5.牛顿运动定律的应用-(2)VIP专享VIP免费

第5节牛顿运动定律的应用1．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，再通过运动学公式确定物体的运动情况。2．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确定物体所受的力。3．加速度是联系运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。1．牛顿第二定律的表达式_________，加速度的方向与______________相同．2．匀变速直线运动的规律：(1)速度公式vt＝_________，(2)位移公式x＝_____________，(3)速度位移公式v2t－v20＝_____，(4)平均速度公式v＝vt2＝_________.一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律给出了质量、及三者之间的定量关系。我们可由这个关系式利用一些已知物理量求得未知的物理量。二、动力学的两类基本问题1．从受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过的规律确定物体的运动情况。力加速度牛顿第二定律运动学2．从运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的_______，再根据确定物体所受的力。3．解决动力学问题的关键对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——。加速度牛顿第二定律加速度1．自主思考——判一判(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。()(5)物体的运动情况仅由物体所受的合力所决定的。()√×√××[提示]途径一：由运动学的关系(包括运动公式和运动图像)，通过初速度、末速度、位移、时间等物理量求加速度；途径二：根据牛顿第二定律列方程求解加速度。2．合作探究——议一议(1)求物体的加速度有哪些途径？问题：根据牛顿第二定律，物体的加速度与其质量成反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速度相同呢？(2)如图351所示为某次真空实验中用频闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的，即它们有相同的加速度。图351[提示]牛顿第二定律中物体的加速度与其质量成反比的前提是合力不变。本问题真空中羽毛及金属球都是只受重力作用，故根据牛顿第二定律a＝Fm知，它们的加速度均为自由落体加速度g。由物体的受力情况分析运动情况1．解题思路2．解题的一般步骤[典例]如图352所示，质量为2kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝5N的作用。(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：图352(1)物体与地面间的摩擦力大小；(2)5s内的位移大小。[审题指导]物体沿水平面做匀加速直线运动，加速度在水平方向上，建立坐标系时把其中的一条坐标轴建在水平方向上。[解析]对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系并分解F。(1)在y轴方向有：N＋Fsin37°＝mg，代入数据解得N＝17N，物体与地面间的摩擦力大小为f＝μN＝0.2×17N＝3.4N。(2)水平方向，由牛顿第二定律Fcos37°－f＝ma得a＝0.3m/s25s内的位移为：x＝12at2＝12×0.3×52m＝3.75m。[答案](1)3.4N(2)3.75m若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上的力作用时，一般要用正交分解法求加速度。1.如图353所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d处所用的时间，则()A．t1＜t2＜t3B．t1＞t2＞t3C．t3＞t1＞t2D．t1＝t2＝t3图353解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mgcosθ＝ma①设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移为x＝2Rcosθ②由运动学公式得x＝12at2③由①②③联立解得t＝2Rg。小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t1＝t2＝t3。答案：D2．如图354所示，...