牛顿定律应用复习.ppt

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1、牛顿定律的应用牛顿定律的应用张军武10年元月单一过程问题1（14分）如图所示，质量为分）如图所示，质量为0.78kg的金属的金属块放在水平桌面上，在与水平成块放在水平桌面上，在与水平成37角斜向角斜向上、大小为上、大小为3.0N的拉力的拉力F作用下，以作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动已知的速度向右做匀速直线运动已知sin37=0.60，cos370.80，g取取10m/s2n（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数求金属块与桌面间的动摩擦因数 n（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？力后金属块在桌面上还能滑行多远？Fm3

2、702、一个人站在以、一个人站在以2.5m/s2匀加速匀加速下降的电梯里最多能举起下降的电梯里最多能举起80kg的的物体，若此人站在匀减速上升的物体，若此人站在匀减速上升的电梯里最多能举起电梯里最多能举起100kg的重物，的重物，求电梯的加速度。求电梯的加速度。3、一条绳子长、一条绳子长10米上端固定，绳米上端固定，绳子能承受的最大拉力为子能承受的最大拉力为400牛顿，牛顿，一个质量为一个质量为60kg的人要想利用绳子的人要想利用绳子从上端滑下，则人从绳子上滑下的从上端滑下，则人从绳子上滑下的最长时间不能超过多少？最长时间不能超过多少？4、在在运运动动的的升升降降机机中中天天花花板板上上用用细

3、细线线悬悬挂挂一一个个物物体体A，下下面面吊吊着着一一个个轻轻质质弹弹簧簧秤秤（弹弹簧簧秤秤的的质质量量不不计计），弹弹簧簧秤秤下下吊吊着着物物体体B，如如下下图图所所示示，物物体体A和和B的的质质量量相相等等，都都为为m5kg，某某一一时时刻刻弹弹簧簧秤秤的的读读数数为为40N，设设g=10m/s2，则则细细线线的的拉拉力力等等于于_，若若将将细细线线剪剪断断，在在剪剪断断细细线线瞬瞬间间物物体体A的的加速度是加速度是，方向，方向_；物体物体B的加速度是的加速度是；方向方向_。80N18m/s2向下向下2m/s2向下向下ABn5.（14分）如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运分）如图所示

4、的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装动时的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器了一个压力传感器a和和b。用两根相同的轻弹簧夹着一个质。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量量m=2.0kg的滑块的滑块,滑块可无摩擦滑动滑块可无摩擦滑动;两弹簧的另一端分两弹簧的另一端分别压在别压在a、b上上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。当弹簧作用在传感器上的力为压力时上读出。当弹簧作用在传感器上的力为压力时,示数为正；示数为正；当弹簧作用在传感器上的力为拉力时当弹簧作用在传感器上的力为拉力时,示数为

5、负示数为负.现将装置现将装置沿运动方向固定在汽车上沿运动方向固定在汽车上.汽车静止时汽车静止时,a、b的示数均为的示数均为10N（取（取g=10 m/s2）。）。n若传感器若传感器b的示数为的示数为14N，a的示数应该是多少？的示数应该是多少？n当汽车以什么样的加速度运动时，传感器当汽车以什么样的加速度运动时，传感器b的示数为零的示数为零？n若传感器若传感器b的示数为的示数为-5N，n车的加速度大小和方向如何？车的加速度大小和方向如何？bamv多过程问题多过程问题1、（12分分）如如图图所所示示，物物体体从从光光滑滑斜斜面面上上的的A点点由由静静止止开开始始下下滑滑，经经过过B点点后后进进入入

6、水水平平面面（设设经经过过B点点前前后后速速度度大大小小不不变变），最最后后停停在在C点点。每每隔隔0.2秒秒钟钟通通过过速速度度传传感感器器测测量量物物体体的的瞬瞬时时速速度度，下下表表给给出出了了部部分分测测量量数据。（重力加速度数据。（重力加速度g10m/s2）t(s)0.00.20.41.21.4v(m/s)0.01.02.01.10.7ABC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）t0.6s时的瞬时速度时的瞬时速度v。如图所示，传送带与水平地面成37角，带AB长为16米，传送带以10米/秒的速度沿逆时针方向转动，在上

