牛顿第二定律的应用修精选文档.ppt

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1、牛顿第二定律的应用修本讲稿第一页，共二十七页例例1用一水平恒力将质量为用一水平恒力将质量为250kg的木箱由静止开始沿水的木箱由静止开始沿水平地面推行平地面推行50m，历时，历时10s，若物体受到阻力是物重的，若物体受到阻力是物重的0.1倍，则外加的推力多大？倍，则外加的推力多大？(g 取取10m/s2)风风P43针对训针对训练练2FF=?如如图图所示，物体静所示，物体静止在水平地面上，用恒力推着止在水平地面上，用恒力推着它沿水平面运它沿水平面运动动，已知推力，已知推力F500.0N，物体的，物体的质质量量m250kg，经过时间经过时间t10.0s，物体移物体移动动了距离了距离s50.0m，若

2、物体受到阻力是物重的若物体受到阻力是物重的0.1倍倍,这时这时撤去推力撤去推力F，物体，物体还还能运能运动动多多远远？(取取g10m/s2)Fs=?本讲稿第二页，共二十七页例例1本讲稿第三页，共二十七页如图所示，质量为如图所示，质量为0.5kg的物体在与水平面成的物体在与水平面成30角的拉力角的拉力F作用下，沿水作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经平桌面向右做直线运动，经过过0.5m的距离速度由的距离速度由0.6m/s变为变为0.4m/s，已知物体与桌，已知物体与桌面间的动摩擦因数面间的动摩擦因数0.1，求作用力求作用力F 的大小的大小(g10m/s2)风风P446F=0.44N如如图图所示，

3、一儿童所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个玩具静止在水平地面上，一个小孩沿与水平面成小孩沿与水平面成53角的恒角的恒力拉着它沿水平面运力拉着它沿水平面运动动，已，已知拉力知拉力F4.0N，玩具的，玩具的质质量量m0.5kg，经过时间经过时间t2.0s，玩具移，玩具移动动了距离了距离s4.8m，这这时时幼儿松开手，玩具幼儿松开手，玩具还还能运能运动动多多远远？(取取g10m/s2，sin530.8，cos530.6)习习P2410s=1.73m本讲稿第四页，共二十七页如图，在光滑地面上，如图，在光滑地面上，水平外力水平外力F拉动小车和木块一拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动起做无相对滑动

4、的加速运动已知小车质量是已知小车质量是M、木块质、木块质量是量是m、力大小是、力大小是F、加速度、加速度大小是大小是a、木块和小车之间动、木块和小车之间动摩擦因数是摩擦因数是.则在这个过程中，则在这个过程中，关于木块受到的摩擦力大小正关于木块受到的摩擦力大小正确的是确的是()AmaBmaC.DFma如如图所示，质量为图所示，质量为m1和和m2的两个物体用细线相连，的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力在大小恒定的拉力F作用下，作用下，先沿水平面，再沿斜面先沿水平面，再沿斜面(斜面与斜面与水平面成水平面成角角)，最后竖直向上，最后竖直向上加速运动则在这三个阶段的运加速运动则在这三个阶段的运动中，

5、细线上张力的大小情况是动中，细线上张力的大小情况是()A由大变小由大变小B由小变大由小变大C始终不变始终不变D由大变小再变大由大变小再变大习习P2610习习P2410本讲稿第五页，共二十七页4、求题目所求量。、求题目所求量。物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况加速度加速度加速度加速度 a a物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律运动学运动学运动学运动学公公公公式式式式解题步骤：解题步骤：1、找对象；、找对象；2、受力、受力(运动运动)分析；分析；3、求、求a；解题思路：解题思路：解题方法：解题方法：（常用）（常用）1、正交分

6、解法；、正交分解法；2、整体与隔离法；、整体与隔离法；能否从今天的例题中总结一些规律？能否从今天的例题中总结一些规律？本讲稿第六页，共二十七页（20112011天津理综天津理综-2）如图）如图6所示，所示，A、B两物块叠放在一起，两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中运动过程中B受到的摩擦力受到的摩擦力A方向向左，大小不变方向向左，大小不变B方向向左，逐渐减小方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变方向向右，大小不变D方向向右，逐渐减小方向向右，逐渐减小解析：运动中解析：运动中A、B整体具有水平整体具有

7、水平向左的恒定加速度，使向左的恒定加速度，使B产生此产生此加速度的是加速度的是A的静摩擦力。由牛的静摩擦力。由牛顿第二定律可知，此力恒定不顿第二定律可知，此力恒定不变，方向水平向左。本题选变，方向水平向左。本题选A。本讲稿第七页，共二十七页【举一反三举一反三举一反三举一反三】(2010年惠州二模年惠州二模)如图如图3211所示，质量为所示，质量为m的木块的木块(可可视为质点视为质点)沿倾角为沿倾角为的足够长的固定斜面以初速度的足够长的固定斜面以初速度v0向上向上运动，已知木块与斜面间的动摩擦因数为运动，已知木块与斜面间的动摩擦因数为(分析计算时认分析计算时认为木块与斜面间的最大静摩擦力与动摩擦

