高考物理一轮复习 3-2 牛顿运动定律的应用课件 新人教版.pptVIP

* 考点1 动力学的两类问题 学案2 牛顿运动定律的应用 一、应用牛顿运动定律解题的一般步骤 1.认真分析题意，明确已知条件和所求量。 2.选取研究对象作隔离体。所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统。同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。 3.分析研究对象的受力情况和运动情况。 4.当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直于运动方向上。 5.根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，再按代数和进行运算。 6.解方程、验结果，必要时对结果进行讨论。 (1)利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的桥梁作用，寻找加速度与未知量的关系，利用运动学规律、牛顿第二定律和力的运算法则列式求解。 (2)处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路是先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。 (3)不论求解哪一类问题，求解加速度是解题的“桥梁”和纽带，是顺利求解的关键。 二、连接体问题的求解 利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法和隔离法。 (1)整体法：当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫整体法。 (2)隔离法：从研究的方便出发，当求系统内物体间相互作用时，常把物体从系统中“隔离”出来，进行分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题的思维方法叫隔离法。 【例1】 如图所示，一个重为10 N的小球，在F=20 N的竖直向上的拉力作用下，从A点由静止出发向上运 动，F作用1.2 s后撤去，已知杆与球间的动摩擦因数为 ，试求从撤去力F开始计时，小球经多长 时间将经过距A点为2.25 m的B点(取g=10 m/s2) 【解析】在力F作用时受力如图(1)有： (F-G)sin30?-?(F-G)cos30?= ma1， 解得：a1=2.5 m/s2。 所以撤去力F时，小球的速度： v1=a1t1=3 m/s， 小球的位移： x1=v1/2t1=1.8 m。 撤去力F后，小球上冲时受力如图(2)有： Gsin30°+?Gcos30°=ma2， 解得：a2=7.5 m/s2。 因此小球上冲时间：t2=v1/a2=0.4 s， 上冲位移： x2=v1/2t2=0.6 m， 此时x1+x2=2.4 mAB，因此小球在上冲阶段将能过B点，有AB-x1=v1t3-(1/2)a2t32, 解得：t3=0.2 s，t3=0.6 st2(舍去)。 图(2) 已知受力情况求运动情况 图(1) 运用牛顿运动定律解决动力学问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析，要善于画出物体的受力图和运动情况示意图。不论是哪类问题，都应明白力与运动是通过加速度这一“桥梁”来联系起来的。 小球返回时受力如图(3)有：Gsin30°-?Gcos30°=ma3, 解得：a3=2.5 m/s2。 因此小球由顶端返回B点时有：x1+x2-AB=(1/2)a3t42， 解得：t4= s=0.346 4 s。 所以从撤去力F开始计时， 小球上冲通过B点时用时为：t3=0.2 s， 返回后通过B点时用时为：t2+t4=0.746 4 s。 【答案】0.2 s或0.746 4 s 图(3) 1 如图所示，电动机带动橡皮滚轮 匀速转动，在滚轮的作用下，可将金 属杆沿斜面从最底端A送到汽车车厢中。 已知斜面长 =2.4 m，车厢高 = 1.2 m，金属杆长 =0.8 m，质量m= 1×103 kg，调节控制滚轮，使滚轮对 杆的压力为FN=4.2×104 N，滚轮与杆之间的动摩擦因数?=0.5，滚轮边缘的线速度恒为v=4 m/s。(取g=10 m/s2，计算结果保留两位有效数字