牛顿定律的应用1
高一物理牛顿定律的应用（一）
【教学结构】
一.应用牛顿定律解决的两类其本问题.
牛顿第二定律给出了加速度是联系力和运动的桥梁.知道物体的受力情况时，可以根据牛顿第二定律求出加速度.进而结合运动的初始条件，求出它做什么运动，以及速度、位移等，当知道了物体的运动情况时，按照运动学公式求出加速度，进而根据牛顿第二定律求出物体的受力情况，简而言这，应用牛顿定律解决的两类基本问题就是：1.已知受力情况求运动情况；2.已知运动情况，求受力情况.
二.应用牛顿第二定律解题的基本分析方法.
应用牛顿第二定律解题的关键在于抓住受力情况与运动情况之间的桥梁──加速度.
应用牛顿第二定律解题的基本方法是：
受力分析合力F 合a 运动情况. 应用牛顿第二定律解题常采用正交分解方程.物体受到三个或三个以上的力作用时,可将物体受力到相互垂直的x,y 两个方向上去,同时将物体的加速度也对
应分解到这两个方向上去,分别沿x,y 方向列出分式 F ma F ma x x y y ∑∑==
三.应用牛顿第二律解题的步骤是:
1.选择研究对象.
2.对研究对象进行正确受力分析,画出受力图,找出合外力.
3.分析研究对象的运动情况,找出加速度.
4.建立坐标列方程,其中一个坐标的正方向常选为加速度的方向.
5.统一单位,解方程,得出结果.
【解题点要】
例1.质量为1Kg 的物体始终受到大小方向均恒定的水平力F=3N 的作用,先在光滑的水平面上由静止开始运动,经过3s 进入动摩擦因数为0.6的粗糙水平面上,求该物体由静止开始运动10s 内通过的位移多少？
分析解答:这是一个典型的已知物体受力情况,求物体运动情况的问题.解决
此类问题的基本思路是根据物体的受力分析 确定合外力， 确定加速度a
确定运动情况.本题物体的运动可分为两段.第一段物体在水平力
F 作用下在光滑水平上的运动,受力图如图所示,物体做
a F m m s
123==的匀加速直线运动.进入粗糙水平面后,物体又受到一个与F 反向的滑动摩擦力作用,f N N ==μ6＞F ,物体的加
速度a F f m m s
223=-=-,开始做匀减速直线运动,前s 内物体匀加速运动的位移s a t m 11122135==.,3s 末的速度v a t m s
t 1119==物体进入粗糙平面后其初速度v v o t 21=物体速度减为零所用时间可用v v a t t o 22220=-=求出t 2=3s.物体在整个运动过程共用时间t=t 1+t 2=6秒通过的位 据F ma =∑
运动学公式 F 合=ma 运动学公式
移s v a t
m
22022
2
2135
=-=.物体速度减为零后,力F小于最大静摩擦力,所以物体将处于静止状态,可见物体在整个运动过程中总共用时t=t1+t2=6s,余下4s处于静止状态.欲求该物体由静止开始10s内通过的位移只要求出前6s的位移即可.所以物体总位移为s=s1+s2=27m
点评.当物体做匀减速直线运动时,一定要谨防“上当”.同物体10s内通过的位移,可能在10s以前物体运动就停止了,因此必须分析,判断物体的运动情况.
例2 质量为5Kg的物体,受水平推力F的作用,沿水平面由静止开始做匀加速直线运动,第2s内的位移是6m,若在第2s末撤去力F,则物体再经过4s停下来,求力F的大小和物体与地面间的摩擦系数.
分析解答.这是一个典型的已知物体情况,
求物体受力情况的问题.解决此类问题的基本思路是根据物体运动情况确定加速度确定合外力确定物体受力情况.本题物体运动可分为两段.第一段是物体在水平推力F的作用下物体由静止开始做匀加速直线运动;第二段撤去力F后物体做匀减速运动直到停下为止.在第一段运动过程中选第二秒内物体运动情况为研究
对象.s at t at
=?+22其中s=6m,t=1s可得出物体在第一段运动过程中加速度
a m
s
12
4
=物体在第二段匀减速运动的初速度是第2秒末的即时速度
v v at m s
t
021
8
===.选最后4秒物体运动情况为研究对象,0=8－4a2可得出物体
在第2段运动的加速度a m
s
22
2
=.两段运动各自运用牛顿第二定律.可得
F mg ma
mg ma
-=
=
μ
μ
1
2
解出
F N
=
=
30
02
μ.
点评.例1,例2是应用牛顿第二定律解决的两类基本问题,解题的关键在于,抓住物体受力情况和运动情况之间的联系桥梁──
加速度.