8、力相等为木块与斜面间的最大静摩擦力与动摩擦力相等)求：求：(1)木块上滑的加速度；木块上滑的加速度；(2)木块上升到最高点的时间；木块上升到最高点的时间；(3)分析木块上升到最高点时可能出现的情况，每种情况摩分析木块上升到最高点时可能出现的情况，每种情况摩擦力擦力f的大小、方向各有什么特点？的大小、方向各有什么特点？习习P2411本讲稿第八页，共二十七页（2007.上海卷）上海卷）如如图图所示所示,物体从光滑斜面上的物体从光滑斜面上的A点由静止开点由静止开始下滑始下滑,经过经过B点后点后进进入水平面入水平面(设经过设经过B点前后速度大小不点前后速度大小不变变),最后停在最后停在C点点.每隔每隔

9、0.2秒秒钟钟通通过过速度速度传传感器感器测测量物体的瞬量物体的瞬时时速度速度,下表下表给给出了部分出了部分测测量数量数据据.(重力加速度重力加速度g=10m/s2)求求:(1)斜面的倾角斜面的倾角(2)物体与水平面之间的动摩擦因数物体与水平面之间的动摩擦因数(3)t=0.6s时的瞬时速度时的瞬时速度v t(s)0.0 0.2 0.4 1.2 1.4 v(m/s)0.0 1.0 2.0 1.1 0.7 类型类型风风P40模拟真题模拟真题2本讲稿第九页，共二十七页解解：物物体体在在光光滑滑斜斜面面上上运运动动，做做匀匀变变速速直直线线运运动动，由由前前三列数据可求物体在斜面上运三列数据可求物体在

10、斜面上运动时动时的加速度的加速度,则则在在斜斜面面上上运运动动时时重重力力的的分分力力提提供供加加速速度度,即即:a1=gsin,解解得得:=30.物物体体在在水水平平面面上上做做匀匀速速直直线线运运动动,由由后后两两列列数数据据可可求求得得物物体体在在水平面上运水平面上运动时动时的加速度的加速度a2=负负号表示水平面上的加速度与物体运号表示水平面上的加速度与物体运动动速度方向相反速度方向相反.由由a2=g得得:=.本讲稿第十页，共二十七页设设物物体体在在斜斜面面上上运运动动时时间间为为t,则则物物体体到到达达斜斜面面末末端端的的速速度度v1=a1t=5t,然后物体又做匀速直线运动然后物体又做

11、匀速直线运动,又经又经过过(1.2-t)s速度速度变为变为1.1m/s,则则a1t-a2(1.2-t)=v2,代代入入数数据据解解得得t=0.5s,则则t=0.6s时时物物体体在在水水平平面面上上,其其速速度度v=a1t-a2(t-t)=50.5m/s-20.1m/s=2.3m/s本讲稿第十一页，共二十七页1、接触与脱离的临界条件：接触与脱离的临界条件：1、二、动力学中的典型临界问题：二、动力学中的典型临界问题：本讲稿第十二页，共二十七页习习P2213、P267本讲稿第十三页，共二十七页2、相对静止与相对滑动的临界条件：相对静止与相对滑动的临界条件：两个物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩

12、擦两个物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力。则它们相对静止或相对滑动的临界条件是：力。则它们相对静止或相对滑动的临界条件是：静摩擦力静摩擦力达到最大值或为零达到最大值或为零。变变式式：如如图图所所示示，质质量量为为M的的木木板板上上放放着着一一质质量量为为m的的木木块块，木木块块与与木木板板间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为l，木木板板与与水水平平地地面面间间动动摩摩擦擦因因数数为为2。求求加加在在木木板板上上的的力力F至至少少为为多多大大时时，才才能能将将木木板板从木块下抽出从木块下抽出?【分析分析】将将M从从m下抽出，此时对应的临界状态下抽出，此时对应的临界状态是：是：M与与m间的摩

13、擦力必定是最大静摩擦力间的摩擦力必定是最大静摩擦力fm，且且m运动的加速度必定是二者共同运动时的最大加速度运动的加速度必定是二者共同运动时的最大加速度am。例例2：周三晚测：周三晚测：12将将M抽出，抽出，F(M+m)(1+2)g。本讲稿第十四页，共二十七页3 3、绳子断裂与松弛的临界条件、绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条绳子松弛的临界条件是张力件是张力T=0。例例3：如如图图所所示示的的升升降降机机中中用用两两

