牛顿运动定律的案例分析VIP专享VIP免费

5.4牛顿运动定律的案例分析一、从受力确定运动情况1.解题思路2.解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图.(2)根据力的合成与分解，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，求出物体运动的加速度.(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等.(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键.(2)已知量的单位应都统一成国际单位制中的单位.课本案例2：大雪过后某城市的街道出现了严重的堵车情况，有些地方甚至发生了交通事故，调查发现主要是因为大雪覆盖路面后，被车轮挤压部分融化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰。汽车在光滑的冰面上行驶，刹车后难以停下。据测定，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7，与冰面间的动摩擦因数只有0.1。没有安装防抱死(ABS)系统的普通汽车在规定的速度下急刹车后，车轮立即停止转动。在普通的水平路面上滑行14m才能停下，那么汽车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后滑行的距离是多少呢？一、牛顿运动定律的应用——已知受力求运动的问题分析:这是一个已知受力情况求运动距离问题。以汽车为研究对象，汽车制动后沿水平方向滑行，共受到三个力作用：重力，方向竖直向下；支持力，方向竖直向上；摩擦力，方向与车行进的方向相反。汽车在水平方向做匀减速运动，遵循牛顿第二定律，在竖直方向上处于平衡状态。求出加速度，利用题目的已知条件和运动学公式就可以求出滑行距离x的表达式，运用比例法就能求出最终结果。解答：fma由牛顿第二定律可得NG由平衡条件知fN又因为Gam所以220vv2ax由运动学公式得22200vvvmx2a2G刹车位移由题意可知，两种情况下刹车时只有动摩擦因数不同，所以有1221xx1122xx714m98m【解题指导】解答本题可按如下思路分析:训练1：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N。1)求物体在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间。分析：研究对象为物体。已知受力，可得物体所受合外力。根据牛顿第二定律可求出物体的加速度，再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的末速度。同理也可解答后一段运动的滑行时间。解答：以物体为研究对象，做出运动过程图并分析各个阶段受力如图所示。前4秒竖直方向N-G=0水平方向F-f=ma22Ff5.02.0am/s1.5m/sm2.0vat1.54m/s6.0m/s4秒后竖直方向N-G=0水平方向-f=ma′22f2.0am/s1.0m/sm20vt6sa停下来用时二、从运动情况确定受力1.解题思路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过程分析,并画出受力图和运动草图.(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,求物体所受的合外力.(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需求的力.(1)由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合外力的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆.(2)题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力.嫦娥系列卫星和神舟系列飞船的成功发射，为我国进行太空探索积累了宝贵的经验，飞船的发射、变轨、返回等操作的精准度达到了国际先进水平。让我们共同来回顾嫦娥二号发射的精彩瞬间。卫星发射时在几百秒内就要把卫星的速度增加到几千米每秒，在太空运动时可达7km/s，我们是如何做到精确定位并加以控制的呢？指挥系统必须借助计算机、传感装置、定位系统等多种仪器设备的辅助才能做到精准定位并加以控制。然而其中的基本原理和地面上的汽车、火车，实验室中的小车、木块是一样，因为它们的运动都遵循牛顿运动定律，让我们共同来探究其中的奥秘吧！二、牛顿运动定律的应用——已知运动求受力的问题课本案例1:设“神舟”5号载人飞船火箭组合体的质量为500t，若点火启动后的加速度为8.6m/s2，不计飞船火箭组合运动过程中的质量变化和受到的阻力，求飞船火箭组合体受到的推力。（g取10m/s2）分析:以“神舟”5号载人飞船火箭组合体作为研究对象。点火启动后，它受...