例3.如图2所示,小车在水平面上以加速度a向
左做匀加速直线运动,车厢内用OA、OB两细绳系住
一个质量为m的物体,OA与竖直方向间夹角为θ,OB
是水平的,求OA绳和OB绳中的张力分别是多少?
分析解答.物体m随小车一起运动,它的速度、加
速度也就是运动状态和小车应该是完全一致的。选物
体m为研究对象，它受到重力mg，OA绳拉力T OA,OB绳拉力T OB作用，加速度水平向左，如图3所示，建立加速度方向和垂直加速度的
坐标系，列出方程
T T ma
T mg
OA OB
OA
sin
cos
θ
θ
-=
=
解得
由于a没有具体数值，所以要讨论a
当a gtg
=θ时，
T
mg
T
OA
OB
=
=
cosθ
当a gtg
＜θ时
T
mg
T mgtg ma
OA
OB
=
=-
cosθ
θ
运动学公式a
F ma
=
∑
当a gtg ＞θ时,当a 逐渐增大时θ也逐渐增大,设此时的θ角变为θ'则
T mg T OA OB ==cos 'θ0
点评.建立牛顿第二定律的正交分解方程时,往往要建立沿加速度方向和垂直加速度方向的直角坐标系.当题中所给已知条件没有具体数值时,要讨论已知条件的变化对题解的各方面影响.
例4.光滑地面上放两个质量分别为m 1,m 2的物体.m 1静止,m 2有初速度v 0,如图4所示.同时给m 1,m 2施加相同的恒力F.当①m 1＝m 2②m 1＞m 2③m 1＜m 2时,在哪种情况下m 1,m 2有可能达到相同的速度?
分析解答.速度是矢量,两物体m 1,m 2达到速度相同必须
是速度大小相等、方向相同。因此两物体必须在相互平行的
两条直线上运动。只要对物体进行①F 与v 0方向一致,②F
与v 0方向相反的两种情况讨论即可.
①当F 与v 0方向一致时,m 1,m 2两物体都做与v 0方向相
同的匀加速直线运动.
对于m 1,加速度a F m 11
=,即时速度v 1=a 1t 对于m 2,加速度,a F m 22
=即时速度v 2=v 0+a 2t 若v 1=v 2.即a 1t =v 0+a 2t ,则有t v a a =-02,可得出
t v F m m =-012
11()因为时间t 只能大于等于零,所以要使上式成立,必须m 1＜m 2,才有可能达到相同的速度.
此问也可用图象法求解,如图5所示.当m 1=m 2时,a 1=a 2,速度图象平行;当m 1＞m 2时,
a 1＜a 2,m 2速度图象的斜率大于m 1速度图象斜率.两种情况的速度图象均没有交点,没有共同速度.只有当m 1＜m 2时,a 1＞a 2,两物体速度图象才有交点,才能达到共同速度.相比而言,图象法比公式计算更直观明了.
②当F 与v 0方向相反时,m 1做与v 0方向相反的初速为零的匀加速直线运动.m 2做与v 0方向相同的匀减速直线运动.以v 0为正方向,则a F m a F m v Ft m 112211
=-=-=-,
v v Ft t 202=-.v 1=v 2得出t v m m =-0
21
11().∵t ＞0,当m 1＜m 2时,上式成立.物理图景是:m 1一直做与v 0方向反向的匀加速直线运动,m 2先向v 0方向做匀减速运动,当速度减为零时,立即向v 0的反方向做初速度为零的匀加速直线运动,当m 1＞m 2,a 1＜a 2时,m 2才能在v 0反方向上追上m 1,使两物体达到速度大小相等,方向相同. 图象法如图5所示.只有m 1＞m 2时,才会有交点,两物体m 1,m 2的速度才能相等.综上所述,当恒力F 与v 0方向一致,且m 1＜m 2时,两物能达到相同速度.当恒力F 与v 0方向相反,且m 1＞m 2时,两物体能达到相同速度.
例5.当物体A 在倾角为θ的斜面上匀速下滑时,物体与斜面的滑动摩擦系数μ=?增大斜面倾角θ时,物体将如何运动,若减小斜面倾角θ时,物体又将如何运动.
