牛顿运动定律的应用一牛顿运定律的应用一牛顿运动定律的应用一牛顿运动定律的应用一.ppt

牛顿运动定律的应用（一） 【解析】选B、C.水平面光滑时:F1=ma，F′=F1=ma′,a′=a,A错误，B正确；水平面粗糙时: F1-μ(mg-Fsinθ)=ma,F′-μmg=ma′,F′=F1, 而μmg＞μ(mg-Fsinθ),所以a′＜a,C正确，D错误. 6.如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去，设小球从静止开始运动，由此可判定( ) A.小球向前运动，再返回停止 B.小球向前运动再返回不会停止 C.小球始终向前运动 D.小球向前运动一段时间后停止 【解析】选C.作出相应的小球的v-t图象如图所示，物体的运动方向由速度的方向决定，由图象可以看出，小球始终向前运动，故选C. 【方法技巧】用图象处理力和运动的动态问题 图象处理问题具有直观、形象的特点，在很多时候可以简化分析，使问题简单、方便化. 用图象处理问题时把物理情景与图象信息有机地结合起来，有时需写出图象对应的数学表达式. v-t图象是用图象处理动力学问题的常见图象，此图象中要准确把握“截距”、“斜率”、“交点”、“拐点”以及“面积”的含义. 用图象处理动力学问题时认真分析图象或根据物理情景作图象是解题的关键. 7.如图所示，长12 m、质量为50 kg的木板右端有一立柱.木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以4 m/s2 的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立柱，（取g=10 m/s2）,试求： （1）人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小. （2）人在奔跑过程中木板的加速度. （3）人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间. 【解析】（1）设人的质量为m，加速度为a1，木板的质量为M，加速度为a2，人对木板的摩擦力为Ff.则对人有： Ff=ma1=200 N，方向向右 （2）对木板受力可知：Ff-μ（M+m）g=Ma2， 则：a2= 代入数据解得：a2=2 m/s2，方向向左 （3）设人从左端跑到右端所用时间为t，由运动学公式得： L= 则t= 代入数据解得 t=2 s 答案：(1) 200 N (2) 2 m/s2，方向向左 （3）2 s 8.（2011·太原高一检测）（8分）将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N,则球能上升的最大高度是多少?(g取9.8 m/s2) 【解析】小球受力如图所示. 根据牛顿第二定律得mg+Ff=ma, a= = m/s2 =14 m/s2 上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式得 得最大高度x= = m=7 m. 答案:7 m 9.(挑战能力)（10分）在宇航员训练程序中,一位80 kg的宇航员被绑在一个质量为220 kg的火箭运载器内,这个运载器被安全放在一条无摩擦的长轨道上,开动火箭发动机使之很快地加速运载器,然后用马达制动运载器,v-t图象如图所示.设喷射燃料的质量和运载器的质量比较可以忽略. (1)计算向前的推力多大; (2)计算施加在运载器上的制动力大小; (3)计算沿导轨运行的路程. 【解析】(1)由v-t图象知,a= =50 m/s2, 对整体由牛顿第二定律得:F=(M+m)a, 解得:F=1.5×104 N (2)由v-t图象知,9～13 s内马达制动减速,加速度大小为: a′= =25 m/s2 则制动力大小F′=(M+m)a′=7.5×103 N (3)路程x等于v-t图线与t轴所围的面积大小，由图象得 x=1 000 m 答案:(1)1.5×104 N (2)7.5×103 N (3)1 000 m 用牛顿定律研究力与运动的关系时，常遇到某一弹力或摩擦力为零的现象，这种现象往往隐含在物理过程中，不易发现.如果采用极限法，分别设加速度为无穷大和零，分析出研究对象的两种可能情况，即可找出这两种状态分界点的临界条件. 【典例】如图所示，一细线的一端固定于倾角为θ=30°的光滑楔形块A的顶端处，细线的另一端拴一质量为m的小球. （1）当滑块至少以多大的加速度a向左加速运动时，小球对滑块压力为零? （2）当滑块以a=2 g的加速度向左加速运动时，小球对线的拉力为多大？ 【解题指导】球与斜面接触且无挤压时，是小球离开斜面的最小加速度，此时小球仅受重力和绳子的拉力. 【标准解答】（1）小球对滑块恰无压力时受力情况如图所示. 由牛顿运动定律， 得mgcotθ=ma0， 所以a0=gcotθ=gcot30° = g. （2）当a=2 g时，由于aa0，所以此时小球已