7、端A处无初速度放一质量为0.5kg的物体，它与传送带间的摩擦系数为0.5，求物体A到B所用的时间。37AB2、放放在在光光滑滑水水平平面面上上的的物物体体,受受到到水水平平向向右右的的力力F的的作作用用,从从静静止止开开始始做做匀匀加加速速直直线线运运动动.经经过过t秒秒后后,改改用用大大小小与与F相相同同,方方向向与与F相相反反的的力力F作作用用,F作作用用t秒物体回到原出发点秒物体回到原出发点,则则t等于等于()(A)t(B)2t(C)(D)3t解解：画出运动示意图如图示，：画出运动示意图如图示，ABCv1FFA到到B，匀加速运动匀加速运动S1=1/2a1t2v1=a1tB经经C回到回到A

8、，匀减速运动匀减速运动S2=v1t-1/2a2t2a1=a2=F/m=aS1=-S21/2at2=1/2at2attt22ttt2=0C练练习习3.一一个个质质点点在在一一个个恒恒力力F作作用用下下由由静静止止开开始始运运动动，速速度度达达到到v后后，撤撤去去力力F同同时时换换成成一一个个方方向向相相反反、大大小小为为3F的的恒恒力力作作用用，经经过过一一段段时时间间，质质点点回回到到出出发发点点，求求质质点回到出发点时的速度大小。点回到出发点时的速度大小。解解:画出运动过程的示意图如图示画出运动过程的示意图如图示:ABCv3FFS恒力恒力F作用时，质点做匀加速直线运动，作用时，质点做匀加速直

9、线运动，设位移为设位移为S，加速度为加速度为a，则有则有v2=2aS换成恒力换成恒力3F作用时，加速度为作用时，加速度为3a，质点做匀减速质点做匀减速直线运动，直线运动，设回到出发点时速度大小为设回到出发点时速度大小为vt则有：则有：vt2v2=2(-3a)(-S)可解得，可解得，vt=2v4、一一个个质质量量m为为3kg的的物物块块，静静置置在在水水平平面面上上，物物块块与与水水平平面面间间的的摩摩擦擦系系数数为为0.2，现现在在给给物物块块施施加加一一个个大大小小为为15N、方方向向向向右右的的水水平平推推力力F，并并持持续续作作用用6s，在在6s末末时时撤撤去去F，最最后后物物体体滑滑行

10、行一一段段距距离离停停下下来来，求求物物块块在水平面上运动的总距离。（在水平面上运动的总距离。（g取取10m/s2）解：解：画出运动示意图，画出运动示意图，v0ABCFS1S2ff根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律，a1=(F-mg)m=(15-0.2310)3=3(m/s2)6s末物体的速度及位移分别是末物体的速度及位移分别是v0=a1t1=18m/s，S1=1/2a1t12=1/2336=54m撤去水平推力撤去水平推力F，加速度变为加速度变为a2=-mg/m=-g=-0.210=-2m/s2直到停止又滑行了一段距离直到停止又滑行了一段距离S2S2=-v022a2=1824=81m那么总距离

11、为那么总距离为S总总=S1S2=135m2005年江苏理综年江苏理综35.5.(9分分)如图所示为车站使用的水平传送带装置的示如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图意图.绷紧的传送带始终保持绷紧的传送带始终保持3.0ms的恒定速率运的恒定速率运行，传送带的水平部分行，传送带的水平部分AB距水平地面的高度为距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包现有一行李包(可视为质点可视为质点)由由A端被传送到端被传送到B端，且传送到端，且传送到B端时没有被及时取下，行李包从端时没有被及时取下，行李包从B端水平抛出，不计空气阻力，端水平抛出，不计空气阻力，g取取l0m/s2(1)若行李包从若行李包从

12、B端水平抛出的初速端水平抛出的初速v3.0ms，求求它在空中运动的时间和飞出的水平距离；它在空中运动的时间和飞出的水平距离；(2)若行李包以若行李包以v01.0ms的初速从的初速从A端向右滑行，端向右滑行，包与传送带间的动摩擦因数包与传送带间的动摩擦因数0.20，要使它从要使它从B端端飞出的水平距离等于飞出的水平距离等于(1)中所中所求的水平距离，求传送带的长求的水平距离，求传送带的长度度L应满足的条件应满足的条件.BALh（1）设设行李包在空中运行李包在空中运动时间为动时间为t，飞飞出的水平距出的水平距离离为为s，则则（2 2）设设行李包的行李包的质质量量为为m，与与传传送送带带相相对对运运

13、动时动时的加速度的加速度为为a，则则滑滑动动摩擦力摩擦力要使行李包从要使行李包从B端端飞飞出的水平距离等于（出的水平距离等于（1）中所）中所求水平距离，行李包从求水平距离，行李包从B端端飞飞出的水平抛出的初速度出的水平抛出的初速度v=3.0m/s2as0=v2-v02代入数据得代入数据得s02.0m故传送带的长度故传送带的长度L应满足的条件为：应满足的条件为：L2.0mBALhh=1/2gt2 svt代入数据得：代入数据得：t0.3ss0.9m代入数据得：代入数据得：a2.0m/s2设设行李被加速到行李被加速到时时通通过过的距离的距离为为s0，则则解：解：图象问题图象问题1（12分分）放放在在