分析解答.这是一个物体在斜面上运动的问题.选物体
A 做研究对象,物体A 受重力G,斜面对物体的支持力N,滑
动摩擦力f,如图7所示.建立沿斜面方向和垂直斜面方向的
坐标系,
因为物体A 做匀速直线运动,所以F =∑0,列出正
交分解方程 F G f F N G x y =-==-=∑∑s i n c o s θθ00 又:f =μN ,解得μθ=tg .即当斜面倾角满足μθ=tg 时,物体将在斜面上匀速下滑.此时沿斜面方向上使物体下滑的力G sin θ等于物体的滑动摩擦力μθG cos .当增大斜面的倾角θ时,由于物体与斜面接触末改变,摩擦系数μ不改变,G sin θ＞μθG cos ,物体A 将沿斜面加速下滑.当斜面倾角θ减小时,G sin θ＜μθG cos ,物体A 的加速度沿斜面向上,若物体A 原来具有向下的速度,它将沿斜面向下做匀减速运动直到停止运动静止在斜面上;若物体原来静止,它将仍保持静止.静止时,物体A 受到的是静摩擦力,其数值f G 0=sin θ.此时的f 0一定不是最大静摩擦力.
点评.物体在斜面上的运动,常采用沿斜面和垂直斜面方向的坐标系.关于物体在斜面上的运动问题,对高一学生要求不高,要适当掌握其难度.
【课余思考】
1.牛顿第二定律的应用要解决哪两类基本问题?
2.运用牛顿第二定律解题的关键是什么,基本分析方法是什么?
3.如何建立牛顿第二定律的正交分解方程?
【同步练习】
1.在光滑水平面上有质量为m的物体受到水平恒力F的作用由静止开始运动,在t秒时间内移动的距离为s米,则下列说法中正确的是( )
A. 质量为m2的物体在外力F2作用下,在t2时间内移动距离为s2
B. 质量为m2的物体在外力F2作用下,在2t时间内移动距离为s
C. 质量为m2的物体在外力F作用下,在2t时间内移动距离为8s
D. 质量为2m的物体在外力F作用下,在2t时间内移动距离为s
2.一质量为m物体在水平恒力F的作用下从静止沿光滑水平面运动,经t秒速度变为v,今欲在相同时间内使它由静止速度变为2v,可采用的措施有( )
A.将质量减半
B.将恒力F加倍
C.将质量和外力都加倍
D.将质量减半,外力加倍
3.如图8所示,当小车以加速度a匀加速向右运动
时,有一物体恰能沿着车的竖直壁以2a的加速度匀加
速度下滑,则物体与车竖直壁间的滑动摩擦系数μ
= .
4.如图9所示,两个完全相同的倔强系数为k的轻
弹簧,其一端分别固定在车上,另一端分别固定在质量
为m的小球上,小球与车无摩擦.开始时弹簧无形变,当小车以加速度a沿水平方向运动时,小球离开原来位置的距离是( )
A.ma k
B.k
C.0
D.ma k4
5.将质量是10千克的小球掛在倾角θ=30°的光
滑斜面上,如图9所示.g取10m/s2.试求:
①斜面怎样在水平面上运动,小球对斜面的压力为
零.
②斜面怎样在水平面上运动,绳子的张力为零.
6.质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体与斜
面间的动摩擦因数为μ,如图11所示.沿斜面加一推力F,
使物体以加速度a向上做匀加速运动,则推力F应多大?
【参考答案】
1. C
2. A、 B
3. g
a-2 4.B 5. ①以a≥
1.73m/s2向右加速或向左减速②以a≥5.77m/s2向右减速或向左加速. 6.m a g g
(sin cos)
++
θμθ【单元点评】应用牛顿第二定律解题关键在于抓住物体受力情况与运动情况之间的联系桥梁──加速度。基本分析方向清楚，物体受力分析正确，多复杂的题都可迎刃而解。
高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案
高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ，质量M=0.5kg 的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ，同时让传送带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s 。已知木板与物块间动摩擦因数μ1=3 ，木板与传送带间的动摩擦因数μ2= 3 4 ，取g=10m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F 作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态； (2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值F m ； (3)若F=10N ，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q 。 【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N （3）1s 12J 【解析】 【详解】 （1）对小木块受力分析如图甲： 木块重力沿斜面的分力：1 sin 2 mg mg α= 斜面对木块的最大静摩擦力：13 cos 4 m f mg mg μα== 由于：sin m f mg α> 所以，小木块处于静止状态； （2）设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为a ，小木块受力如图乙所示，则 1cos sin mg mg ma μαα-=
木板受力如图丙所示，则：()21sin cos cos m F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-= 解得：()9 9.0N 8 m F M m g = += （3）因为F=10N>9N ，所以两者发生相对滑动 对小木块有：2 1cos sin 2.5m/s a g g μαα=-= 对长木棒受力如图丙所示 ()21sin cos cos F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-'= 解得24.5m/s a =' 由几何关系有：221122 L a t at =-' 解得1t s = 全过程中产生的热量有两处，则 ()2121231cos cos 2Q Q Q mgL M m g vt a t μαμα?? =+=+++ ??? 解得：12J Q =。 2．如图所示，有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体，物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H =5.75m ， 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下．(取g =10m/s2)求： (1)长板2开始运动时的加速度大小；
高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析
