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牛顿运动定律的应用
学习目标1明确动力学的两类基本问题2掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.
一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况.二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力.
判断下列说法的正误.1根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向.√2根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向.×3物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的.√4物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的.×
一、从受力确定运动情况
如图1所示,运动小车中悬线下的小球向左偏离,偏角恒为θ
图11小球受几个力作用?合力方向向哪?2小球的加速度方向向哪?小车可能做什么运动?答案1两个力;合力方向水平向右.2小球的加速度方向与合力方向相同,所以加速度方向水平向右;若小车向左运动,则做向左的匀减速直线运动;若小车向右运动,则做向右的匀加速直线运动.
f1.解题步骤1确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力分析图.2根据力的合成与分解,求合力包括大小和方向.3根据牛顿第二定律列方程,求加速度.4结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求运动学量任意时刻的位移和速度,以及运动时间等.2.流程受力情况→合力F——→求a,
F=ma
v=v+atv-v=2ax……
t02t02
1x=v0t+at22
—————→求x、v0、vt、t例1如图2所示,质量m=2kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的滑动摩擦力
大小等于它们间弹力的025倍,现对物体施加一个大小F=8N、与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力,已知si
37°=06,cos37°=08,g取10ms2求:
图21画出物体的受力图,并求出物体的加速度;2物体在拉力作用下5s末的速度大小;3物体在拉力作用下5s内通过的位移大小.答案1见解析图13ms2,方向水平向右265ms解析1对物体受力分析如图:31625m
由牛顿第二定律得:Fcosθ-f=maFsi
θ+N=mg
ff=μN解得:a=13ms2,方向水平向右.2vt=at=13×5ms=65ms113x=at2=×13×52m=1625m22针对训练1如图3所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°角,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为Fr