牛顿运动定律

第01讲牛顿运动定律

高一物理寒假教学计划

【考纲要求】

1.明确动力学的两类基本问题.

2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．

【知识点击1】从受力确定运动情况

已知物体的受力情况――→F ＝ma

求得a ， ⎩⎪⎨⎪

⎧

x ＝v 0t ＋12at 2

v ＝v 0＋at v 2

－v 2

＝2ax

→求得x 、v 0、v 、t .

【典型例题1】如图所示，质量m ＝2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大

小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F ＝8 N 、与水平方向成θ

＝37°角斜向上的拉力，

已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2

.求： (1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度； (2)物体在拉力作用下5 s 末的速度大小； (3)物体在拉力作用下5 s 内通过的位移大小．

【对点演练1】物体以14.4 m/s 的初速度从斜面底端冲上倾角为θ＝37°的斜坡，到最高点后再滑

下，如图2所示．已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15，求： (1)物体沿斜面上滑的最大位移；

(2)物体沿斜面下滑的时间．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

【知识点击2】从运动情况确定受力

从运动情况确定受力

已知物体运动情况――→匀变速直线运动公式求得a ――→F ＝ma

物体受力情况．

【典型例题2】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，

打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s2)，则： (1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？ (2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？

【对点演练2】

质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v —t 图象如图2所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3

4.设球受到的空气阻力大小恒为F f ，取g ＝10

m/s 2

，求：

(1)弹性球受到的空气阻力F f 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h

.

【知识点击3】多过程问题

1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．

2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．

【典型例题3】质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图3所示的力F，F＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止，(g取10 m/s2)则：

(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．

(2)物体运动过程中最大速度是多少？

(3)物体运动的总位移是多少？

【对点演练3】一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：

(1)关闭发动机时汽车的速度大小；

(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；

(3)汽车牵引力的大小．

【知识点击4】瞬时加速度问题

根据牛顿第二定律，加速度a 与合外力F 存在着瞬时对应关系：合外力恒定，加速度恒定；合外力变化，加速度变化；合外力等于零，加速度等于零．所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．应注意两类基本模型的区别：

(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间．

(2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．

【典型例题4】如图中小球质量为m ，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：

(1)绳OB 和弹簧的拉力各是多少？

(2)若烧断绳OB 瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？ (3)烧断绳OB 瞬间，求小球m 的加速度的大小和方向．

【对点演练4】如图所示，轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连，下端与另一质量为M 的木块2相

连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( )

A ．a 1＝0，a 2＝g

B ．a 1＝g ，a 2＝g

C ．a 1＝0，a 2＝

m ＋M M g D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋M

M

g 【知识点击5】整体法和隔离法在运动中的应用

1．整体法：把整个连接体系统看做一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解．其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力．

2．隔离法：把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象，进行受力分析，列方程求解．其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力，容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单．

注意 整体法主要适用于各物体的加速度相同，不需要求内力的情况；隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用．