牛顿运动定律解题(二)
高三物理专项基础训练：第12练 牛顿运动定律的应用(2)
第12练牛顿运动定律的应用（2）合肥精品教育（国购广场东侧梅园公寓5#602）王老师物理辅导电话：187--1510--6720 基础过关一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1．如图所示，质量为m的物体放在升降机中的斜面上，斜面倾角为θ，当升降机以加速度a匀加速上升时，物体仍静止在斜面上，那么斜面对物体的作用力（）A．大小为m（g+a），方向竖直向上B．大小为m（g+a）cosθ，方向与斜面垂直C．大小为mgcosθ，方向与斜面垂直D．大小为m(g+a)，方向与斜面垂直2．设洒水车的牵引力不变，所受阻力跟车重成正比，洒水车在平直路面上行驶，原来是匀速的，开始洒水后，它的运动情况将（）A．继续做匀速运动B．变为做匀加速运动C．变为做变加速运动D．变为做匀减速运动3．如下左图所示的动力小车沿倾角为θ的斜面匀速下滑，小车上有一单摆，摆线恰好成水平状态，则小车的加速度为（）A．gsinθgB．sinC．gtanθD．gcotθ4．将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度一时间图像如上右图所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为（）A．1∶10 B．10∶1 C．9∶1 D．8∶15．质量不计的弹簧下端固定一小球，现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a (a＜g)分别向上、向下做匀加速直线运动.若忽略空气阻力，弹簧的伸长量分别为x1，x2；若空气阻力不能忽略且大小恒定，弹簧的伸长量分别为x1′，x2′.则（）A．x1′+x1=x2+x2′B．x1′+x1＜x2+x2′C．x1′+x2′=x2+x1 D．x1′+x2′＜x2+x1二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6．如图所示，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1.0m/s2的加速度向右运动稳定后（）A．物体A仍相对小车静止B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的弹力增大D．物体A受到摩擦力大小不变，但方向改变7．如图所示，质量为60kg的人通过光滑定滑轮，用绳拉着m=20kg的物体上升，当物体的加速度为5m/s2时，人对地面的压力可能是（）A．200NB．300NC．600ND．500N8．如图所示，A、B是竖直平面内的光滑弧面，一个物体从A点由静止释放，它滑到静止不动的水平皮带后，从C点离开皮带做平抛运动，落在水平地面上的D点，现在使皮带轮转动，皮带的上表面以某一速率向左或向右做匀速运动，小物体仍从A点由静止释放，则小物体将可能落在地面上的（）A．D点右边的M点B．D点C．D点左边的N点D．从B到C小物体速度降为零，停在C点不下落三、计算或论述题9．如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球.求：（1）当滑块至少以多大加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零；（2）当滑块以a=2g的加速度向左运动时线的拉力.10．在消防演习中，消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经一段时间落地.为了获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究人员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统相连接，用来记录消防队员下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况.已知某队员在一次演习中的数据如图所示，求该消防队员在下滑过程中的最大速度和落地速度.（g取10m/s2）11．如图所示.升降机中质量为m的物体通过绳CO结于O点，AO绳所能承受的最大拉力为3mg，OC绳所能承受的最大拉力为3mg，AO绳和BO绳与竖直方向的夹角分别是α=30°和β=60°，为了防止悬线拉断，升降机加速上升时，加速度最大值不得超过多大？12．将金属块m被压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板均装有压力传感器，箱可以沿竖直方向运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为 6.0N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0N.（g取10m/s2）（1）若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半，试判断箱的运动情况；（2）要使上顶的板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？13．如图所示，倾角为30°的传送带以恒定的速度2m/s运动，皮带AB长5m，将1kg 的物体放在A点，经2.9s到达B点，求物体和皮带间的动摩擦因数μ为多大？若增加皮带的速度，则物体从A到B的最短时间是多少？能力提升14．如图所示，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为m1和m2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，开始时，两物块均静止，今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木块分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物块和木板间的动摩擦因数相同，下列说法中正确的是（）A．若F1=F2，m1＞m2，则v1＞v2B．若F1=F2，m1＜m2，则v1＞v2C．若F1＞F2，m1＝m2，则v1＞v2D．若F1＜F2，m1＝m2，则v1＞v215．一物体在斜面上以一定的初速度向上运动，斜面的倾角θ可在0~90°之间变化，设物体能达到的最大位移与斜面倾角θ之间的关系如图，问当θ是多大时，x有最小值？这个最小值是多少？第12练 牛顿运动定律的应用（2）1.A 解析 解题时注意斜面对物体的作用力实际上是弹力和摩擦力的合力.2.C3.B4.B5.C 解析 根据牛顿第二定律得ma kx mg ma mg kx =-=-21,，ma f x k mg ma f mg x k =-'-=--'21,， 得2121x x x x +='+'. 6.AD 解析 注意静摩擦力随物体运动状态的变化而变化.7.BD 8.AB 9.（1）g （2）mg 510.该队员先在t 1=1s 的时间内以a 1匀加速下滑.然后在t 2=1.5s 的时间内以a 2匀减速下滑.第1s 由牛顿第二定律得mg －F 1=ma 1， 即211/4s m mF g a -= 最大速度v m =a 1t 1代入数据解得v m =4m/s后1.5s 由牛顿第二定律得F 2－mg=ma 2， 即222/2s m g mF a =-= 队员落地时的速度v =v m －a 2t 2代入数据解得v =1m/s11.根据题意，OA 绳拉力和OB 绳拉力在水平方向分力处于平衡态，所在O B O A T T 3=这说明OA 比OB 先断.所以当mg T O A 3=时，OA 、OB 绳在竖直方向能提供的力为mg T T T O B O A 260cos 30cos =︒+︒=，所以为保证绳不断，OC 实际受力应为T OC =2mg ，对物体受OC 的拉力与重力的作用，根据牛顿第二定律有T OC =mg +ma ， 联立可解得a =g.12.下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F ，金属块受力如图所示.上顶板的压力F N =6.0N ，弹簧的弹力F=10.0N 和重力mg ，加速度为a ，方向向下.有mg +F N －F=ma 求得金属块质量m =0.50k g.（1）上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半时，弹簧的弹力仍是F ，上顶板的压力为2F ，设箱和金属块的加速度为a 1，有121ma F F mg =-+解得a 1=0，即箱处于静止中做匀速直线运动. （2）当上顶板的压力恰好等于零时，弹力仍为F ，有mg －F=ma 2得加速度a 2=－10m/s 2，“－”号表示加速度方向向上.若箱和金属块竖直向上的加速度大于10m/s 2，弹簧将被进一步压缩，金属块要离开上顶板，上顶板压力传感器的示数也为零.只要竖直向上的加速度大于或等于10m/s 2，不论箱是向上加速或向下减速运动，上顶板压力传感器的示数都为零.13.物体放在皮带上，摩擦力f 和重力的下滑分力的合力使物体做加速运动，在时间t 1内，速度由0增大到v ，设加速度为a ，通过位移为s 1，则1211221t v at s ==，若此阶段物体已到达B 点，则t 1=t=2.9s ，得s =s 1=2.9m ＜5m ，则物体速度达到v 后就随皮带一起向上匀速运动到达B ，设匀速运动时间为t 2，位移为s 2，s 2=vt 2，s 1+s 2=s ，t 1+t 2=t ，代入数据解得t 1=0.8s ，a =2.5m/s 2根据牛顿第二定律θμμθcos ,sin mg N f ma mg f ===-，解得μ=0.866皮带速率增大到v ′，物体放到皮带上，加速运动的加速度a 不变.当物体从A 到B 一直做匀加速运动，所用的时间最短，由运动学公式221at s =得t=2 s. 14.BD 15.3πθ= m 35。