高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图（a ）所示．0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图（b ）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10m/s 2．求 （1）木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ； （2）木板的最小长度； （3）木板右端离墙壁的最终距离． 【答案】（1）10.1μ=20.4μ=（2）6m （3）6.5m 【解析】 （1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左，大小也是v 4m/s = 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有24/0/1m s m s g s μ-= 解得20.4μ= 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间1t s =，位移 4.5x m =，末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212 x vt at =+ 带入可得21/a m s = 木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1g a μ= 可得10.1μ= （2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214 /3 a m s = 对滑块，则有加速度2 24/a m s = 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为11t s = 此时，木板向左的位移为2111111023x vt a t m =- =末速度18 /3 v m s =
专题复习牛顿定律的应用
专题复习：牛顿定律的应用 一、目标： 1、牛顿定律处理力与运动的关系。 2、运用牛顿定律解题思路。 3、矢量合成与分解法，隔离法，整体法。 二、重点、难点： 1、力与运动关系。 2、运用牛顿定律处理两类问题。 三、复习要点： 1．内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比；加 速度的方向跟合外力的方向始终相同。 2．数学表达式：∑F x =m a 应用正交分解法：∑F x =m a x ∑F y = m a y 3．特点：（1）矢量性 （2）瞬时性 （3）同体性 （4）独立性 4．解题步骤： （1）确定研究对象，进行受力分析，画受力图。 （2）建立XOY 坐标系，将各个力进行正交分解。 （3）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。 （4）统一单位，求解方程，对结果进行讨论。 四、例题： 例1、如图所示，一弹簧一端第系在墙上，自由伸 长到B 点。今将一小物体m 压着弹簧，将弹簧压缩A 点， 然后释放，小物体能运动到C 点静止。物体与水平地面 的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是： A 物体从A 到 B 速度越来越大，从B 到 C 速度越来越小。 B 物体从A 到B 速度越来越小，从B 到 C 加速度不变。 C 物体从A 到B ，先加速后减速，从B 到C 一直做减速运动。 D 物体在B 点受合力为零。 例2、我国曾发射‘神舟’号载人航天器进行模拟试验飞行，飞船顺利升空，在绕地 球轨飞行数圈后回收成功，不久我国将成为继前苏联和美国之后第三个实现载人航
天的国家，人航天已成为全国人民关注的焦点。航天工程是个庞大的综合工程。理科知识在航天工程中有许多重要应用。 （1）地球半径为6400km，地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，若使载人航天器在离地高640km高的轨道上绕地球圆轨道旋转，则在轨道上的飞行速度为 m/s。保留2位有效数字） （2）载人航天器在加速上升的过程中，宇航员处于超重状态，若在离地面不太远的地点，宇航员对支持物的压力是他在地面静止时重力的4倍，则航天器的加速度为。 例3、如图，质量为m=1Kgr的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向的夹角为θ=300,球恰好能在杆上滑动，若球受到一大小为F=20N有水平推力作用，可使小球沿杆向上加速滑动（g=10m/s2）求：（1）小球与斜杆间的滑动磨擦因数μ的大小。 （2）小球沿杆向上加速滑动的加速度大小。 例4、跳起摸高是中学生进行的一项体育活动。某同学身高1.80m,质量65Kg，站立举臂手指摸到的高度是2.25m。此同学用力蹬地竖直跳离地面历经0.3s，设他蹬地的力大小恒定为1300N，求该同学（g=10m/s2） （1）刚跳离地面时的速度。 （2）跳起可摸到的高度。 例5．长L的轻绳一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球， 现使小球在竖直平面内作圆周运动，小球通过最低点和最高点时 所受的绳拉 力分别为T1和T2(速度分别为v0和v)。求证： (1)T1－T2＝6mg (2)v0≥
高一物理《牛顿运动定律的应用》教案
高一物理《牛顿运动定律的应用》教案高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 教学目标 1、知识目标： (1)能结合物体的运动情况进行受力分析. (2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题. 2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力. 3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯. 教学建议 教材分析 本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况;已知物体的运动情况，求解物体的受力. 教法建议 1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析. 2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再
动笔算，并养成画情景图的好习惯. 3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2-3节课完成. 教学设计示例 教学重点：物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路. 教学难点：物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题. 示例： 一、受力分析方法小结 通过基本练习，小结受力分析方法.(让学生说，老师必要时补充) 1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析. 答案： 2、受力分析方法小结 (1)明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来; (2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析; (3)注意：分析各力的依据和方法：产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法. 不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力. 二、动力学的两类基本问题