14、水水平平地地面面上上的的一一物物块块，受受到到方方向向不不变变的的水水平平推推力力F的的作作用用，力力F的的大大小小与与时时间间t的的关关系系和和物物块块速速度度v与与时时间间t的的关关系系如如图图所所示示.取取重重力力加加速速度度g=10m/s2.试利用两图线求：试利用两图线求：（1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；（2）物块在）物块在36s的加速度大小；的加速度大小；（3）物块与地面间的动摩擦因数）物块与地面间的动摩擦因数.026t/sF/N9364036t/sv/(ms-1)936（1）由）由v-t 图象可知，物块在图象可知，物块在69s内做匀速

15、运动，内做匀速运动，由由F-t图象知，图象知，69s的推力的推力F3=4N故故Ff=F3=4N解解:例例2、人和雪橇的总质量为、人和雪橇的总质量为75kg，沿倾角沿倾角=37且足够且足够长的斜坡向下运动，已知雪橇所受的空气阻力与速度长的斜坡向下运动，已知雪橇所受的空气阻力与速度成正比，比例系数成正比，比例系数k未知，从某时刻开始计时，测得雪未知，从某时刻开始计时，测得雪橇运动的橇运动的v-t图象如图中的曲线图象如图中的曲线AD所示，图中所示，图中AB是曲是曲线在线在A点的切线，切线上一点点的切线，切线上一点B的坐标为的坐标为（4,15），），CD是曲线是曲线AD的的渐近线，渐近线，g取取10m

16、/s2，试回答和求解：试回答和求解：雪橇在下滑过程中，开始做什么雪橇在下滑过程中，开始做什么运动，最后做什么运动？运动，最后做什么运动？当雪橇的速度为当雪橇的速度为5m/s时，雪橇时，雪橇的加速度为多大？的加速度为多大？雪橇与斜坡间的动摩擦因数雪橇与斜坡间的动摩擦因数多大？多大？t/sV/ms-15401510DABCt/sV/ms-15401510DABC解：解：由图线可知，雪橇开始以由图线可知，雪橇开始以5m/s的初速度作加速的初速度作加速度逐渐减小的变加速运动，最后以度逐渐减小的变加速运动，最后以10m/s作匀速运动作匀速运动t=0，v0=5m/s时时AB的斜率等于加速度的大小的斜率等于

17、加速度的大小a=v/t=10/4=2.5m/s2t=0v0=5m/sf0=kv0由牛顿运动定律由牛顿运动定律mgsin-mgcoskv0=ma t=4svt=10m/sft=kvtmgsin-mgcoskvt=0解解得得k=37.5Ns/m=0.1252007年物理海南卷年物理海南卷16（整体、隔离）（整体、隔离）1如如图图所所示示，一一辆辆汽汽车车A拉拉着着装装有有集集装装箱箱的的拖拖车车B，以以速速度度v1=30m/s进进入入向向下下倾倾斜斜的的直直车车道道。车车道道每每100m下下降降2m。为为使使汽汽车车速速度度在在s=200m的的距距离离内内减减到到v2=10m/s,驾驾驶驶员员必必

18、须须刹刹车车。假假定定刹刹车车时时地地面面的的摩摩擦擦阻阻力力是是恒恒力力,且且该该力力的的70作作用用于于拖拖车车B，30作作用用于于汽汽车车A。已已知知A的的质质量量m1=2000kg，B的的质质量量m2=6000kg。求求汽汽车车与与拖拖车车的的连连接接处处沿沿运运动动方方向向的的相互作用力。取重力相互作用力。取重力加速度加速度g=10m/s2。AB解：解：汽汽车车沿沿斜斜面面作作匀匀减减速速运运动动,用用a表表示示加加速速度度的的大大小小，有有用用F表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有式中式中设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为设刹车过程中地面作用于汽

19、车的阻力为f,根据题意根据题意方向与汽车前进方向相反；方向与汽车前进方向相反；用用fN表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进方向相同。方向相同。以汽车为研究对象，由牛顿第二定律有以汽车为研究对象，由牛顿第二定律有由由式得式得由由式，代入数据得式，代入数据得题目题目几个基本模型n物体在斜面上自由滑动时的加速度光滑斜面：a=gsin 粗糙斜面：下滑 a=g（sin cos)粗糙斜面：上滑 a=g（sin cos)悬挂的小球相对静止时：a=gtg超重失重Fmga有向下加速度时：F=m(ga)有向上加速度时：F=m(g+a)2、在在运运动动的的升升降降机机