2019年高考物理 试题分项解析 专题03 牛顿运动定律(第02期)
专题3 牛顿运动定律一．选择题1. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图甲所示，一块质量为m A=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为m B=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。
则下列说法正确的是A.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.1C.F的大小可能为9ND.F的大小与板长L有关【参考答案】BD【命题意图】本题考查对速度----时间图像的理解、叠加体受力分析、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的运用。
【方法归纳】对于速度图像给出解题信息问题，从速度图像的斜率得出加速度，由速度图像面积得出位移。
对于叠加体问题，采用隔离法分析受力，利用牛顿运动定律列方程解答。
2. （2019广东惠州第三次调研）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是【参考答案】D【命题意图】本题考查传送带、牛顿运动定律、速度图像及其相关知识点。
【方法归纳】物体在倾斜传送带上运动，要注意当物体速度小于传送带速度时，滑动摩擦力是动力，大于传送带速度时，滑动摩擦力是阻力。
3.绰号“威龙”的第五代制空战机歼－20具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，歼－20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。
假设某次垂直飞行测试实验中，歼－20加速达到50 m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验。
该飞机在10 s内匀加速到3 060 km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km。
假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2。
牛顿第二定律的两类基本问题已知受力情况求运动情况
G
由运动学公式vt2-v02=2as2，得：
物体的滑行距离 s2
0
v
2 2
2a2
0 1.22 m
2 (2)
0.36m
※应用牛顿运动定律解题的一般步骤：
1、明确研究对象和研究过程 2、画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图 很重要，要养成习惯） 3、进行必要的力的合成和分解,并注意选定正方向 4、根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解； 5、对解的合理性进行讨论
由运动学公式：
4s末的速度 vt v0 at 0 1.1 4 4.4m / s
4s内的位移
s
v0t
1 2
at 2
1 2
1.1 42
8.8m
例2：如图，质量为2kg的物体静止在水平地面上， 物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，现对物体施 加一个大小F=5N、与水平方向成θ=370角的斜向 上的拉力(如图)，已知：g=10m/s2,求： （1）物体在拉力的作用下4s内通过的位移大小 （2）若4s后撤去拉力F，则物体还能滑行多远？
例3:一个滑雪的人，质量m=75kg，以 V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下， 山坡的倾角θ=300，在t=5s的时间内滑下 的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包 括滑动摩擦力和空气阻力)。
解：对人进行受力分析画受力图，如下 因为：V0=2m/s，x=60m，t=5s
N f
取沿钭面向下方向为正
G2
则：根据运动学公式：
x
V0t
1 2
at
2
60
2
5
1 2
a
52
求得a = 4m/s2
G1 mg
再由牛顿第二定律可得：
G2 f m gsin f m a f m( g sin a)
人教版高一物理必修1 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)无答案
4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） :1、知道力的平衡的概念，共点力作用下物体的平衡状态。
（重点）2、理解共点力作用下物体的平衡条件，并会用它处理简单的平衡问题。
（重点）3、知道什么时超重和失重，知道产生超重和失重的条件，会分析、解决超重和失重问题。
（重、难点）4、会解释生活中常见的超重、失重现象知识点1：共点力的平衡问题1、平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
2、平衡条件：合力等于零，即0=合F 或⎩⎨⎧==00y x F F【知识拓展】解决静态平衡问题的常用方法：1、整体法和隔离法：当一个系统处于平衡状态时，组成系统的每一个物体都处于平衡状态。
一般地，求系统内部物体间相互作用力时，用隔离法，求系统受到的外力作用时，用整体法。
具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用。
2、力的合成法：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，反向相反，作用在同一条直线上，可以据此求任意两个力的合力3、相似三角形法：根据合力为零，把三个力画在一个三角形中，看力的三角形与哪个几何三角形相似，根据相似三角形的对应边成比例列方程求解4、正交分解法：正交分解法在处理三力或三力以上平衡问题时，常常先把物体所受的各个力逐一地分解在两个互相垂直的坐标轴上，再分别对每个坐标轴上的分力逐一进行代数运算。
【一念对错】1、处于平衡状态的物体加速度为0.（）2、物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态。
（）3、合力保持恒定的物体处于平衡状态。
（）【例1】如图所示，一个重为N 100的小球被夹在竖直的墙壁和A 点之间，已知球心O 与A 点的连线与竖直方向间的夹角︒=60θ。
所有接触点和面均不计摩擦。
试求小球和墙面的压力对A 点的压力大小。
知识点2：超重和失重1、超重（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象（2）产生条件：物体具有竖直向上的加速度。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案(定稿)
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)1．力的合成和分解的两种重要方法是： _____________________、_____________________. 2．匀变速直线运动的规律：v ＝____________，x ＝____________，v 2－v 20＝2axv ＝____________＝v t2.3．自由落体运动的规律：v ＝______，h ＝______，v 2＝2gh4．牛顿第二定律：F ＝ma ，特点是：________性，矢量性，同向性．5．平衡状态是指保持静止或________________________，平衡条件是________．6．①视重：重力是地球对物体的吸引作用，当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤和台秤的示数称为“________”，等于其所受拉力或压力．视重实际上反映的是“弹力”，只有在平衡状态时，这个“弹力”即______与物体的________才有相等的关系．②超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)大于________________________的情况，即______大于________时，称为超重现象．③失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)小于________________的情况，即__________小于________时，称为失重现象．④完全失重：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__________的状态，即视重____________时，称为完全失重状态． 7．产生超重或失重现象的条件①物体具有______________时产生超重现象．②物体具有____________________时产生失重现象．③物体具有________________时，物体出现完全失重状态.一、共点力的平衡条件 [问题情境]1．处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？2．若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？[要点提炼]1．共点力的平衡条件是：________________.2．处理共点力平衡问题的常用方法有：①______法．物体受几个力作用，将某一个力按效果分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．②________法．物体受几个力作用，通过合成的方法将它简化成两个力，这两个力满足力的平衡条件．以上两种方法常用于物体受力不多于三个力时．③________________法．将处于平衡状态的物体所受的力，都分解为相互正交的两组，每一组的力都满足力的平衡条件．