牛顿定律的应用 1
刚哥教你玩物理 1 牛顿定律的应用 1.(2004全国1)如图所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，a 、b 、c 、d 位于同一 圆周上， a 点为圆周的最高点，d 点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三 个滑环分别从 a 、b 、c 处释放（初速为0），用t 1、、 、t 2、、t 3 依次表示各滑环到达d 所用的时间，则( ) A ．t 1
牛顿运动定律的应用
第3讲牛顿运动定律的应用 ★考情直播 1．考纲解读 考纲内容能力要求考向定位 1.牛顿定律的应用 2.超重与失重 3.力学单位制1.能利用牛顿第二定 律求解已知受力求运 动和已知运动求受力 的两类动力学问题 2.了解超重、失重现 象，掌握超重、失重、 完全失重的本质 3.了解基本单位和导 出单位，了解国际单 位制 牛顿第二定律的应 用在近几年高考中出 现的频率较高，属于 Ⅱ级要求，主要涉及 到两种典型的动力学 问题，特别是传送带、 相对滑动的系统、弹 簧等问题更是命题的 重点.这些问题都能 很好的考查考试的思 维能力和综合分析能 力. 考点一已知受力求运动 [特别提醒] 已知物体的受力情况求物体运动情况：首先要确定研究对象，对物体进行受力分析，作出受力图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量. 一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻
绳绕过定滑轮分别与物块A 、B 相连，细绳处于伸直状态，物块A 和B 的质量分别为m A =8kg 和m B =2kg ，物块A 与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B 距地面的高度h =0.15m.桌面上部分的绳足够长.现将物块B 从h 高处由静止释放，直到A 停止运动.求A 在水平桌面上运动的时间.（g=10m/s 2） [解析]对B 研究，由牛顿第二定律得m B g-T=m B a 1 同理，对A ：T-f =m A a 1 A N f μ= 0=-g m N A A 代入数值解得21/2.1s m a = B 做匀加速直线运2112 1t a h =；11t a v = 解得s t 5.01= s m v /6.0= B 落地后，A 在摩擦力作用下做匀减速运动2a m f A = ；2 1a v t = 解得：s t 6.02= s t t t 1.121=+= [方法技巧] 本题特别应注意研究对象和研究过程的选取，在B 着地之前，B 处于失重状态，千万不可认为A 所受绳子的拉力和B 的重力相等.当然B 着地之前，我们也可以把A 、B 视为一整体，根据牛顿第二定律求加速度，同学们不妨一试. 考点二 已知运动求受力 [例2]某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多
高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析
高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at
ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x=L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg△x 代值解得： Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m，质量M=0.5kg的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F，同时让传送 带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1= 3 2 ，木板与传送 带间的动摩擦因数μ2=3 ，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态； (2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值F m； (3)若F=10N，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。 【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N（3）1s 12J 【解析】 【详解】 （1）对小木块受力分析如图甲：
牛顿定律应用(一)
牛顿定律应用（一） 1．下列关于力和运动关系的几种说法中，正确的是 A ．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向 B ．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零 C ．物体所受合外力不为零，其加速度一定不为零 D ．合外力变小的，物体一定做减速运动 2．放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态，若其中一个力逐渐减小到零后，又恢复到原值，则该物体的 A ．速度先增大后减小 B ．速度一直增大，直到某个定值 C ．加速度先增大，后减小到零 D ．加速度一直增大到某个定值 3．下列对牛顿第二定律的表达式F ＝ma 及其变形公式的理解，正确的是 A ．由F ＝ma 可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B ．由a F m =可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C ．由m F a =可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D ．由a F m =可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 4．在牛顿第二定律的数学表达式F ＝kma 中，有关比例系数k 的说法正确的是 A ．在任何情况下k 都等于1 B ．因为k ＝１，所以k 可有可无 C ．k 的数值由质量、加速度和力的大小决定 D ．k 的数值由质量、加速度和力的单位决定 5．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间 A ．物体立即获得速度 Ｂ．物体立即获得加速度 C ．物体同时获得速度和加速度 D ．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零 6．