专题14动力学两类基本问题2022届高中物理常考点归纳VIP专享VIP免费

专题14动力学两类基本问题常考点动力学两类基本问题剖析及解题思路【典例1】如图所示，物体的质量m＝5kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.25，在倾角为37°，F＝30N的恒力作用下，由静止开始做加速直线运动，当t＝5s时撤去力F（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力）求：（1）物体做匀加速直线运动时的加速度a；（2）撤去力F后，物体还能滑行多远？解：（1）物体在力F作用下做初速度为零的加速运动，设物体受到的支持力为N，摩擦力为f，受力分析如图所示。水平方向有：Fcos37°﹣f＝ma，竖直方向有：Fsin37°+N﹣mg＝0，摩擦力：f＝μN，代入数据解得a＝3.2m/s2；（2）撤去F时，物体的速度大小为v＝at＝3.2×5m/s＝16m/s，撤去外力F后物体在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，匀减速运动的加速度为a′＝0.25×10m/s2＝2.5m/s2，＝μg＝则由运动学公式可知：v2＝2ax，解得：x＝＝m＝51.2m。答：（1）物体做匀加速直线运动时的加速度为3.2m/s2；（2）撤去力F后，物体还能滑行51.2m。【典例2】图甲为不带滑雪杖的运动员为迎接2022年北京冬奥会的训练画面，其运动过程可简化为如图乙所示的模型：运动员（可视为质点）沿倾角θ＝37°的滑道由静止开始匀加速直线下滑，到达坡底后进入水平滑道匀减速直线滑行s＝51.2m停下。已知水平段运动时间t＝6.4s，滑雪板与整个滑道的动摩擦因数均相同，运动员进入水平滑道瞬间的速度大小不变，不计空气阻力。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）求：（1）滑雪板与滑道的动摩擦因数μ；（2）运动员开始下滑位置到坡底的距离x。解：（1）运动员在水平滑到做匀减速直线运动，设初速度为v0根据位移公式可得：，解得根据速度﹣位移关系公式，解得动摩擦因数（2）运动员在斜面上加速下滑时，据牛顿第二定律有mgsin37°﹣μmgcos37°＝ma，解得加速度a＝gsin37°﹣μgcos37°＝（10×0.6﹣0.25×10×0.8）m/s2＝4m/s2根据速度位移关系公式可得答：（1）滑雪板与滑道的动摩擦因数μ为0.25；，解得（2）运动员开始下滑位置到坡底的距离x为32m。一、由物体的受力情况确定其运动1．由物体的受力情况确定其运动的思路物体受牛顿第加速运动学物体运→→→→力情况二定律度a公式动情况2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；(2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)；(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量．二、已知物体的运动情况求受力1．基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力，流程图如下所示：2．解题的一般步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．(4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力．【变式演练1】如图1，质量m＝10kg的物块静止在光滑水平面上A点，在水平外力F作用下，10s末到达B点，外力F随时间变化的规律如图2所示，取向右为正方向。求：（1）前10s内物块的位移大小S1和在B点的速度大小v1；（2）20s末物块的速度v2的大小和方向；（3）10s～20s时间内外力F所做的功。解：（1）对物块，在AB段，由牛顿第二定律可得：F1＝ma1，代入数值解得：a1＝0.4m/s2由运动学公式得前10s内物块的位移大小为：S1＝在B点的速度v1＝a1t1＝4m/s（2）在10s﹣20s内，由牛顿第二定律可得：a2＝20s末物块的速度为：v2＝v1﹣a2t2＝﹣8m/s，即20s末速度大小为8m/s，方向水平向左（3）在10s﹣20s内物块的位移为：s2＝v1t2﹣＝1.2m/s2，方向水平向左＝20m解得：s2＝﹣20m负号说明方向向左，10s～20s时间内外力F所做的功为：W＝F2s2＝240J答：（1）前10s内物块的位移大小是20m，在B点的速度大小4m/s；（2）20s末物块的速度的大小8m/s，方向水平向左；（3）10s～20s时间内外力F所做的功240J。【变式演练2】如图所示，t＝0时一质量m＝1kg的滑...