即F x ＝0，F y ＝0.这种方法常用于所受的力为三个力以上．3．解题关键：受力分析．受力分析时应注意：①不要添力、漏力．如不要把分力和合力同时计入，不要忘记静摩擦力；②不要判断错力的方向；③受力分析遵循的一般顺序：先重力后弹力再摩擦力．二、超重和失重 [问题情境]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？[要点提炼]1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．[超重和失重是常见的现象，那么当物体发生超重或失重现象时，物体的重力真的增加或减少了吗？超重和失重现象的实质是什么？你是怎样理解的？例1 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态．现对B 加一竖直向下的力F ，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3.若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中( )A ．F 1保持不变，F 3缓慢增大B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变例2 北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭，如图所示．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m 时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg 的饮料瓶进行这个游戏，g 取9.8 m/s 2，问：(1)当座舱落到离地面高度为40 m 的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？(2)当座舱落到离地面高度为15 m 的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？变式训练如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是()A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2【效果评估】1．下列说法中正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2．下列物体处于平衡状态的是()A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3．如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°.现使∠BCA 缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力()A．大小不变B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小参考答案课前自主学习1．平行四边形定则(或三角形定则) 力的正交分解法2．v 0＋at v 0t ＋12at 2 12(v 0＋v )3．gt 12gt 24．瞬时5．匀速直线运动状态 F 合＝06．①视重 视重 重力 ②支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ③支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ④等于零 等于零 7．①向上的加速度 ②向下的加速度 ③向下的加速度a ＝g 核心知识探究 一、[问题情境]1．(1)处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.(2)根据牛顿第二定律F ＝ma ，当物体处于平衡状态时，加速度为0，因而物体所受的合外力F ＝0.2．三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反．推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反． [要点提炼]1．物体所受合力为零2．①分解 ②合成 ③正交分解 二、[问题情境]每个人在乘电梯时都会有这种感觉，这就是我们常说的超重、失重现象．只要你留心观察，在我们的日常生活中就会发现许多超重、失重现象． [要点提炼]2．匀速直线运动 加速 减速 加速 减速 [问题延伸](1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小，这是超重和失重的实质．(2)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向．(3)物体具有向上的加速度，其运动状态可以是加速向上，也可以是减速下降，这时物体对支持物的压力将大于物体的重力，物体处于超重状态，超出的部分为ma ；物体减速上升或加速下降时，具有向下的加速度，物体对支持物的压力将小于物体的重力，这时物体处于失重状态． 解题方法探究例1 C [如图甲所示，球B 受到四个力作用，且保持静止，则θ不变，F 2cos θ＝F ＋mg .若F 缓慢增大，则F 2增大．而F 2sin θ＝F 1，则F 1也增大；对于整体而言，如图乙所示，地面对A 的摩擦力F f ＝F 1，地面对A 的支持力F N ＝F ＋G 总，因为F f 和F N 均缓慢增大，所以F 3缓慢增大，C 对．]例2 (1)0 (2)41.16 N解析 (1)在离地面高于28 m 时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，因为40 m>28 m 所以饮料瓶对手没有作用力，由牛顿第三定律可知，手对饮料瓶也没有作用力．(2)设手对饮料瓶的作用力为F ，座舱自由下落高度为h 1后的速度为v ，制动时的加速度为a ，制动高度为h 2，由v 2－v 20＝2ax 得，v 2＝2gh 1，v 2＝2ah 2联立解得，a ＝h 1h 2g对饮料瓶根据牛顿运动定律F －mg ＝ma 得，F ＝mg (h 1h 2＋1)＝mg h 1＋h 2h 2代入数据得，F ＝41.16 N. 变式训练 BC 效果评估 1．B 2．AC3．A [对B 点受力分析如图F C mg ＝BCAC，BC 、AC 长度都不变，所以F C 大小也不变，由牛顿第三定律知杆BC 所受的力大小不变．]。
用牛顿运动定律解决问题(二)
第27页
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(五)类题训练巩固提升 如图所示，质量为m的物体，在水平力F的作用下，沿倾角 为α的粗糙斜面向上做匀速运动，求水平推力的大小．
第四章 第7节
第28页
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第四章 第7节
第31页
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2．超重、失重的分析
第四章 第7节
第32页
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第四章 第7节
第33页
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[例1]
共研经典 如图所示，在一细绳C点系住一重物P，细绳两端
A、B分别固定在墙上，使AC保持水平，BC与水平方向成30° 角，已知细绳最多只能承受200 N的拉力，那么C点悬挂重物的 重力最多为多少？这时细绳的哪一段即将拉断？
第四章 第7节
第23页
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(一)授你破题锦囊 由物体的重力大于钢丝的最大拉力，明确物体所处的状 态．
合力为零 2．平衡条件：__________．
第四章 第7节
第5页
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当物体的速度为零时，是否一定处在平衡状态？
提示：不一定，如物体竖直上抛到最高点时，速度为零， 但合外力为重力，物体没有处在平衡状态．
高一物理《47 用牛顿运动定律解决问题(2)》课件
(g取10 m/s2)．
【解析】 人举物体时，其最大举力是确定的，由于电梯做加速
运动，物体有“超重”和“失重”两种情况，其运动可由牛顿 第二定律分析．加速下降时，合外力向下，对物体而言，重力大于 举力．反之，重力小于举力． (1)站在地面上的人，最大举力为 F＝m1g＝60×10 N＝600 N. 在加速下降的电梯内，人的最大举力F仍为600 N，由牛顿第二 定律得m2g－F＝m2a，
a＝0时，是静止，是平衡状态 v＝0 a≠0时，不是静止，不是平衡状态
2．对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)合
＝0. ，其中 Fx
合
Fx合＝0 ② Fy合＝0
和 Fy
合
分别是将力进
行正交分解后， 物体在 x 轴和 y 轴上所受的合力．
根据一个物体受三个力作用处于平衡状态，则三个力的 任意二个力的合力大小等于第三个力大小，方向与第三个力 方向相反．在如右图所示中可得出F1与F2的合力F合竖直向 上，大小等于F，由三角函数关系
可得出：F合=F1· 30°=F=mPg，F2=F1· 30°.当F1达到最 sin cos
大值200 N时，mPg=100 N，F2=173 N，在此条件下，BC段绳子即
(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不是运动方向．
(2)处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动． (3)处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动．
