高一物理牛顿第二定律的应用 人教实验版知识精讲.doc

高一物理牛顿第二定律的应用人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：牛顿第二定律的应用二. 知识要点：牛顿运动定律的应用，进一步解决动力学问题。

三. 重点、难点解析：1、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：（1）确定研究对象。

（2）将研究对象隔离出来进行受力分析，并画出受力图。

（3）分析研究对象的运动情况，画出运动简图：标出物体的速度方向（由此可得滑动摩擦力的方向）以及加速度的方向（即合外力的方向）。

（4）应用牛顿第二定律列方程，应用运动学公式列式。

（5）解方程并分析讨论结果是否正确合理。

2、处理动力学问题的基本方法：那道题目之后，要对物体的受力情况和运动情况进行必要的分析，而初学者往往一拿到题目就想代牛顿定律公式和运动学公式，结果把有初速度的当作无初速度，有摩擦力的以为没有摩擦，多过程的问题误认为是单个过程，这样不但会解错题目，而且形成一种乱套公式的不良习惯。

认真审题，弄清物体受力情况和运动情况，确定了解题思路再着手解题，这是解题的基本方法也是必须训练的基本功。

由于物体的受力情况与运动情况密不可分，所以受力分析和运动分析往往是同时考虑，交叉进行，在画受力分析图时，把所受外力画在物体上。

3、物体的运动情况分析方法：（1）分析研究对象有没有初速度，初速度的方向如何。

（2）分析研究对象作什么形式的运动，是匀速直线运动，还是匀加速直线运动或是匀减速运动。

（3）从受力情况或从运动学公式，分析是否能确定加速度的大小和方向。

（4）分清物体经历的是一个阶段的运动（a不变），还是连续发生的分阶段运动，找到各段之间存在的联系，判断相邻两段运动中哪些物理量必定相同，速度、位移还是时间等。

【典型例题】1、一物体质量为10Kg，在40N的水平向右的拉力作用下沿水平桌面由静止开始运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.20，物体受几个力的作用?画出物体的受力图。

物体做什么性质的运动?加速度多大?方向如何? （g＝10m/s2）如果在物体运动后的第5s末把水平拉力撤去，物体受几个力的作用?画出物体的受力图，物体又做什么性质运动?加速度多大?方向如何?计算物体从开始运动到停止一共走了多远? （g＝10m/s2）解析：对物体受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态，F N ＝G 所以F μ＝μF N ＝0.2⨯100＝20N 水平方向 F －F μ＝ma所以a ＝（F －F μ）/m ＝（40－20）/10＝2m/s 2方向：水平向右故物体以2m/s 2的加速度由静止开始向右做匀加速直线运动。

撤去F 后物体受力分析如图此时F μ＝ma 1a 1＝F μ/m ＝20/10＝2m/s 2方向：水平向左 物体又以第5s 末的速度，以2m/s 2的加速度 向右做匀减速直线运动，直至停止。

设水平向右为正，则a ＝2m/s 2 a 1＝－2m/s 2物体前5s 的位移X 1＝212at ＝2125252m ⨯⨯= 5s 末的速度 v 1＝at ＝2⨯5＝10m/s撤去F 后物体经t 1停止 t 1＝1101052v s a --==- 撤去F 后物体的位移 X 2＝v 1t .1＋221111105(2)52522a t m =⨯+-⨯= 本题中我们根据物体受力的变化，将运动分为两个阶段，物体在两个阶段的加速度不同，再由初始情况选择合适的运动学公式求解。

2、水平传送带以4m/s 的速度匀速运动，传送带两端AB 间距为20m ，将一质量为2Kg 的木块无初速地放在A 端，木块与传送带的动摩擦因数为0.2，求木块由A 端运动到B 端所用的时间。

（g ＝10m/s 2）解析：物体无初速地放在A 端则它的初速度为0，而传送带以4m/s 的速度匀速运动，所以物体一定要相对传送带向后滑动，故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动，但物体由A 到B 一直都在加速吗？这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达B 点。

对木块受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态，F N ＝G所以F μ＝μF N ＝0.2⨯20＝4N由F μ＝ma 得a ＝F μ/m ＝4/2＝2m/s 2设经t 速度达到4m/s 则 v ＝at t ＝v/a ＝4/2＝2s 由X 1＝212at ＝212242m ⨯⨯=所以在没有到达B 点以前物体速度达到与传送带相同，剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。

X 2＝X －X 1＝vt 1 t 1＝（X －X 1）/v ＝（20－4）/4＝4s 木块由A 端运动到B 端所用的时间T ＝t ＋t 1＝2＋4＝6s3、木块A 、木板B 的质量分别为10Kg 和20Kg ， A 、B 间的动摩擦因数为0.20，地面光滑。

设A 、B 间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。

木板B 长2m ，木块A 静止在木板B 的最右端，现用80N 的水平拉力将木板B 从木块A 下抽出来需要多长时间?（木块A 可视为质点，g ＝10m/s 2）解析：本题涉及两个物体，要求解这类动力学问题，首先要找到AB 两个物体运动学量的联系。