质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2Ｎ和2Ｎ的共点力作用，则物体的加速度大小可能是 A ．5 m/s 2 B ．3 m/s 2 C ．2 m/s 2 D ．0.5 m/s 2 7．如图所示，质量为10kg 的物体，在水平地面上向左运动．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2．与此同时，物体受到一个水平向右的推力F ＝20N 的作用，则物体的加速度为（g 取10 m/s 2） A ．0 B ．4 m/s 2，水平向右 C ．2 m/s 2，水平向右 D ．2 m/s 2，水平向左 8．质量为ｍ的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F 作用于物体上，物体产生的加速度为a ，若作用在物体上的水平拉力变为2 F ，则物体产生的加速度 A ．小于a B ．等于a C ．在a 和2a 之间 D ．大于2a 9．物体在力F 作用下做加速运动，当力F 逐渐减小时，物体的加速度________，速度______；当F 减小到0时，物体的加速度将_______，速度将________．（填变大、变小、不变、最大、最小和零）等． 10．如图所示，物体A 、B 用弹簧相连，m B =2m A ， A 、B 与地面间的动摩擦因数相同，均为μ，在力F 作用下，物体系统做匀速运动，在力F 撤去的瞬间，A 的加速度为_______，B 的加速度为_______（以原来的方向为正方向）． 11．甲、乙两物体的质量之比为5∶3，所受外力大小之比为2∶3，则甲、乙两物体加速度大小之比为 ． 12．质量为8×103 kg 的汽车，以1.5 m/s 2的加速度沿水平路面加速，阻力为2.5×103Ｎ，那么汽车的牵引力为 Ｎ． 13．质量为1.0 kg 的物体，其速度图像如图所示，4s 内物体所受合外力 的最大值是 N ；合外力方向与运动方向相反时，合外力大小为 Ｎ． 14．在质量为M 的气球下面吊一质量为m 的物体匀速上升．某时刻悬挂物体的绳子断了，若空气阻力不计，物体所受的浮力大小不计，求气球上升的加速度．
最新高考物理牛顿运动定律的应用试题经典
最新高考物理牛顿运动定律的应用试题经典 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度． (2)A 、B 两球落地时的动能． (3)A 、B 两球损失的机械能总量． 【答案】（1）2 5m/s A a =27.5m/s B a = （2）850J kB E = （3）250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，又A 得质量小于B 的质量，所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得： 对A ：A A A A m g f m a -= 对B ：B B B B m g f m a -= A B f f = 0.5A A f m g = 联立以上方程得：2 5m/s A a = 27.5m/s B a = (2)设A 球经t s 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ，因为它们都做匀变速直线运动 则有：212A A h a t = 21 2 B B h a t = A B H h h =+ A A V a t = B B V a t = 联立得：2s t =，10m A h =， 15m B h =，10m/s A V =，15m/s B V = A 、 B 落地时的动能分别为kA E 、kB E ，由机械能守恒，则有： 21()2 kA A A A A E m v m g H h = +- 400J kA E =
物理牛顿运动定律的应用练习及解析
物理牛顿运动定律的应用练习及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求： （1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ； （3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T 【答案】（1）53F Mg mg =- （2） 65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855 T mg =或8 11T Mg = ） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5 3 F Mg mg = - （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得 65 M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M = +（）（488 5511 T mg T Mg = =或） 【点睛】
牛顿运动三大定律的应用
家 牛顿运动定律应用（一） 瞬时问题与动态分析 超重与失重 要点精析 要点一 瞬时问题 1.如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略不计. 当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应为 ( ) A.甲是0,乙是g B.甲是g,乙是g C.甲是0,乙是0 D.甲是2 g ,乙是g 答案 B 要点二 动态分析 2.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让小 物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是 ( ) A.物体从A 到B 速度越来越大,从B 到C 速度越来越小 B.物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变 C.物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动 D.物体在B 点受合外力为零 答案 C 要点三 超重与失重 3.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是 ( ) A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态 B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态 C.荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态 D.“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇宙员处于完全失重状态 答案 D 题型探究 题型1 瞬时问题 【例1】如图如图(a)所示,一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上,L 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态.
