人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 5 牛顿运动定律的应用 (2).ppt

解析:因木块能沿斜面匀速下滑,由平衡条件知mgsinθ=μmgcosθ,所以μ=tanθ;当在推力作用下加速上滑时,由运动学公式得a=2m/s2,由牛顿第二定律得F-mgsinθ-μmgcosθ=ma,得F=36N,选项D正确。模型方法·素养提升连接体问题——模型构建模型构建1.连接体问题。在实际问题中,常常会碰到几个物体连接在一起,在外力作用下运动,求解它们的运动规律及所受外力和相互作用力,这类问题被称为连接体问题。2.连接体的类型。(1)弹簧连接体。(2)物物叠放连接体。(3)轻绳连接体。(4)轻杆连接体。3.处理连接体问题的方法。如图所示,用力F把装有水的水桶迅速提起来,如何知道桶中的水对桶底的压力呢?提示:水桶和水有相同的加速度和速度,即运动状态相同,可先把水桶和水看作一个整体,由牛顿第二定律求出共同的加速度,再隔离水分析,由牛顿第二定律求出水对桶底的压力大小。典例剖析如图所示,在建筑工地,工人用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起,其中A的质量为m,B的质量为2m,水平作用力为F,A、B之间的动摩擦因数为μ。在此过程中,A、B间的摩擦力为()答案:B解析:对A、B整体,根据牛顿第二定律,有2Ff-(m+2m)g=(m+2m)a;再隔离物体A,根据牛顿第二定律,有Ff-mg-FfBA=ma。联立解得,选项B正确。规律总结在解简单连接体问题时,求合力或系统加速度时,优先考虑“整体法”,若求物体之间的相互作用力时,用“隔离法”。实际应用中可根据具体情况,灵活交替使用,不应拘泥于固定模式,无论运用哪种方法,解题的关键还是在于对选择的研究对象进行正确的受力分析。学以致用如图所示,斜面倾角为θ,木块A的质量为m,叠放在木块B的上表面上。木块B的上表面水平,下表面与斜面间无摩擦,已知重力加速度为g,当A与B保持相对静止一起沿斜面下滑时,求A所受的弹力与摩擦力的大小。答案:mgcos2θmgsinθcosθ解析:A和B组成一个简单的连接体,有共同的加速度,采用整体法分析可知,它们的加速度a=gsinθ,平行于斜面向下。再对A进行受力分析,并分解加速度,如图甲、乙所示,则ax=acosθ=gsinθcosθ,ay=asinθ=gsin2θ,根据牛顿第二定律得Ff=max,G-FN=may,G=mg,联立以上各式解得Ff=mgsinθcosθ,FN=mg(1-sin2θ)=mgcos2θ。随堂训练1.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多,当汽车以20m/s的速度行驶时突然制动,它还能继续滑动的距离约为()A.40m B.20mC.10m D.5m答案:B2.某气枪子弹离开枪口的速度达100m/s,该气枪的枪膛长0.5m,子弹的质量为20g。若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动,忽略子弹受到的阻力,则高压气体对子弹的平均作用力为()A.1×102N B.2×102NC.2×105N D.2×104N答案:B答案:C4.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑,车厢至少应以多大的加速度前进()答案:A解析:分析物体受力如图,物体不下滑,Ff为静摩擦力,在竖直方向Ff=mg;水平方向FN=ma,而Ff≤μFN,可求得,选项A正确。5.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()答案:C解析:根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,因为每节车厢质量相等,阻力相同,故根据牛顿第二定律有F-38Ff=38ma设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,则根据牛顿第二定律有F1-2Ff=2ma6.总质量为m=75kg的滑雪者以初速度v0=8m/s沿倾角为θ=37°的斜面向上自由滑行,已知雪橇与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,假设斜面足够长。sin37°=0.6,g取10m/s2,不计空气阻力。(1)求滑雪者沿斜面上滑的最大距离。(2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行,求他滑到起点时的速度大小。解析:(1)上滑过程中,对滑雪者进行受力分析,如图所示。?滑雪者受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff作用,设滑雪者的加速度大小为a1。根据牛顿第二定律有mg