20、中中天天花花板板上上用用细细线线悬悬挂挂一一个个物物体体A，下下面面吊吊着着一一个个轻轻质质弹弹簧簧秤秤（弹弹簧簧秤秤的的质质量量不不计计），弹弹簧簧秤秤下下吊吊着着物物体体B，如如下下图图所所示示，物物体体A和和B的的质质量量相相等等，都都为为m5kg，某某一一时时刻刻弹弹簧簧秤秤的的读读数数为为40N，设设g=10m/s2，则则细细线线的的拉拉力力等等于于_，若若将将细细线线剪剪断断，在在剪剪断断细细线线瞬瞬间间物物体体A的的加速度是加速度是，方向，方向_；物体物体B的加速度是的加速度是；方向方向_。80N18m/s2向下向下2m/s2向下向下AB3.如图示，两物块质量为如图示，两物块质量

21、为M和和m，用绳连接后放在倾角用绳连接后放在倾角为为的斜面上，物块和斜面的动摩擦因素为的斜面上，物块和斜面的动摩擦因素为，用沿斜面用沿斜面向上的恒力向上的恒力F拉物块拉物块M运动，求中间绳子的张力运动，求中间绳子的张力.MmF由牛顿运动定律，由牛顿运动定律，解解：画出：画出M和和m的受力图如图示：的受力图如图示：N1Mgf1Tmgf2N2T对对M有有F-T-Mgsin-Mgcos=Ma（1）对对m有有T-mgsin-mgcos=ma（2）a=F/(M+m)-gsin-gcos（3）（3）代入（代入（2）式得）式得T=m(a+gsin+gcos)=mF(M+m)由上式可知：由上式可知：T的大小与

22、运动情况无关的大小与运动情况无关T的大小与的大小与无关无关T的大小与的大小与无关无关练练习习1、如如图图所所示示，置置于于水水平平面面上上的的相相同同材材料料的的m和和M用用轻轻绳绳连连接接，在在M上上施施一一水水平平力力F(恒恒力力)使使两两物物体体作作匀匀加加速速直直线线运运动动，对对两两物物体体间间细细绳绳拉拉力力正正确确的的说说法法是：是：（）(A)水平面光滑时，绳拉力等于水平面光滑时，绳拉力等于mF/(Mm)；(B)水平面不光滑时，绳拉力等于水平面不光滑时，绳拉力等于mF/(Mm)；(C)水平面不光滑时，绳拉力大于水平面不光滑时，绳拉力大于mF/(Mm)；(D)水平面不光滑时，绳拉力

23、小于水平面不光滑时，绳拉力小于mF/(Mm)。MmF解：解：由上题结论：由上题结论：T的大小与的大小与无关，应选无关，应选ABAB4.一质量为一质量为M、倾角为倾角为的的楔形木块，静止在水平桌面上，楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为与桌面的动摩擦因素为，一物块质量为一物块质量为m，置于楔形木块的斜置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力止，可用一水平力F推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于 。mM解：解：对于物块，受力如图示：对于物块，受力如

24、图示：mgN1物块相对斜面静止，只能有向左的加速度，物块相对斜面静止，只能有向左的加速度，所以合力一定向左。所以合力一定向左。由牛顿运动定律得由牛顿运动定律得mgtg=maa=gtg对于整体对于整体受力如图示受力如图示：fF(M+m)gN2由牛顿运动定律得由牛顿运动定律得Ff=(m+M)aN2=(m+M)gF=N2=(m+M)gF=f+(m+M)a=(m+M)g(+tg)(m+M)g(+tg)5、如如图图，有有一一斜斜木木块块，斜斜面面是是光光滑滑的的，倾倾角角为为，放放在在水水平平面面上上，用用竖竖直直放放置置的的固固定定挡挡板板A与与斜斜面面夹夹住住一一个个光光滑滑球球，球球质质量量为为m，要要使使球球对对竖竖直直挡挡板板无无压压力力，球球连连同同斜斜木木块块一一起起应应向向(填填左左、右右)做做加加速速运运动动，加速度大小是加速度大小是.解解:画出小球的受力图如图示画出小球的受力图如图示:mgN合力一定沿水平方向向合力一定沿水平方向向左左,F=mgtga=gtg左左gtg