下列说法正确的是(
)
A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
mg A．F＝ B．F＝mgtan θ tan θ mg C．FN＝ D．FN＝mgtan θ tan θ
4.7用牛顿定律解决问题(二)
F2 F2y = =F1’ =G 2
A
600
B
F2 = 2G
3 F2 = 3G F3 = F2x= 2
F3 O
F2 x F1 ’
C F1 G
例1、城市中的路灯，无轨电车的供电线路 、城市中的路灯， 经常用三角形的结构悬挂。 等，经常用三角形的结构悬挂。图为这类结 构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过 可绕通过B 构的一种简化模型。图中硬杆 可绕通过 点且垂直于纸面的轴转动， 点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量 都可忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB 都可忽略。如果悬挂物的重量是 ， 等于θ，钢索OA对O点的拉力和杆 对O点 点的拉力和杆OB对 点 等于 ，钢索 对 点的拉力和杆 的支持力各是多大？ 的支持力各是多大？
所求量 物 体 牛顿第 加速度 运动学 受 公 式 力 二定律 分 析 所求量 从运动确定受力
从受力确定运动
a
物 体 运 动 分 析
2.解题步骤： 解题步骤： 解题步骤
(1)确定研究对象； 确定研究对象； 确定研究对象 (2) 分 析 受 力 情 况 和 运 动 情 况 ， 画示意图(受力和运动过程 受力和运动过程)； 画示意图 受力和运动过程 ； (3)用牛顿第二定律或运动学公式 用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度； 求加速度； (4)用运动学公式或牛顿第二定律 用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。 求所求量。
2、平衡状态 、
静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。 静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。 状态或匀速直线运动状态
3、共点力的平衡条件 、
由牛顿第一定律和牛顿第二定律知： 由牛顿第一定律和牛顿第二定律知：物体不受 力或合力为零时将保持静止状态或匀速直线运动 静止状态或 力或合力为零时将保持静止状态或匀速直线运动 状态——平衡状态。 ——平衡状态 状态——平衡状态。
计算题02牛顿运动定律的综合应用(解析版)-备战2020高考物理满分卷题型专练
计算题02 牛顿运动定律的综合应用时间：40分钟 满分：100分1．（2020·藤东中学高三月考）如图所示，足够长的木板与水平地面间的夹角θ可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37°时，一小物块（可视为质点）恰好能沿着木板匀速下滑．若让该物块以大小v 0＝10m/s 的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着θ的改变，物块沿木板滑行的距离x 将发生变化.取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求物块与木板间的动摩擦因数μ；(2)当θ满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离. 【答案】(1) 0.75(2) 4m 【解析】 【详解】(1)当θ=37°时，设物块的质量为m ，物块所受木板的支持力大小为F N ，对物块受力分析，有：mg sin37°=μF N F N -mg cos37°=0 解得：μ=0.75(2)设物块的加速度大小为a ，则有：mg sin θ+μmg cos θ=ma 设物块的位移为x ，则有：v 02=2ax解得：()202sin cos v x g θμθ=+ 令tan α=μ，可知当α+θ=90°，即θ=53°时x 最小 最小距离为：x min =4m2．（2020·银川唐徕回民中学高三）如图所示，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0＝2m/s ，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v 1＝4m/s 的速度从右侧滑上木板，经过1s 两者速度恰好相同，速度大小为v 2＝1m/s ，方向向左。
重力加速度g ＝10m/s 2，试求：（1）木板与滑块间的动摩擦因数μ1 （2）木板与地面间的动摩擦因数μ2（3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。
【答案】（1）0.3（2）120（3）2.75m 【解析】 【分析】（1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解； （2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可； （3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移； 【详解】（1）对小滑块分析：其加速度为：2221114/3/1v v a m s m s t --===-，方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有：11mg ma μ-=，可以得到：10.3μ=；（2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到：2120μ=，10.5s t =，20.5t s =； （3）在10.5s t =时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为：01100.52v x t m +=⋅=，方向向右；在20.5t s =时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：22200.252v x t m +=⋅=，方向向左；在整个1t s =时间内，小滑块向左减速运动，其位移为：122.52v v x t m +=⋅=，方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为：12 2.75x x x x m ∆=+-=。
牛顿第二定律应用2
牛顿运动定律的应用（二）【知识点】一、牛顿第二定律表达式：F合=ma ，加速度方向始终跟合力方向一致！应用时一般是沿着加速度方向列出方程！二、应用牛顿第二定律解决的问题主要分为两类 ：（1）知道物体受力情况求运动情况；（2）知道物体运动情况求受力情况。
解决两类问题的关键是抓住物体运动的加速度！三、应用牛顿第二定律解题的一般步骤：（1）理解题意、分清过程、确定研究对象即需要受力分析的物体；（2）分析受力、画出受力图，明确力的效果；（3）确定加速度方向、将力进行正交分解；（4）应用规律列出方程或方程组；（5）统一单位、求解问题。
四、特别提示：（1）运动学中公式是以初速度方向为正方向，因此加速度a 有+、-，但在动力学问题中则以加速度方向为正方向，两者不同，计算时注意加速度符号的取舍！（2）物体运动过程中，若某一个或几个力发生变化，则必须分别根据牛顿第二定律列式。
尤其要注意的是，在撤去或增加某个力时，物体所受的摩擦力也可能随之改变，但速度和位移的改变一般都要经过一定的时间才能实现。
【练习】（一律取g=10m/s 2）1．一质量为4kg 小球静止在光滑的水平面上，在1N 的水平拉力作用下运动了30秒钟，则小球的速度达到__________m ／s ．【7.5】2．物体的质量是2kg ，处在光滑的水平面上，若同时受到一个向东的力F 1=8N 和一个向西的力F 2=6N 的作用，则它的加速度大小为____，方向为______；如果向西的力方向改为向南，这时它的加速度大小为______，方向为______．【1m/s 2,东；5m/s 2，东偏南370】3．如图所示，光滑物块A 的质量为2m ，质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ，在已知水平推力F 作用下，AB 一起做加速运动的加速度大小是______；A 对B 的作用力为_______【12;333F mg Fm μ--4．一条轻弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m 的小球，平衡时细线是水平的，弹簧与竖直方向的夹角是θ，如图所示。
第4讲 牛顿运动定律的综合应用(二)
甲 (2)v0≠0,且v0与v带同向,如图乙所示。
乙 ①v0<v带时,由(1)可知,物体刚放到传送带上时将做a=μ g的匀加速运动。假
v3=v1+a2Δt ⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板的位移为
v1 v3 s1= Δt 2
小物块的位移木板的位移为
Δs=s2-s1
联立⑥⑧⑨⑩ 式,并代入数据得 Δs=6.0 m 因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0 m。 (3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加 速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3。由牛顿第二定律及运动 学公式得
mg sin α(α为传送带的倾角)。