由图可知AB 两物体在此过程中的位移差是B 的长度L 。

对A 受力如图竖直方向物体处于平衡状态，F N ＝G ，所以F μ＝μF N ＝0.2⨯100＝20NF μ＝ma 1 a 1＝F μ/m ＝20/10＝2m/s 2对B 受力如图竖直方向物体处于平衡状态合力为0，F －F μ＝Ma 2 a 2＝（F －F μ）/M ＝（80－20）/20＝3m/s 2则22211122a t a t L -=代入数据得t ＝2s4、质量为1kg ，初速为10m/s 的物体，沿粗糙水平面滑行，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数是0.2，同时还受到一个与运动方向相反，大小为3N 的外力F 的作用，经3s 后撤去外力，求物体滑行的总位移？解析：对物体受力如图竖直方向物体处于平衡状态，F N ＝G 所以F μ＝μF N ＝0.2⨯10＝2NF ＋F μ＝ma 1 a 1＝（F ＋F μ）/m ＝（3＋2）/1＝5m/s 2设初速方向为正则 a 1＝－5m/s2经t 1速度减小为0 则 0＝v 0＋a 1t 1＝10－5t 1 t 1＝2s211101t a 21t v X +=＝10⨯2＋0.5⨯（－5）⨯22＝10m 方向向右 2s 后物体反向加速运动，受力如图在第3s 内F 合＝－F ＋F μ＝－3＋2＝－1Na ＝F 合/m ＝－1m/s 2第3s 内的位移 X 2＝21212a t ＝0.5⨯（－1）⨯12＝－0.5m 第3s 末的速度v 2＝at 2＝－1⨯1＝－1m/s此后撤去外力，物体受力如图a 2＝F μ/m ＝2/1＝2m/s 2至停止运动需t 3 则t 3 ＝（0－v 2）/a 2＝1/2＝0.5s X 3＝v 2t 3＋22312a t ＝（－1）⨯0.5＋0.5⨯2⨯0.52＝－0.25m X ＝X 1＋X 2＋X 3＝10＋（－0.5）＋（－0.25）＝9.25m【模拟试题】1. 一个质量为m 的物体在力F 的作用下，由静止开始经过时间t 前进了s 一段距离，如果用力F/2作用在同一个物体上，经过时间t 后，物体前进的距离为（ ）A. sB. s/2C. 2sD. 4s2. 如图1所示，质量为m 的物体放在粗糙水平面上，受到与水平面成θ角的推力F 后，物体以加速度a 向左加速运动。

如果推力的大小增为2F ，这时物体的加速度（ ）A. 仍为aB. 变为2aC. 小于2a ，大于aD. 大于2a3. 如图2所示，一个自由下落的小球，从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和所受合外力的变化情况为（ ）A. 速度一直变小直到零B. 速度先变大，然后变小直到为零C. 合外力一直变小，方向向上D. 合外力先变小后变大，方向先向下后向上4. 如图3所示，光滑水平桌面上，有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F 1和F 2的作用下运动，已知F 1＜F 2，则以下说法中正确的有（ ）A. 若撤去F 1，则甲的加速度一定变大B. 若撤去F 1，则细线上的拉力一定变小C. 若撤去F 2，则乙的加速度一定变大D. 若撤去F 2，则细线上的拉力一定变小5. 如图4，在光滑的水平桌面上有一物体A ，通过绳子与物体B 相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长。

如果A B m m 3 ，则物体A 的加速度大小等于（ ）A. 3gB. gC. 3g /4D. g /26. 如图5所示，质量m 的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q 。

球静止时，Ⅰ中拉力大小T 1，Ⅱ中拉力大小T 2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间，球的加速a 应是（ ）A. 若断Ⅰ，则a ＝g ，竖直向下B. 若断Ⅱ，则a ＝mT 2，方向水平向左 C. 若断Ⅰ，则a ＝mT 1，方向沿Ⅰ的延长线 D. 若断Ⅱ，则a ＝g ，竖直向上7. 一个放在水平桌面上质量为2kg 原来静止的物体，受到如图6所示方向不变的合外力作用，则下列说法正确的是（ ）A. 在t ＝2s 时，物体的速率最大B. 在2s 内物体的加速度为5m/s 2C. 在2s 内物体运动的位移为10mD. 0~2s 这段时间内作减速运动8. 如图7所示，质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N 时，物体A 处于静止状态，若小车以1m/s 2的加速度向右运动后（10 g m/s 2），则（ ）A. 物体A 相对小车仍然静止B. 物体A 受到的摩擦力减小C. 物体A 受到的摩擦力大小不变D. 物体A 受到的弹簧拉力增大9. 如图8所示，A ，B 两条直线是在A ，B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别是A m 和B m 的物体实验得出的两个加速度a 与力F 的关系图线，由图分析可知（ ）A. mg m A <B. 两地重力加速度B A g g >C. mg m A >D. 两地重力加速度B A g g =10. 一物体重为50N ，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现如图9所示加上水平力F 1和F 2，若F 2＝15N 时物体做匀加速直线运动，则F 1的值可能是（10=g m/s 2）（ ）A. 3NB. 25NC. 30ND. 50N11. 如图所示，传送带与地面倾角为37，从A B 长度为16m ，传送带以10m/s 的速度向下运动，在传送带上端，无初速释放一质量为0.5kg 的物体，它与传送带间的摩擦系数为0.5，求物体从A 运动到B 所用的时间？12. 质量为1.5Kg 的物体在水平拉力F 的作用下，从水平面上A 点由静止开始运动，运动一段距离后撤去该力，物体继续滑行t ＝2.0s 停在B 点，已知AB 两点的距离L ＝5.0m ，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20，求水平拉力F 的大小?13. 质量为5Kg的物体，在平行于斜面向上的拉力F＝40N作用下，由静止开始沿斜面向上运动，已知斜面足够长，倾角为37°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，力F作用5s 后立即撤去，求：（g＝10m/s2）（1）物体在前5s内的位移多大?5s末的速度多大?（2）物体沿斜面向上滑行的最远点距出发点多远?试题答案1. B2. D3. BD 4 . A 5 . C 6. AB 7. A 8. AC 9. AD 10. ACD 11. T＝2s 12. F＝15N 13.（1）X1＝5m v＝2m/s （2）X＝5.26m。