用牛顿运动定律解决问题一VIP专享VIP免费

课时25用牛顿运动定律解决问题(一)课前导航一起交通事故(据报载)某市区一路段发生了一起交通事故：一辆汽车在公路上匀速行驶，突然前面有一位老太太横穿马路，司机发现后立刻刹车，但老太太还是被撞倒了．事故发生后交警测得刹车过程中车轮在路面上擦过的笔直的痕迹长9m，从厂家的技术手册中查得该车轮胎和地面间的动摩擦因数是0.8.据悉，交通部门规定该路段的速度不得超过36km/h.假如你就是这位交警，请你判断该车是否超速行驶．(假定刹车后汽车做匀减速直线运动)基础梳理知识精析一、由受力情况确定运动情况1．基本思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解．2．一般步骤：(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，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．二、由运动情况确定受力情况基本思路：首先根据物体的运动情况，利用动力学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，从而求出未知的力或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的具体方向等．三、受力分析要点1．每分析一个力，都应能找出该力的施力物体，以防止多分析出没有施力物体的并不存在的力．不要把物体惯性的表现误认为物体在运动方向上受到一种力的作用．例如滑冰者停止用力后向前滑行的过程中，不要误认为他受到一个向前的冲力作用．2．不要把某个力和它的分力同时作为物体所受的力，也不要把某几个力与它们的合力同时作为物体受到的力．应只保留物体实际受到的力．例如，静止于倾角为θ的斜面上的物体，如果已分析了重力G，就不能同时说物体还受到下滑力Gsinθ和垂直于斜面向下的分力Gcosθ.3．要养成按先画非接触力(如重力)再画接触力(如弹力、摩擦力)的顺序分析物体受力的习惯，在分析接触力时要注意受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力(弹力、摩擦力)，有可能只有一个力(弹力)，也有可能无力作用．4．画受力图时，只画物体受的力，不要画研究对象对其他物体施加的力．5．要结合物体的运动状态，应用牛顿第二定律进行受力分析．图25-1例如，如图25-1所示，物体A、B叠放在一起，在作用于B物体上的水平拉力F作用下向右以加速度a做匀加速运动，在分析A、B间的静摩擦力时，就可根据牛顿第二定律，A所受的静摩擦力方向沿接触面向右，并可由牛顿第二定律求出这一静摩擦力的大小F静=mAa.6．从牛顿第三定律出发，依据力的相互性，转换研究对象，分析物体受力，可以化难为易．四、整体法与隔离法1．连接体：多个相互关联的物体组成的物体组(或物体系)．如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆连在一起．2．隔离法与整体法(1)隔离法：在解决连接体问题时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某一部分隔离出来，单独分析研究的方法．(2)整体法：在解决连接体问题时，将整个系统作为一个整体分析研究的方法．3．选取整体法与隔离法的原则(1)一般是先整体后隔离在连接体内各物体具有相同的加速度，应先把连接体当做一个整体，分析整体受力，利用牛顿第二定律求出加速度，求连接体内各物体间的相互作用，再把物体隔离，对该物体单独进行受力分析，利用牛顿第二定律对该物体列式求解．(2)求系统外力的问题，有的直接选取整体法求解，有的则先隔离后整体．五、物体瞬时加速度求解方法牛顿第二定律表明了物体受的合外力与物体运动的加速度之间存在瞬时对应关系，当物体受的合外力发生变化的同时，物体的加速度也就随之而变了．因此，分析物体的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后物体的受力情况及运动状态，再根据牛顿第二定律求出物体的瞬时加速度．此类问题的分析中应特别注意“轻绳”、“轻杆”、“轻弹簧”三种模型的建立及特点：1．轻绳(1)轻绳模型的建立轻绳或称为细线，它的质量可忽略不计，轻绳是软的，不能产生侧向力，劲度系数非常大，以至认为受力形变极微，看做不...