(2)物体和传送带一起加速运动 ①若物体和传送带一起向上加速运动,传送带的倾角为α,则对物体有f-mg sin α=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上,大小为f=ma+mg sin α。
②若物体和传送带一起向下加速运动,传送带的倾角为α,则静摩擦力的大 小和方向决定于加速度a的大小。 当a=g sin α时,无静摩擦力; 当a>g sin α时,有mg sin α+f=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向下,
v 5 t 2= = s=1 s a 5 v 2 25 s2= = =2.5 m 2a 10
s3=s1-s2=(10-2.5) m=7.5 m,
3 t 3= =1.5 s
s v
t总=t1+t2+t3=4.5 s
牛顿第二定律_例题详解
牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．2.公式：F=ma3、对牛顿第二定律理解：（1）F=ma中的F为物体所受到的合外力．（2）F＝ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的合质量．（3）F＝ma中的F与a有瞬时对应关系，F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变．（4）F＝ma中，F的单位是N，m的单位是kg，a的单位是m/s2．【例1】如图所示，轻绳跨过定滑轮（与滑轮问摩擦不计）一端系一质量为m的物体，一端用F的拉力，结果物体上升的加速度为a1，后来将F的力改为重力为F的物体，m向上的加速度为a2则（）A．a1＝a2 ；B．a1＞a2 C．a1＜a2 D．无法判断二、突变类问题（力的瞬时性）（1）物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，（2）中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性：A.轻：即绳（或线）的质量和重力均可视为等于零，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。
B.不可伸长：即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，绳子中的张力可以突变。
（3）中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性：A．轻：即弹簧（或橡皮绳）的质量和重力均可视为等于零，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。
B．弹簧既能承受拉力，也能承受压力（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能承受拉力。
不能承受压力。
C、由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能发生突变。
【例2】如图（a）所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、12的两根细绳上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直，物体处于平衡状态，现将l2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度。
第11课时 牛顿运动定律的应用(二)(B卷)
第11课时牛顿运动定律的应用（二）（B卷）易错现象1.当外力发生变化时，若引起两物体间的弹力变化，则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化，往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变。
2．些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意，不注意题目条件的变化，不能正确分析物理过程，导致解题错误。
3．些同学对超重、失重的概念理解不清，误认为超重就是物体的重力增加啦，失重就是物体的重力减少啦。
纠错训练1．如图11-B-1所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求（1）推力Ｆ的大小．（2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离?2．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少?3.关于超重和失重，下列说法中正确的是( )A．超重就是物体受的重力增加了B．失重就是物体受的重力减少了C．完全失重就是物体一点重力都不受了D．不论超重或失重甚至完全失重，物体所受重力是不变的检测提高1.在圆轨道运行的空间实验室里，下面哪些仪器能使用( )①弹簧秤②水银气压计③天平④水银温度计A．①②④B．①④ C.②③D．②③④2．将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度一时间图像如图11-B-2所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为( )．A．1：10 B．10：1 B．9：1 D．8：13．完全相同的直角三角形滑块Ａ、Ｂ，按图11-B-3所示叠放，设Ａ、Ｂ接触的斜面光滑，Ａ与桌面的动摩擦因数为μ．现在Ｂ上作用一水平推力Ｆ，恰好使Ａ、Ｂ一起在桌面上匀速运动，且Ａ、Ｂ保持相对静止，则Ａ与桌面的动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系为［］图11-B-3Ａ．μ＝ｔｇθＢ．μ＝（1／2）ｔｇθＣ．μ＝2·ｔｇθＤ．μ与θ无关4．质量为ｍ的物体放在一水平放置的粗糙木板上，缓慢抬起木板的一端，在如图11-B-4所示的几个图线中，哪一个最能表示物体的加速度与木板倾角θ的关系［］图11-B-45．如图11-B-5，在一无限长的小车上，有质量分别为ｍ１和ｍ２的两个滑块（ｍ１＞ｍ２）随车一起向右匀速运动，设两滑块与小车间的动摩擦因数均为μ，其它阻力不计，当车突然停止时，以下说法正确的是［］图11-B-5Ａ．若μ＝0，两滑块一定相碰Ｂ．若μ＝0，两滑块一定不相碰Ｃ．若μ≠0，两滑块一定相碰Ｄ．若μ≠0，两滑块一定不相碰图11-B-1图11-B-26. 如图11-B-6所示，A、B是竖直平面内的光滑弧面，一个物体从A点静止释放，它滑到静止不动的水平皮带后，从C点离开皮带作平抛运动，落在水平地面上的D点，现在使皮带轮转动，皮带的上表面以某一速率向左或向右作匀速运动，小物体仍从A点静止释放，则小物体将可能落在地面上的( )．A．D点右边的M点B．D点C. D点左边的N点D．从B到C小物体速度降为零，停在C点不下落7.．汽车在两站间行驶的v-t图线如图11-B-7所示，车所受阻力恒定，在BC段，汽车关闭了发动机．汽车质量为4000kg，由图可知，汽车在BC段的加速度大小为 m／s2，在AB段的牵引力大小为 N．8.．以24．5m/s的速度沿水平面行驶的汽车上固定一个光滑的斜面，如图11-B-8所示．汽车刹车后，经2．5 s停下来，欲使在刹车过程中物体A与斜面保持相对静止，则此斜面的倾角应为，车的行驶方向应向。
第七课时 用牛顿运动定律解决问题(二)
答案：AD
知 识 清 单
要点2
超重和失重
1 ．不论物体处于何种运动状态，物体的重力并不发
生变化． 2．超重：当物体具有 ________ 向上 的加速度时 (包括向上 加速或向下减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力)________ 大于 物体所受重力的现象． 3．失重：物体具有 ________ 向下 的加速度时(包括向下加 速或向上减速两种情况)，物体对支持物的压力(或对悬挂物 的拉力)________ 小于 自身重力的现象．
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由牛顿第三定律，人对座椅的压力FN2′＝FN2，则 FN2′ 8 mg ＝3. 8 答案：(1)0 (2) 3 名师点睛：解此类题同样要正确选取研究对象，以加 速度方向为正方向，应用牛顿第二定律列式求解．还要注 意的是，应用牛顿第二定律求解的结果是人受的力，还要 根据牛顿第三定律加以说明．
零的状态．
综 合 拓 展
2．求解共点力作用下物体平衡的方法．
(1) 解三角形法：这种方法主要用来解决三力平衡问
题．根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个
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平衡力转化为三角形的三条边，然后通过解这个三角形求
解平衡问题．若力的三角形不是直角三角形，可利用力的 三角形与空间几何三角形相似求解． (2)正交分解法：处理三力或三力以上的平衡问题时非 常方便．此时平衡条件可表示为Fx合＝0，Fy合＝0.
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解析：设座舱距地面30 m时速度为v，h1＝50 m， h2＝30 m. (1)开始自由下落过程人和座舱只受重力，此时a＝ g，由牛顿第二定律得：mg－FN1＝ma则FN1＝0
(2)开始自由下落的阶段，由运动学公式得： v2＝2gh1① 制动减速阶段，由运动学公式得：v2＝2ah2② 由牛顿第二定律得：FN2－mg＝ma③ 5 由①②得：a＝ g④ 3 8 由③④得：FN2＝ mg 3
用牛顿运动定律解决问题二
