选择合适的运动学公式,求出物体的加速度. ③根据牛顿第二定律列方程,求物体所受的合外力. ④根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力. 要点四、应注意的问题 1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况,都必须求出物体的加速度。
课题:牛顿第二定律应用(一) 目的:1、掌握应用牛顿定律分析力和运动关系问题的基本方法。 2、培养学生分析解决问题的能力。 重点:受力分析、运动和力关系的分析。 难点:受力分析、运动和力关系的分析。 方法:启发思考总结归纳、讲练结合。 过程:一、知识点析: 1.牛顿第二定律是在实验基础上总结出的定量揭示了物体的加速度与力和质量的关系。数学表达式:ΣF=ma或ΣFx=Ma x ΣF y =ma y 理解该定律在注意: (1)。瞬时对应关系;(2)矢量关系;(3)。 2.力、加速度、速度的关系: (1)加速度与力的关系遵循牛顿第二定律。 (2)加速度一与速度的关系:速度是描述物体运动的一个状态量,它与物体运动的加速度没有直接联系,但速度变化量的大小加速度有关,速度变化量与加速度(力)方向一致。 (3)力与加速度是瞬时对应关系,而力与物体的速度,及速度的变化均无直接关系。Δv=at,v=v +at,速度的变化需要时间的积累,速度的大小还需考虑初始情况。 二、例题分析: 例1。一位工人沿水平方向推一质量为45mg的运料车,所用的推力为90N,此时运料车的加速度是1.8m/s2,当这位工人不再推车时,车的加速度。 【例2】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是: A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大 C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大,后减小 D、物体在B点时,所受合力为零 【解析】本题主要研究a与F 合 的对应关系,弹簧这种特殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物体 正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F 合 =0,由A→C 的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。在C位置
第四章力与运动单元检测 (时间:60分钟满分:100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.下列一组单位中,哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位() A.米、牛顿、秒B.米、千克、秒 C.千克、焦耳、秒D.米、千克、帕斯卡 2.关于物体的惯性,以下说法中正确的是() A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大 B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平衡,说明突然减速和转弯时有惯性,匀速运动时没有惯性 C.在同样大小的力作用下,运动状态越难改变的物体,其惯性一定越大 D.在长直水平轨道上匀速运动的火车上,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已 3.下列说法正确的是() A.物体所受到的合外力越大,其速度改变量也越大 B.物体所受到的合外力不变(F合≠0),其运动状态就不改变 C.物体所受到的合外力变化,其速度的变化率一定变化 D.物体所受到的合外力减小时,物体的速度可能正在增大 4.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法正确的是() A.若不计空气阻力,在上升过程中,A对B有向上的支持力 B.若不计空气阻力,在下落过程中,B对A没有压力 C.若考虑空气阻力,在下落过程中,B对A的压力向下 D.若考虑空气阻力,在上升过程中,A对B的压力向下 5.下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势,分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断,其中正确的是() A.汽车一定做匀加速直线运动 B.汽车一定做匀速直线运动 C.汽车可能是突然减速 D.汽车可能是突然加速 6.如图所示,用平行于斜面的力F把质量为m的物体沿粗糙斜面上拉,斜面与水平面 的夹角θ=30°,物体与斜面的动摩擦因数μ= 3 6 ,并使其加速度大小等于该物体放在斜面 上沿斜面下滑时的加速度大小,则F的大小是()
牛顿第二定律的应用 Prepared on 22 November 2020