牛顿定律的应用技术.doc
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1、牛顿第二定律的应用一. 教学内容: 牛顿第二定律的应用二. 知识要点:牛顿运动定律的应用,进一步解决动力学问题。三. 重点、难点解析:1、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象。(2)将研究对象隔离出来进行受力分析,并画出受力图。(3)分析研究对象的运动情况,画出运动简图:标出物体的速度方向(由此可得滑动摩擦力的方向)以及加速度的方向(即合外力的方向)。(4)应用牛顿第二定律列方程,应用运动学公式列式。(5)解方程并分析讨论结果是否正确合理。2、处理动力学问题的基本方法:那道题目之后,要对物体的受力情况和运动情况进行必要的分析,而初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式和运动学公式,
2、结果把有初速度的当作无初速度,有摩擦力的以为没有摩擦,多过程的问题误认为是单个过程,这样不但会解错题目,而且形成一种乱套公式的不良习惯。认真审题,弄清物体受力情况和运动情况,确定了解题思路再着手解题,这是解题的基本方法也是必须训练的基本功。由于物体的受力情况与运动情况密不可分,所以受力分析和运动分析往往是同时考虑,交叉进行,在画受力分析图时,把所受外力画在物体上。3、物体的运动情况分析方法:(1)分析研究对象有没有初速度,初速度的方向如何。(2)分析研究对象作什么形式的运动,是匀速直线运动,还是匀加速直线运动或是匀减速运动。(3)从受力情况或从运动学公式,分析是否能确定加速度的大小和方向。(4
3、)分清物体经历的是一个阶段的运动(a不变),还是连续发生的分阶段运动,找到各段之间存在的联系,判断相邻两段运动中哪些物理量必定相同,速度、位移还是时间等。【典型例题】1、一物体质量为10Kg,在40N的水平向右的拉力作用下沿水平桌面由静止开始运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.20,物体受几个力的作用?画出物体的受力图。物体做什么性质的运动?加速度多大?方向如何? (g10m/s2)如果在物体运动后的第5s末把水平拉力撤去, 物体受几个力的作用?画出物体的受力图,物体又做什么性质运动?加速度多大?方向如何?计算物体从开始运动到停止一共走了多远? (g10m/s2)解析:对物体受力分析如图竖直方
4、向物体处于平衡状态,FNG 所以FFN0.210020N水平方向 FFma所以a(FF)/m(4020)/102m/s2方向:水平向右故物体以2m/s2的加速度由静止开始向右做匀加速直线运动。撤去F后物体受力分析如图此时Fma1a1F/m20/102m/s2方向:水平向左物体又以第5s末的速度,以2m/s2的加速度向右做匀减速直线运动,直至停止。设水平向右为正,则a2m/s2 a12m/s2物体前5s的位移X15s末的速度 v1at2510m/s 撤去F后物体经t1停止 t1撤去F后物体的位移 X2v1t.1本题中我们根据物体受力的变化,将运动分为两个阶段,物体在两个阶段的加速度不同,再由初始
5、情况选择合适的运动学公式求解。2、水平传送带以4m/s的速度匀速运动,传送带两端AB间距为20m,将一质量为2Kg的木块无初速地放在A端,木块与传送带的动摩擦因数为0.2,求木块由A端运动到B端所用的时间。(g10m/s2)解析:物体无初速地放在A端则它的初速度为0,而传送带以4m/s的速度匀速运动,所以物体一定要相对传送带向后滑动,故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动,但物体由A到B一直都在加速吗?这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达B点。对木块受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态,FNG 所以FFN0.2204N由Fma 得aF/m4/22m/s2设经t速度达到4m
6、/s则vat tv/a4/22s由X1所以在没有到达B点以前物体速度达到与传送带相同,剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。X2XX1vt1 t1(XX1)/v(204)/44s木块由A端运动到B端所用的时间Ttt1246s3、木块A、木板B的质量分别为10Kg和20Kg, A、B间的动摩擦因数为0.20,地面光滑。设A、B间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。木板B长2m,木块A静止在木板B的最右端,现用80N的水平拉力将木板B从木块A下抽出来需要多长时间?(木块A可视为质点,g10m/s2)解析:本题涉及两个物体,要求解这类动力学问题,首先要找到AB两个物体运动学量的联系。由图可知AB两
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