用牛顿运动定律解决问题二［教学目标 ］一、知识目标：1． 理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件．2．会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题．3．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质．4．进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤二、能力目标：1．培养学生的分析推理能力和实验观察能力．2．培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力．3．引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质三、德育目标1．渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题．2．培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神．［教学重点］1．共点力作用下物体的平衡条件及应用．2．发生超重、失重现象的条件及本质．［教学难点］1．共点力平衡条件的应用．2．超重、失重现象的实质．正确分析受力分析并恰当地运用正交分解法．【课前预习】1．一个物体在力的作用下，如果保持________状态或者__________________状态，我们就说这个物体处于平衡状态．共点力作用下物体的平衡条件是____________．其数学表达式为F 合＝____或⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝ F y 合＝ ，其中F x 合为物体在x 轴方向上所受的合外力，F y 合为物体在y 轴方向上所受的合外力．2．超重：当物体具有______的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬线的拉力)______物体所受的______的现象称为超重______．3．失重：当物体具有________的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受的______的现象，称为失重现象．4．完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于____的状态，叫做完全失重状态．产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于______________时，就产生完全失重现象．5．自由落体从受力的角度看，只受大小、方向都不变的______，故自由落体的加速度大小、方向也是______的；从运动的角度看，是初速度为零、竖直向下的______直线运动． 三、提出疑惑______________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________【课内探究】一：共点力平衡教师活动：1、引导学生分析，物体保持静止或做匀速直线运动，其共同点是什么？（速度保持不变，就是状态不变）2、给出平衡状态的概念。
第11课时 牛顿运动定律的应用(二)(A卷)
第11课时牛顿运动定律的应用（二）（A卷）考测点导航1．动力学的两类基本问题：（1）已知物体的受力情况，确定物体的运动情况．基本解题思路是：①根据受力情况，利用牛顿第二定律求出物体的加速度．②根据题意，选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等．（2）已知物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力．基本解题思路是：①根据运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度．②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知力．（3）注意点：①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析，要善于画出物体受力图和运动草图．不论是哪类问题，都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键．②对物体在运动过程中受力情况发生变化，要分段进行分析，每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况；某一个力变化后，有时会影响其他力，如弹力变化后，滑动摩擦力也随之变化．2．关于超重和失重：在平衡状态时，物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力．当物体在竖直方向上有加速度时，物体对支持物的压力就不等于物体的重力．当物体的加速度方向向上时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫超重现象．当物体的加速度方向向下时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫失重现象．对其理解应注意以下三点：(1)当物体处于超重和失重状态时，物体的重力并没有变化．(2)物体是否处于超重状态或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，即不取决于速度方向，而是取决于加速度方向．(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等．典型题点击1一个质量为m的物体放在升降机机内的台秤上，升降机在竖直方向以加速度a作匀变速运动，若物体处于失重状态，则( ) A．升降机的加速度一定竖直向下B．台秤读数减少maC.升降机一定向下运动D．台秤读数为ma(该题考查失重的概念)2．如图11-A-1，传送带水平部分ab=2m，与水平面的夹角为37º的斜面部分bc=4m，小物块与传送带间的动摩擦因素μ=0．25，皮带沿图中箭头方向运动，速率为2m／s，若将小物块轻放在a点处，最后被送至C点，则物体从a传到b所用的时间物体从b传到c所用的时间（该题根据物体的受力情况分析物体的运动过程，特别注意物体跟皮带之间是相对静止还是相对滑动）3．一物体在斜面上以一定的初速度向上运动，斜面的倾角θ可在0—90º之间变化，设物体能达到的最大位移与斜面倾角θ之间的关系如图11-A-2，问当θ是时，x有最小值?这个最小值是m（解题时要注意根据图象找出有关条件）4．一机车拉一节车厢，由静止开始在水平直铁轨上做匀加速运动，10s内运动40m，此时将车厢解脱．设机车的牵引力不变，再过10s钟两车相距60m，车厢与机车的质量比是 (不计阻力)（该题考查牛顿第二定律和运动学公式的综合运用）新活题网站一、选择题1．如图11-A-3，杯中的弹簧一端固定在杯底，另一端固定一个小球，杯中注满水后，由于小球受浮力而将弹簧拉长x，当整个装置自由下落后，弹簧的伸长量将( )A.仍为x B．大于xC．小于x D．不伸长，即为零（系统完全失重时，小球不受浮力）2．如图11-A-4中，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为( )A．F=Mg ．B．Mg<F<(M+m)gC．F=(M十m)gD．F>(M十m)g（用超、失重的观点分析）3．一个物体受到的合力F如图11-A-5所示，该力的大小不变，方向随时间t周期性变化，正力表示力的方向向东，负力表示力的方向向西，力的总作用时间足够长，将物体在下面哪些时刻由静止释放，物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方?（）A．t＝0时B．t＝t1时C．t＝t2时D．t＝t3时图11-A-1图11-A-2图11-A-3图11-A-4图11-A-5（着重考查物体的运动过程的分析）4．如图11-A-6,静止的传送带上有一木块正在匀速下滑，当传送带突然向上开动时，木块滑到底部的时间t与传送带不动时所用的时间t0相比较（）A．t= t0 B．t>t0C．t<t0 D．不能比较（着重考查物体的运动过程的分析）5．如图11-A-7，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，开始时，各物均静止，今在两物体上各作用一水平恒力F l、F2，当物块和木块分离时，两木板的速度分别为V1和V2，物块和木板间的动摩擦因数相同．下列说法正确的是( )A．若F1=F2，M1>M2，则V l>V2B．若F1=F2，M1<M2，则V l>V2C.若F l>F2，M l=M2，则V l>V2D.若F1<F2，M l=M2，则V l>V2（用图象分析较为简捷）二、填空题6．绳能承受的最大拉力为30N，一端挂有重20N的物体，另一端用绳子把它从静止开始竖直向上提40cm，所需最短时间为。
(学习方略)2013-2014高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)课件 新人教版必修1
A.a=gsinθ ,F=(M+m)g(μ +sinθ )
B.a=gcosθ ,F=(M+m)gcosθ C.a=gtanθ ,F=(M+m)g(μ +tanθ ) D.a=gcotθ ,F=μ (M+m)g 【标准解答】选C。B物体受到重力、支持力作用，其合力向左， 根据牛顿第二定律得mgtanθ=ma，解得a=gtanθ；研究A、B整 体同理有F-μ(M+m)g=(M+m)a，解得F=(M+m)g(μ+tanθ)，C正
答案:tanθ
二
对超重、失重现象的理解
1.视重
当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或
台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或 台秤所受的压力。当物体处于超重或失重时,物体的重力并未 变化,只是视重变了。