家 (1)现将图(a)中L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度. (2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图(b)所示,求剪断L2瞬间物体的加速度. 答案 (1)gsinθ (2)gtanθ 题型2 程序法分板牙动态问题 【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是 ( ) 答案 A 题型3 超重与失重观点解题 【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个 电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G. 当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,台秤的示数将( ) A.不变 B.变大 C.变小 D.忽大忽小 答案 B 题型4 运动建模 【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射,由火箭传来的无线电信息表明:从火箭发射时的一段时间t内(火箭喷气过程),火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有时间内,火箭里的物体处于失重状态,问从火箭发射到落回行星表面经过多长时间? (行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计) 跟踪训练 1.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回.若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( ) A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化
(完整版)牛顿运动定律及其运用
第 2 讲 牛顿运动定律及其应用 核心主干知识 【核心精华】 知识规律 (1)牛顿第二定律的“四性”。 ①矢量性：公式F=ma是矢量式，F与a方向相同。 ②瞬时性：力与加速度同时产生，同时变化。 ③同体性：F=ma中，F、m、a对应同一物体。 ④独立性：分力产生的加速度相互独立，与其他加速度无关。 (2)超重和失重。 ①超重： a.受力特点：合外力的方向竖直向上。 b.运动特点：向上加速运动或向下减速运动。 ②失重： a.受力特点：合外力的方向竖直向下。 b.运动特点：向下加速运动或向上减速运动。 c.完全失重：只受重力作用。
考点一动力学图像问题 【典题1】(多选)在光滑水平面上，a、b两小球沿水平面相向运 动。当小球间距小于或等于L时，受到大小相等、方向相反的 相互排斥恒力作用，小球间距大于L时，相互间的斥力为零， 小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度v 随时间t的变化关系图像如图所示，由图可知() A.a小球质量大于b小球质量 t时刻两小球间距最小 B.在 1 t时间内两小球间距逐渐减小 C.在0～ 2 t时间内b小球所受斥力方向始终与运动方向相反 D.在0～ 3 【解析】选A、C 【典题2】(2014·南京模拟)如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg 的小物块静止在A点。现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v-t图像如图乙所示。g m，则下列说法正确的是() 取102s A.小物块到C点后将沿斜面下滑 1 B.小物块加速时的加速度是减速时加速度的 3 3 C.小物块与斜面间的动摩擦因数为 2 D.推力F的大小为6N 【解析】选B
(物理)物理牛顿运动定律的应用练习题及解析
（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求： （1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ； （3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T 【答案】（1）53F Mg mg =- （2） 65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855 T mg =或8 11T Mg = ） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5 3 F Mg mg = - （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得 65 M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M = +（）（488 5511 T mg T Mg = =或） 【点睛】
牛顿运动定律的应用教学设计
牛顿运动定律的应用 黄龙县中学 杜文强 一、教学任务分析 本节内容是对牛顿运动定律的综合提高和延伸，也为学习以后的物理学习打好力学基础。 学习本节内以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础。 通过实例情景和学生活动，了解建立国际单位制的重要性和必要性，介绍用国际单位制及其应用。 通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。 通过对观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重、失重现象，应用牛顿第二定律分析、探究超重、失重现象的本质与规律。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）知道国际单位制。知道基本单位和导出单位。理解力学中的三个基本单位。 （2）学会导出单位的推演方法并能进行单位换算。 （3）掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。 （4）知道超重和失重现象。 （5）学会用牛顿第二定律分析超重、失重现象。 2、过程与方法 （1）通过创设情景、实例分析和练习的过程，认识引入国际单位制的重要性和必要性。 （2）通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、比较、等效、演绎、归纳、验证等科学方法。 （3 ）通过对电梯中进行的超重失重实验的定性观察和学生小实验，
感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。 3、情感、态度与价值观 （1）通过阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料，在了解统一单位重要性的同时，感悟严谨的治学态度对科学发展的重大意义。（2）通过应用牛顿运动定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。 （3）通过学生实验的过程，激发求知欲，获得成就感。 （4）通过观察神舟六号飞船录像片段，了解我国航天事业的发展，激发民族自豪感。 三、教学重点与难点 重点：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。 难点：对超重失重视现象的认识。 四、教学资源 1、器材：多媒体投影仪，演示超重、改锥，饮料瓶（人手一个）。 2、课件：宇航员躺在舱内座椅上的图片，刊登宇航员训练过程的报道文章。 3、录像：神舟六号飞船升空的相关片断，神舟号航天员在太空失重的录像（或在电梯中进行的超重失重演示实验）。 五、教学设计思路 本设计包括物理量的单位和国际单位制、牛顿运动定律的应用两部分内容。 本设计的基本思路是：以情景和实例为基础，了解物理探究过程中物理量“单位”统一的重要性，引入国际单位制，介绍国际单位制的组成和在力学中的应用；以典型示例为切入点，应用牛顿运动定律解决实际问题的典型示例，通过分析、讨论，归纳得出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法；以牛顿运动定律的应用为基础，通过观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重和失重现象，然后用牛顿运动定律解释产生超重和失重现象的原因。 本设计要突出的重点是：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。
