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1、第三单元 牛顿运动定律,2011届高中物理第一轮总复习,第二节 牛顿第二定律的应用,一、动力学的两类基本问题：,a,已知受力,F合,已知一段运动（V0、Vt、S、t中的三个),二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤,1、审题、明确题意，选择研究对象，研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组,2、受力分析,3、建立坐标系，一般情况下优先选择物体的加速度方向为轴，垂直加速度方向为轴,4、根据牛顿第二定律、运动学公式列方程,四、超重与失重,（1）实重与视重,如图1所示，在某一系统中（如升降机中）用弹簧秤测某一物体的重力,悬于弹簧秤挂钩下的物体静止时受到两个力的作用：地球给物体的竖直向下的重力
2、mg和弹簧秤挂钩给物体的竖直向上的弹力F，mg是物体实际受到的重力，称为物体的实重；,F是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表现在弹簧秤的示数上，称为物体的视重。,（2）超重与失重,超重:视重大于实重,称为超重.。,失重：视重小于实重称为失重。,完全失重：视重等于零称为完全失重现象。,（3）超重与失重的条件,超重的条件：,失重的条件：,完全失重的条件：,加速度a方向向上,加速度a方向向下,a，方向向下,五、对整体用牛顿第二定律：,1.下列实例属于超重现象的是()A汽车驶过拱形桥顶端B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动过程。D火箭点火后加速升空。,B D,2如图所示，质量为
3、0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成37角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动已知sin37=0.60，cos370.80，g取10m/s2（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数（2）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？,解：取物体的运动方向为正，由平衡条件有,（2）由牛顿第二定律有,或：设金属块撤去拉力后，在桌面上还能滑行的距离为s，则根据动能定理有,3放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取重力加速度g=10 m/s2.试利用两图线求：（1
4、）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；（2）物块在36s的加速度大小；（3）物块与地面间的动摩擦因数.,（1）由v-t 图象可知，物块在69s内做匀速运动，,由F-t图象知，69s的推力F3=4N,故Ff=F3=4N,解:,（2）由v-t 图象可知，36s内做匀加速运动，,得 a=2 m/s2,（3）在36s内，由牛顿第二定律有：,F2 Ff=ma,且 Ff=N=mg,由以上各式求得：,m=1kg=0.4,4晓晗同学觉得去新疆玩，最刺激的莫过于滑沙运动。当晓晗蹲在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到达斜面底端时，速度为2v0。（1）若晓晗在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下
5、滑，则晓晗到达斜面底端的速度多大?（2）晓晗估测到沙坡长L，约为坡高的2倍（即斜面倾角约30),已知晓晗质量为m，则晓晗沿沙坡下滑时所受的平均阻力约多大？,解：,（1）设晓晗沿斜面做匀加速直线运动，加速度大小为a，斜面长为s，晓晗被人推一把后，到达斜面底端的速度为vt，根据匀变速直线运动的公式,得：,（2）将L代入式得,画出受力图如图示,根据牛顿第二定律得：F合G1f ma,而G1mgsin解得：,5（11分）如图所示，长L=1.6m，质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上，质量m=1kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数=0.1.现对木板施加一水平向右的拉力F，取g=10 m/
6、s2，求：（1）使物块不掉下去的最大拉力F；（2）如果拉力F=10N恒定不变，小物块所能获得的最大动能.,解：,（1）F最大的时物块不掉下，必是物块与木板具有共同的最大加速度a1，对物块，最大加速度，,对整体 F=（M+m）a1=(3+1)1=4N,（2）木板的加速度,由,得物块滑过木板所用时间,物块离开木板时的速度,小物块所能获得的最大动能,6.如图所示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、后壁上各安装了一个压力传感器a和b。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的滑块,滑块可无摩擦滑动;两弹簧的另一端分别压在a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示
7、屏上读出。当弹簧作用在传感器上的力为压力时,示数为正；当弹簧作用在传感器上的力为拉力时,示数为负.现将装置沿运动方向固定在汽车上.汽车静止时,a、b的示数均为10N（取g=10 m/s2）。若传感器b的示数为14N，a的示数应该是多少？当汽车以什么样的加速度运动时，传感器b的示数为零？若传感器b的示数为-5N，车的加速度大小和方向如何？,由题意知：,Fa0=Fb0=kx0=10N，,Fb=k（x0+x）=14N,解之得：Fb=kx=4N,代入得：Fa=k（x0-x）=10N-4N=6N,传感器b的示数为零时，Fb=10N,则 Fa=Fa0+Fb=10N+10N=20N,对m应用牛顿第二定律得
8、Fa=ma,得 a=F/m=20/2.0 m/s2=10 m/s2,加速度的方向向左。,解：,若当Fb=-5N时，,Fb=15N,则 Fa=Fa0+Fb=10N+15N=25N,m受到的合力大小为,此时m的加速度为：,a=F/m=30/2 m/s2=15 m/s2,方向向左。,7如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g10 m/s2）,求:（1）斜面的倾角；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数；（3）t0.6s时的瞬时速度v。,解：,（1
9、）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为,由mg sin ma1，可得：30，,（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为,由 mgma2，可得：0.2，,（3）设物体从0.4s起再经过t到达斜面底端，,由25t1.12（0.8t），解得t0.1s，,即物体在斜面上下滑的时间为0.5s，,则t0.6s时物体在水平面上，其速度为,vv1.2a2t2.3 m/s。,8、质量为M的平板长为L0.88m，在光滑的水平面上以速度v0 向右匀速运动，在平板上方存在厚度d=2cm的“相互作用区域”(如图中虚线部分所示),“相互作用区域”上方高h=20cm处有一质量为m的静止物
10、块P.当平板M的右端A经过物块P正下方的瞬时,P无初速度释放物块P以速度v1进入相互作用区时，除重力之外，P立即受到一个竖直向上的恒力F已知F=11mg，取重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力试求:（1）物块P下落至与平板刚接触时的速度v2多大？（2）欲使物块P不落到平板M上，平板速度v0应不小于多少？,解法一：,（1）P先做自由落体运动，有：v12=2gh,之后进入相互作用区域，受向上的恒力F和重力作用，,由牛顿第二定律得：,Fmgma，即：11mgmgma,P物体做匀减速运动，有：v22-v12=2a d,由、解得 v2=0,(2)P先做自由落体运动过程，有,进入相互作用区做匀减速运
11、动的末速为零，故有,且 a=10g,由式、解得,t1=0.2s t2=0.02s,所以，P释放后到与平板接触经历的时间为,t=t1+t2=0.2s+0.02s=0.22s,欲使物块P不落到平板M上，应满足v0tL，于是得：,v0L/t0.88m/0.22s=4 m/s.,解法二：,（1）对物块P开始下落到与平板刚接触时的全过程应用动能定理得：,由、解得：v2=0,(2)P先做自由落体运动，有：v12=2gh,解得：v1=2 m/s,由题意知，物块P开始与平板刚接触前的全过程的平均速度为：,所以，P释放后到与平板接触经历的时间为：,欲使物块P不落到平板M上，应满足v0tL，于是得：,v0L/t0.88m/0.22s=4 m/s.,