2.超重、失重的分析
【特别提醒】(1)超重与失重现象仅仅是一种表象,只是拉力 (或压力)的增大或减小,物体的重力大小是不变的。
)
A.游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态 B.在超重现象中，物体的重力是增大的 C.处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D.如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度 【解析】选D。失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，
即加速度方向向下，故D对；运动员处于静止状态,合力为零，
既不失重，也不超重，A错误；不管是超重还是失重，物体的
所受重力的现象。
A (2)产生条件:物体具有__(A. 竖直向上 度。 B.竖直向下)的加速
2.失重 小于 物体 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_____ 所受重力的现象。
B (2)产生条件:物体具有__(A. 竖直向上
牛顿第二定律应用(2)
小结：物体自由沿斜面运动的时间(1)
1.在等高斜面上自由下滑的时间 加速度a=gsin 斜面长S=h/sin
下滑时间t=(2S/a)1/2= (2h/g sin2)1/2
结论：物体从等高斜面上自由下滑时， 倾角越小，下滑时间越长。
h
2.在等底斜面上自由下滑的时间 加速度a=gsin 斜面长S=L/cos
f=µN
Vt=V0+at=at
例３、一个滑雪的人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度 沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角ß=300，在t=5s的时间内 滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力 和空气阻力)。
思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利 用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。
牛顿第二定律的应用
例题1：一个静止在水平地面上的物体，质量 是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地
Байду номын сангаас
面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦
力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的
位移。
解：对物体进行受力分析画图如右
由图知：F合=F-f=ma
f F
a= F f 6.4 4.2 1.1m / s2
70cm，这相当于标准身高男性跳过210m高的
摩天大楼，其跳跃能力远远超过了人们以前
所公认的自然界跳高冠军——跳蚤。当沫蝉
起跳时，加速度可达到4000m/s2。求它起跳
N
时所承受的地面对它的支持力是其体重的多 少倍。（取g=10m/s2)
a F合=N-G=ma
F合 =ma=5×2N=10N 4。分析物体受力情况，建立直角坐标系，由力的合 成与分解求出F
X方向 Fcos 370 -f=ma= F合 Y方向 N+Fsin 370 -mg=0 又 f=uN 联立三式可得F=17.6N
第八节 牛顿运动定律的应用(二)
第八节牛顿运动定律的应用（二）学习目标：1.学会基本的解题方法2.初步学会正交分解法3.学会有关辅助方法4.学会整体法学习重点：基本的解题方法、正交分解法学习难点：辅助方法、整体法学习内容：一、动力学两类问题1．已知物体的受力情况，确定物体的运动情况．已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式就可以求出物体在任意时刻的位置和速度，也就是确定了物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，推断物体受力的情况．已知物体的运动情况，由运动学公式求加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况，从而求出物体所受的未知力．二、解题方法1．基本的解题步骤取对象——从具体问题中选出有关物体作为研究对象．画示图——画出研究对象的隔离体受力图和运动情况的示意图．定方向——确定正方向．一般以加速度的方向为正方向较为方便．列方程——根据牛顿第二定律列出方程．通常可先通过对文字方程求解，得出结果的文字表达式，然后再代入相关数字，得出最后结果．2．正交分解法当作用在物体上的各个力不在一直线上时，可采用正交分解法，把各个力分解到两个正交的坐标轴上．较常见的情况是一个方向有加速度，与它垂直的另一个方向处于力平衡状态．因此可把正交坐标的一个轴取在加速度方向上，求出该方向上各个力的合力，列出牛顿第二定律方程，与它垂直的另一个轴上的各个力的合力则为零．3．变动为静——一个有用的辅助方法当物体在竖直方向有加速度时，可以引入等效重力加速度g′=g±a．这样，就可把原来的一个动力学问题转化为一个平衡问题．4．整体法当几个物体以同样的加速度一起运动，相互间保持相对静止时，可以把它们作为一个整体，直接从整体所受的外力列出牛顿第二定律的方程．把整体法与隔离法交叉使用，有分有合、常可简化运算．自我检测：1．如图所示，置于水平面上的相同材料的物体m和M用轻绳连接，在M上施一水平力F（恒力）使两物体作匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是 ( AB )A．水平地面光滑时，绳拉力的大小等于mF／（M+m）B．水平面不光滑时，绳拉力大小为mF／（M+m）C．水平面不光滑时，绳拉力大于mF／（M+m）D．水平面不光滑时，绳拉力小于mF／（M+m）2．电梯内有一质量为m的物体，用细线挂在天花板上．当电梯以g／3的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为 ( A )A．2mg／3B．mg／3C．4mg／3D．mg3．三个质量相同、形状也相同的斜面体放在粗糙地面上，另有三个质量相同的小物体从斜面顶端沿斜面滑下，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体作匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体以初速v0匀减速下滑，三个斜面均保持不动，则下滑过程中斜面对地面的压力大小关系是 ( C )A．N1=N2=N3 B．N1＞N2＞N3C．N1＜N2＜N3 D．N1=N2＞N34．在光滑的水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，如图所示．开始时，各物均静止．今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块与木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2．物块与两木板之间的摩擦因数相同．下列说法正确的是 ( BD )A．若F1=F2，M1＞M2，则v1＞v2 B．若F1=F2，M1＜M2，则v1＞v2C．若F1＞F2，M1=M2，则v1＞v2 D．若F1＜F2，M1=M2，则v1＞v25．一质量为M，倾角为θ的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为μ，一物块，质量为m，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触面是光滑的．为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图所示，此水平力的大小等于( μ(m+M)g+(m+M)gtgθ )．。
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牛顿运动定律解题（二）1、一个物体放在光滑的水平面上，处于静止。
从某一时刻t=0起，受到如下图所示的力F的作用，设力F的正方向为向北，物体的质量为m＝10kg。
物体在5s末的位移是____；速度是____，方向_____，物体在10s末的位移是____；速度是_____，方向_____2、用恒力F在时间t内能使质量为m的物体，由静止开始移动一段距离s，若用F/2恒力，在时间2t内作用于该物体，由静止开始移动的距离是_____。
3、物体在力F1作用下获得正西方向4 m/s2的加速度，在力F1和力F2共同作用下获得正北方向3 m/s2的加速度。
那么物体在力F2单独作用下的加速度大小是_____ 。
4、甲、乙两个物体的质量之比为2：1，受到的合外力的大小之比是1：2，甲、乙两个物体都从静止开始运动，那么，两个物体经过相同的时间通过的路程之比为_____。
5、在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体A，下面吊着一个轻质弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊着物体B，如下图所示，物体A和B的质量相等，都为m＝5kg，某一时刻弹簧秤的读数为40N，设g=10 m/s2，则细线的拉力等于_____，若将细线剪断，在剪断细线瞬间物体A的加速度是_____，方向______；物体B的加速度是_____；方向_____。