牛顿定律的应用
牛顿定律的应用 一、已知受力求运动 1．一个质量为400g的物体受到大小为2N的水平拉力，由静止起沿水平面运动，物体与水面间的动摩擦因数为0.2，则其3s末的速度大小为m/s，3s内的位移为m。通过位移为10m时的速度是。 2．一辆速度为4m/s的自行车在水平公路上所受阻力为20N，车和人的总质量是100kg，在人撤去蹬力后，求其在前25s内发生的位移为m。 3. 在倾角为37°的斜面上，一个物体从静止开始下滑，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，物体开始下滑后1s末的速度大小为m/s，下滑8.8m位移所需时间为s，下滑m位移时速度可达到8.8m/s。 二、已知运动求受力 1. 质量为2kg的物体在水平拉力F作用下由静止起沿水平面运动，8s后突然F力变为反向，物体的速度－时间图像如图所示，求拉力F及物体和水平面间的摩擦力的大小。
2. 物体放在水平地面上，受到与水平面成53°角斜向下的力F作用，静止起做匀加速运动，2s内物体运动了18m，物体的质量为4kg，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，则F力的大小为N。 三、两者综合 1．力F在时间t内使质量为m的静止物体在光滑水平面上移动s，则当F、t都不变，质量改为m/2时，位移将变为s，当F、s都不变，质量改为m/2，运动时间将变为t，当s、t都不变，质量改为m/2，力将变为F。 2. 一个重为30N的物体静止在光滑水平面上，在水平恒力作用下，5s内位移为25m，则此力的大小为N。如保持此力大小不变，而将其方向改为斜向上与水平方向成37°角，则物体运动的加速度大小为m/s2，5s内位移为m 3. 一物体紧贴着竖直墙壁，在与竖直方向成53°角斜向上的推力作用下由静止起沿竖直墙壁加速上滑，滑行8m时速度达到4m/s，已知推力的大小为50N，物体与墙壁间的动摩擦因数为0.2，求物体的质量。
牛顿运动定律的应用——多过程问题(精选.)
牛顿第二定律的应用——多过程问题 1．如图所示，质量为0.78kg 的金属块放在水平地面上，在大小为3.0N 、方向与水平方向成370角的拉力F 作用下，以4.0m/s 的速度沿地面向右做匀速直线运动。g 取10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求： （1）金属块与地面间的动摩擦因数； （2）如果从某时刻起撤去拉力F ，此后金属块的加速度大小； （3）撤去拉力F 后金属块在地面上还能滑行多远？ 2．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如所示，比赛是运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O 。为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004。在某次比赛中，运动员使冰壶C 在投掷线中点处以v 0=2 m/s 的速度沿虚线滑出，为使冰壶C 能够沿虚线恰好到达圆心O 点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为 多少？ 3．如图所示，质量为m A 、m B 的两个物体A 和B ，用跨过定滑轮的细绳相连。用力把B 压在水平桌面上，使A 离地面的高度为H ，且桌面上方细绳与桌面平行。现撤去压B 的外力，使A 、B 从静止开始运动，A 着地后不反弹，在运动过程中B 始终碰不到滑轮。B 与水平桌面间的动摩擦因数为μ，不计滑轮与轴间、绳子的摩擦，不计空气阻力及细绳、滑轮的质量。求：（1）A 下落过程的加速度；（2）B 在桌面上运动的位移。 起滑架 投掷线 A B 30m 圆垒 C
物理牛顿运动定律的应用练习题及答案
物理牛顿运动定律的应用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求： （1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ； （3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T 【答案】（1）53F Mg mg =- （2） 65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855 T mg =或8 11T Mg = ） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5 3 F Mg mg = - （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得 65 M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M = +（）（488 5511 T mg T Mg = =或） 【点睛】
牛顿运动定律及其应用
动力学中两种典型物理模型 “传送带”模型 1．水平传送带 水平传送带又分为两种情况：物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向． 在匀速运动的水平传送带上，只要物体和传送带不共速，物体就会在滑动摩擦力的作用下，朝着和传送带共速的方向变速(若v物
高中物理牛顿运动定律的应用技巧小结及练习题
高中物理牛顿运动定律的应用技巧小结及练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at
ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x =L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg △x 代值解得： Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs ，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图所示，有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体，物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H =5.75m ， 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下．(取g =10m/s2)求： (1)长板2开始运动时的加速度大小； (2)长板2的长度0L ； (3)当物体3落地时，物体1在长板2的位置． 【答案】（1）26m /s （2）1m （3）1m 【解析】 【分析】 【详解】 设向右为正方向 （1）物体1： -μmg = ma 1 a 1=–μg = -2m/s 2 物体2：T +μmg = ma 2 物体3：mg –T = ma 3 且a 2= a 3 由以上两式可得：22 g g a μ+==6m/s 2 （2）设经过时间t 1二者速度相等v 1=v +a 1t=a 2t 代入数据解t 1=0．5s v 1=3m/s