14、根根能能承承受受的的最最大大拉拉力力均均为为320N的的绳绳子子AO、BO吊吊着着一一质质量量m20kg的的重重物物。两两绳绳互互相相垂垂直直，且且AO与与竖竖直直方方向向夹夹角角37。为为了了使使AO、BO两两绳绳不不断断裂裂，升降机由静止开始匀加速上升升降机由静止开始匀加速上升20m的最短时间是多少的最短时间是多少?ABOm判断哪根绳子中先达最大张力是解题的关键所判断哪根绳子中先达最大张力是解题的关键所在。这需要通过受力分析，建立运动方程进行在。这需要通过受力分析，建立运动方程进行讨论，才能确定临界状态和临界条件。讨论，才能确定临界状态和临界条件。本讲稿第十五页，共二十七页三、传送带问题三

15、、传送带问题难点与疑点：难点与疑点：难点：传送带与物体运动的牵制。难点：传送带与物体运动的牵制。关键关键(突破点突破点):是受力分析和情景分析是受力分析和情景分析疑点疑点:牛顿第二定律中牛顿第二定律中a是物体对地加速度，运动是物体对地加速度，运动学公式中学公式中S是物体对地的位移，这一点必须明确。是物体对地的位移，这一点必须明确。本讲稿第十六页，共二十七页vGN随传送带一起向右随传送带一起向右匀速运动匀速运动练习练习1 1：如图所示，水平传送带上的物体。：如图所示，水平传送带上的物体。分析物体的受力情况分析物体的受力情况 GN传送带由静止开始起动传送带由静止开始起动fa本讲稿第十七页，共二十七

16、页vvGNGNf0f0向上运输向上运输向下运输向下运输分析物体的受力情况分析物体的受力情况 练习练习2 2 如图所示，倾斜传送带上静止的物体。如图所示，倾斜传送带上静止的物体。本讲稿第十八页，共二十七页视为初速度为零例题分析：AB例例例例一一一一：如如如如图图图图所所所所示示示示，一一一一平平平平直直直直的的的的传传传传送送送送带带带带以以以以v v=2m/s=2m/s的的的的速速速速度度度度匀匀匀匀速速速速运运运运行行行行，现现现现将将将将一一一一物物物物体体体体轻轻轻轻轻轻轻轻放放放放在在在在皮皮皮皮带带带带上上上上，若若若若物物物物体体体体与与与与皮皮皮皮带带带带间间间间的的的的动动动动

17、摩摩摩摩擦擦擦擦因因因因数数数数是是是是0.50.5，则则则则传传传传送送送送带带带带把把把把物物物物体体体体传传传传送送送送L=10m的的距距离离所所需需要要的时间？的时间？分分析析当当物物体体刚刚放放上上传传送送带带一一段段时时间间内内，与与传传送送带带之之间间有有相相对对滑滑动动，在在此此过过程程中中，物物体体受受到到传传送送带带的的滑滑动动摩摩擦擦力力是是物物体体做做匀匀加加速速运运动动的的动动力力，物物体体处处于于相相对对滑滑动动阶阶段段。然然后后当当物物体体与与传传送送带带速速度度相相等等时时,物物体体相相对对传传送送带带静静止止而而向向右右以以速速度度做做匀匀速速运运动动直直到到

18、B端端，此此过过程程中中无无摩摩擦擦力力的的作用。作用。风风P41例一例一本讲稿第十九页，共二十七页如如如如图图图图所所所所示示示示，一一一一平平平平直直直直的的的的传传传传送送送送带带带带以以以以v v=2m/s=2m/s的的的的速速速速度度度度匀匀匀匀速速速速运运运运行行行行，传传传传送送送送带带带带把把把把A处处处处的的的的工工工工件件件件运运运运送送送送到到到到B B处处处处.A A、B B相相相相距距距距L L=10m.=10m.从从A A处处处处把把把把工工工工件件件件无无无无初初初初速速速速度度度度地地地地放放放放到到到到传传传传送送送送带带带带上上上上，经经经经过过过过时时时时

19、间间间间t t=6s=6s传传送送到到B B处处处处。欲欲欲欲用用用用最最最最短短短短的的的的时时时时间间间间把把把把工工工工件件件件从从从从A处处处处传传传传送送送送到到到到B处处处处，求求求求传传传传送送送送带带带带的的的的运运运运行行行行速度至少多大？速度至少多大？速度至少多大？速度至少多大？变式变式1：【分析】【分析】A A物体无初速度放上传送带以后，物体将在摩物体无初速度放上传送带以后，物体将在摩擦力作用下做匀加速运动，因为擦力作用下做匀加速运动，因为L/tL/tv v/2/2，这表明物体从这表明物体从这表明物体从这表明物体从A A到到到到B B先做匀加速运动后做匀速运动。先做匀加速