6、一滑块恰能沿斜面匀速下滑.现在该滑块上作用一竖直向下的恒力，则滑块的运动情况是(A)仍保持匀速滑下； (B)将加速下滑；(C)将减速下滑； (D)根据具体数据才能确定.7、如图所示，A，B两滑块叠放在水平地面上.A，B间的摩擦系数为μ1，B与地面的摩擦系数为μ2.若在A上作用一水平力F，使A，B一起以相同速度作匀速直线运动.则关于两摩擦系数必须有(A)μ1≠0，μ2＝0；(B)μ1≠0μ2≠0；(C)μ1＞μ2，μ2≠0；(D)μ1＜μ2，μ1≠0.8、重10牛的滑块A置于倾角37°的斜面上，用细线通过斜面顶端滑轮与砝码B相连，如图.A和斜面间的摩擦系数为0.4.不计滑轮摩擦，要使A在斜面上平衡，B所受重力应多大?9、水平地面上放着重6牛的物体，用1.8牛的水平拉力能使物体匀速前进.如用与水平面成30°角的力来拉，则要使物体匀速运动拉力的大小为 .10如图，A，B是两个带柄(a和b)的完全相同的木块，C是质量为m的长木板，A，B与斜面及木板间皆有摩擦，C与A，B间摩擦系数均匀μ.设它们原来都是静止的.(1)使A不动，手握b使B沿斜面向上拉，当B开始移动时，C是否动? ，此时A与C间的摩擦力f A为 .(2)若使B不动，手握a使A沿斜面向下拉，当A开始移动时，C是否动? .11、一物体沿斜面匀速向上滑动，那么关于该物体受力的个数可能是(A)两个力；(B)三个力；(C)四个力；(D)多于四个力.12、重5牛的滑块恰能在倾角为37°的斜面上匀速下滑.则物块与斜面间的摩擦系数为 . 若用一平行斜面的力拉滑块匀速向上滑动，则拉力大小为 .13、一根不计质量的绳子，最多能拉着质量为1千克的物体以加速度a匀加速上升；或最多能使质量为3千克的物体以加速度a匀加速下降.那么，这根绳最多可拉质量为千克的物体匀速上升.14、汽车由静止开始做匀加速直线运动，经过4秒钟速度增加到8米/秒，接着做匀速运动10秒后改做匀减速直线运动再经8秒恰好停止运动.求：(1)汽车的总位移；(2)若保持车匀加速运动的加速度不变，匀减速运动的加速度也不变，完成上述位移的最短时间是多少?运动中最大速度是多少?15、如图所示，质点P以O为圆心在水平面内作匀速圆周运动，半径r，角速度为ω。
当质点P正通过x轴时，另一质量为m的质点Q从静止开始，在水平恒力F的作用下，沿x轴正方向运动。
若要使P、Q两质点能在某时刻的速度相同（大小和方向），则力F的可能取值。
16、静止在光滑水平面上A点的物体，在水平力F1的作用开始运动，经过一段时间t，撤去力F1，并立刻改施与力F1反向的水平力F2，又经过时间t，物体恰返回初始位置A，求力F1与F2大小之比F1/F2。
17、质量为m=5kg的物体，在图所示的随时间变化的合力F作用下，从静止开始运动。
求它前5s的位移。
18、滑块A正沿倾角为α的斜面下滑，滑块的支架上用轻绳吊着一个质量为m的小球，滑块下滑过程中，（1）若细绳成竖直方向，如图所示，则绳的拉力T1=____；滑块与斜面间的摩擦因数μ1=____。
（2）若细绳子与竖直方向成α角，则绳的拉力T2=____；滑块与斜面间的摩擦因数μ2=____。
19、如图所示，一根轻质弹簧上端固定，一端挂一质量为m1的平盘，盘中有一质量为m2的物体，当盘静止时，弹簧伸长了x0。
现向下拉盘，使弹簧再伸长x后停止。
然后松手放开，则刚松开手时盘对物体的支持力等于____。
20、一根绳子悬挂一质量为m的物体，如图所示。
当悬点O与物体相对静止，一起在竖直平面内沿与水平方向成30o角斜向上分别作加速度大小等于重力加速度大小的匀加速直线运动和匀减速直线运动时，绳子张力的大小分别等于_______和_______，方向分别为_______和_______21、在地面上放置两个相互紧靠在一起的圆柱形木柱，在它们上面放置同样的圆木,如图，问圆木之间的摩擦系数μ至少多大时，它们才会滚散?设圆木与地面的摩擦力足够大.22、滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将(A)维持原来匀速下滑，(B)减速下滑；(C)向上运动；(D)可能相对地面不动.23、三块完全相同所受重力均为G的滑块被夹在两块木板之间保持静止如图.则滑块2对滑块3的摩擦力大小为，方向 .24、一倾角为θ、质量为M的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的滑动摩擦因数为μ。
一物体的质量为m。
置于楔形木块的光滑斜面上，为了保持物体与斜面相对静止，可用一水平力推楔形木块，如图所示，此水平力的大小F=____。
25、如图所示，静止在水平面上的斜劈质量为M、劈角为θ，一质量为m的物体正沿斜面下滑，下滑的加速度为a（a＜gsinθ），求水平面对斜劈的支持力N和摩擦力f。
26、一平板车质量m=100kg，停在水平路面上，车身的平板离地面高h=1.25m，一质量m=50kg 的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离b=1.00m，与车板间的摩擦因数μ=0.20，如图所示。
今对平板车施一水平方向的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。
物块刚离开车板的时刻，车向前行驶的距离s0=2.0m，求物块落地时，落地点到车尾的水平距离s（不计路面与平板车间的摩擦，g取10m/s2）。
27、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体；而在一个加速下降的电梯里，此人最多能举起质量为80kg的物质，则此时电梯的加速度应为____m/s2;若电梯以5m/s2的加速度上升时，则此人在电梯中最多能举起质量为________kg的物质（g=10m/s2）28、在一个封闭系统中，用一弹簧秤称一物体的重量，如果(A)读数偏大，则系统一定是向上做加速运动；(B)读数偏小，则系统可能做加速运动，也可能做减速运动；(C)读数准确、则系统一定处于平衡状态；(D)读数时大时小，系统一定是上下往复运动.29、如图所示，已知两物体A 和B的质量分别为m A=4千克，m B=5千克，连接两物体的细线能承受的最大拉力为80牛，滑轮的摩擦和绳的质量均不计，要将物体B提离地面，作用在绳上的拉力F的取值范围是________（g取10米/秒2）30、如图所示,一根轻质弹簧原长为L0,上端固定,下端挂一质量为m的平盘,盘中再放一个质量为m的砝码时,弹簧长度为L0+△L.现向下拉弹簧,使弹簧的长度为L0+4△L,然后突然释放,则在弹簧缩短过程中,砝码的最大加速度大小为_______,当砝码对盘的压力刚好为零时,弹簧的长度为_______31、如图所示，两个物体的质量分别为m1和m2,紧靠在一起并放在光滑水平面上，如果施以向右的水平力F1和向左的水平力F2，且F1＞F2,m1与m2之间的相互作用力的大小是_______32、原来做匀速运动的升降机内，有一质量为m的物体A被一根伸长弹簧拉住在位置B处，相对于升降机静止，如图所示，突然物体A被弹簧拉向位置C，由此可判断此时升降机的运动可能是（）加速上升（B）减速上升（C）加速下降（D）减速下降33、完全相同的两个物体A和B中间用轻质弹簧连接，置于水平放置的光滑木板C上，整个系统处于静止状态，如图所示，如果突然沿水平方向迅速撤去木板，在撤去的瞬时，A、B两物体的加速度分别为a1和a2，则下列各组数值中正确的是（）a1=0,a2=2g（B）a1=g,a2=g（C）a1=2g,a2=g（D）a1=g,a2=2g34、升降机由静止开始以加速度a1匀加速上升2秒，速度达到3米/秒，接着匀速上升10秒，最后再以加速度a2匀减速上升3秒才停下来.求(1)匀加速上升的加速度a1；(2)匀减速上升的加速度a2；(3)上升的总高度35、倾角分别为30o、45o、60o的三个光滑斜面甲、乙、丙，它们的底边相同。
现有一物体从斜面顶端由静止分别沿斜面下滑至底端，则（）（A）沿各斜面下滑至底端时速率相同（B）沿丙斜面下滑至底端时速率最大（C）沿甲斜面和丙斜面下滑至底端所需时间相同（D）沿乙斜面下滑至底端所需时间最短36、水平地面上有一只质量m=10千克的木箱,当用F1=10牛的水平拉力拉它时,正好匀速运动,速度v0=0.5米/秒.某时刻去掉F1后,立即改用与水平方向成a=37o角的力F2斜向上拉该物体,如图所示.(1)若F2=12.5牛,求木箱的加速度和2秒内的位移(从去掉F1时刻开始计为多大时,木箱可以做匀加速直线运动(F2的方向保持不时).(2)F变).(cos37o=0.8,sin37o=0.6,g=10米/秒2)37、水平方向恒力F将一个质量为5kg的木块压在竖直墙壁上,如图,木块与墙壁之间的摩擦系数μ=0.2,要使木块沿竖直方向匀速下滑,那么作用力F的值是多少?38、如图所示，物体A的质量为1kg，物体A与小车的接触面间的摩擦系数μ=0.25，小车的加速度为________m/s2时，恰能使A沿小车右侧壁向下匀速滑动（g=10m/s2）39、一个总质量为M的探空气球，以加速度a竖直下降，受空气阻力为f，要使气球以加速度a上升，则必须从吊蓝中扔掉压舱物的质量为_____。
(设气球受的浮力及空气阻力的大小不变)40、水平面上两辆小车,它们的质量分别为m1,m2,且m1=2m2.若它们以相同的初动能在同一水平面上滑行直至静止.滑行中它们受到的阻力相同.则它们通过的位移之比s1：s2=____,运动时间之比t1：t2=____.41、若用倔强系数k＝300牛/米的弹簧连接的滑块A，B静止于水平桌面上，弹簧没有形变如图.设它们所受重力分别为G A＝200牛，G B＝300牛；A，B与桌面的摩擦系数分别为μ1＝0.25，μ2＝0.50.用水平力F作用于A，让F从零逐渐增大，并使B匀速前进0.5米.以作用力F为纵坐标，A移动的距离为横坐标，试作出拉力F随A位移的变化图线.42、下列几种情况中，升降机绳索拉力最大的是(A)以很大速度匀速上升；(B)以很小速度匀速下降；(C)上升时以很大的加速度减速；(D)下降时以很大的加速度减速.43、把木箱放在电梯地板上，则地板所受压力最大的情况是(A)电梯以a＝1.5米/秒2的加速度匀加速上升；(B)电梯以a＝2.0米/秒2的加速度匀减速上升；(C)电梯以a＝1.8米/秒2的加速度匀减速下降；(D)电梯以V＝3米/秒的速度匀速上升.44、质点在三个力作用下处于平衡状态（静止），今将其中一个力逐渐变小直至为零，然后再逐渐复原。