专题课时牛顿定律的综合应用.PPTVIP

;一、动力学解题的两种基本类型;例1：小明家刚买车的第一天，小明的爸爸驾车行驶时经过一个上坡道．一个小孩追逐一个皮球突然跑到车前．小明的爸爸急刹车，车轮在马路上划出一道长12m的黑带后停住．幸好没有撞着小孩！小孩若无其事地跑开了．路边一个交通警察目睹了全过程，递过来一张超速罚款单，并指出最高限速是60km/h.小明对当时的情况进行了调查：估计路面与水平面的夹角为15°；查课本可知轮胎与路面的动摩擦因数μ=0.60；从汽车说明书上查出该汽车的质量是1570kg，小明的爸爸体重是60kg；目击者告诉小明小孩用3.0s的时间跑过了4.6m宽的马路．又知cos15°=0.966，sin15°=0.259.根据以上信息，你能否用学过的知识到法庭为小明的爸爸做无过失辩护？(取g=9.8m/s2);解：能进行无过失辩护． 对汽车整体分析由牛顿第二定律得， Mgsin +f=ma，N-mgcos =0 又f=μN，所以a=μgcos +gsin 代入数据得a=8.2m/s2 刹车可以认为是匀减速过程，末速度为零 根据vt2-vo2=-2as 得： v0=14m/s≈50km/h60km/h，故不超速．; 【方法技巧小结】 获取有用信息，不能误用小孩跑过马路的时间．要抓住加速度，就要先通过牛顿定律求得加速度，再用相应的运动学公式求解．此题也可用动能定理求解．; 如图2-2-1所示，长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量为4kg，现对筒施加一竖直向下、大小为21N的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5s时间，小球恰好跃出筒口，求小球的质量．(不计阻力，取g=10m/s2);由运动学公式得 h1=at2　　h2= gt2 又有L=h1-h2 代入数据解得：a=16m/s2 又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F，;据牛顿第二定律有 F+(M-m)g=(M-m)a 代入数据得m=0.5kg;;例2：如图2-2-2所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板．系统处于静止状态，现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时： (1)物块A的加速度a； (2)从开始到此时物块 A的位移d. (重力加 速度为g) ;【解析】本例是弹簧模型在运动和力上的应用，求解时要抓住两个关键：一个是物块B刚要离开C的条件，另一个是弹簧由压缩状态变为伸长状态，其形变量与物块A位移的关系．;解：令x1表示未施加F时弹簧的压缩量 对A：mAgsinθ=kx1 ① 令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量 对B：kx2=mBgsinθ ②;; 如图2-2-3，质量为m的小球．用水平轻质弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（ ） ;【解析】本题利用弹簧不可突变的“迟钝性”，考查牛顿第二定律的瞬时性．解决此类问题时，注意“弹簧”和“木板”(或细线)的区别，还要正确理解“瞬时”的含义，即那一时刻木板支持力(或细线拉力)立即消失，而弹簧还不能马上收缩恢复，即kx未来得及变化．所以应先对木板未撤(或细线 未剪断)时的物体做受力分 析，再求出此时物体受到 的合力，进而求出物体的 加速度．; 未撤离木板前，小球受到重力mg，弹簧拉力kx，木板支持力F，如图所示，由平衡条件得：Fcosθ=mg，即 .当撤离木板的瞬间，由于弹簧的弹力不能突变(迟钝性)，但木板的支持力F立即消失，小球受G和kx的合力大小等于撤板之前的F，方向与F的方向相反，故加速度方向为垂直木板向下，大小为： ;三、图象的理解和应用; 例3：如图2-2-4(甲)，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F，在0～3s内F的变化如图2-2-4(乙)所示，图中F以mg为单位，重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止．(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出0～3s内木板和物块的v-t图象，据此求0～3s内物块相对于木板滑过的距离．;图2-2-4;解：(1)设木板和物块的加速度分别为a和a′，在t