20、运动后做匀速运动。本讲稿第二十页，共二十七页解解：设设物物体体做做匀匀加加速速运运动动的的加加速速度度为为a，加加速速的的时时间间为为t t1 1，相相对对地地面面通通过过的的位位移移为为s s，则则有有v=atv=at1，s=ats=at21 1/2/2，s+v(t-t1 1)=L)=L.数值代入得：数值代入得：数值代入得：数值代入得：a=1m/s2要要要要使使使使工工工工件件件件从从从从A A到到到到B的的的的时时时时间间间间最最最最短短短短，须须须须使使使使物物物物体体体体始始始始终终终终做做做做匀匀匀匀加加加加速速速速运运运运动动动动，至至至至B B点点点点时时时时速速速速度度度度为为

21、为为运运运运送送送送时时时时间间间间最最最最短短短短所所所所对对对对应应应应的的的的皮皮皮皮带带带带运运运运行行行行的的的的最最最最小小小小速速速速度，由度，由度，由度，由v2=2aL得：得：得：得：v=S1,t1S2aGNfGN本讲稿第二十一页，共二十七页如图所示，有一水平放置的足够长的皮带输送机以如图所示，有一水平放置的足够长的皮带输送机以v v=5m/s=5m/s的速率沿顺时针方向运行。有一物体以的速率沿顺时针方向运行。有一物体以v v0=10m/s=10m/s的初速度从皮带输送机的右端沿皮带水平向左滑动。若的初速度从皮带输送机的右端沿皮带水平向左滑动。若物体与皮带间的动摩擦因素物体与皮

22、带间的动摩擦因素=0.5=0.5，并取并取g g=10m/s=10m/s2 2，求物体求物体求物体求物体从滑上皮带到离开皮带所用的时间。从滑上皮带到离开皮带所用的时间。从滑上皮带到离开皮带所用的时间。从滑上皮带到离开皮带所用的时间。答案：答案：t t=4.5=4.5s 变式变式2：本讲稿第二十二页，共二十七页如如如如图图图图所所所所示示示示，倾倾倾倾角角角角=30=30的的的的传传传传送送送送带带带带以以以以恒恒恒恒定定定定速速速速率率率率v=2m/sv=2m/s转转转转动动动动，皮皮皮皮带带带带始始始始终终终终是是是是绷绷绷绷紧紧紧紧的的的的，皮皮皮皮带带带带ABAB长长长长L=5m,L=5

23、m,将将将将质质质质量量量量为为为为1kg1kg的的的的物物物物体体体体放放放放在在在在A A点点点点，经经经经t=2.9s到达到达到达到达B点，求物体和皮带间的摩擦力？点，求物体和皮带间的摩擦力？AB3030变式变式3：风风P41纠错强化纠错强化GNf0GNf1提示：注意相对静止前后摩擦提示：注意相对静止前后摩擦力是否发生变化力是否发生变化习习P235、P2412本讲稿第二十三页，共二十七页变式变式变式变式4 4：如图示，传送带与水平面夹角为如图示，传送带与水平面夹角为370 0，并以，并以，并以，并以v v=10m/s=10m/s运行，在传送带的运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体端

24、轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数与传送带之间的动摩擦因数=0.5=0.5，ABAB长长长长1616米，求：以米，求：以米，求：以米，求：以下两种情况下物体从下两种情况下物体从下两种情况下物体从下两种情况下物体从A到到到到B所用的时间所用的时间.（1 1）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动.（2 2）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动.AB解：解：解：解：（1 1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：）传送带顺时针方向转动时受力如图示：）传送带顺时针方向转动时受力如图示：）传送带顺

25、时针方向转动时受力如图示：vNfmgmg sinmg cos=m aa=gsingcos=2m/s2S=1/2a t2本讲稿第二十四页，共二十七页ABv（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：）传送带逆时针方向转动物体受力如图：Nfmg开始摩擦力方向向下，向下匀加速运动开始摩擦力方向向下，向下匀加速运动a=gsin370+gcos370=10m/s2t1=v/a=1s S1=at2/2=5m S2=11m 1s后，速度达到后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上摩擦力方向变为向上Nfmga2=gsin370-gcos370=2m/s2物体以初速度物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动向下

26、作匀加速运动S2=vt2+1/2a2t2211=10t2+1/22t22t2=1st=t1+t2=2s本讲稿第二十五页，共二十七页总结总结传送带问题的分析思路：传送带问题的分析思路：初始条件初始条件相对运动相对运动判断滑动摩擦力的大小和方判断滑动摩擦力的大小和方向向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。及运动状态的改变。关键：判断摩擦力的方向及大小！（受力分析一定要关键：判断摩擦力的方向及大小！（受力分析一定要过关）过关）本讲稿第二十六页，共二十七页本讲稿第二十七页，共二十七页