1.从受力确定运动情况: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,再通过运动学公式就可以确定物体的运动情况。
例7 如图所示,质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,在与水平成θ=37°角的恒力F作用下,从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F,又经过t2=4.0s物体刚好停下。求:F的大小、最大速度vm、总位移s。
[问题反思]
第3课时 牛顿运动定律的应用㈠
(两类基本问题)
[知识回顾]
[考点突破]
考点一 动力学的两类基本问题
例5 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.
(2)求悬线对球的拉力.
例6 如图所示, m =4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。求:
(1)小车以a=g向右加速;
(2)小车以a=g向右减速时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大?
例7 如图所示,在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求:(1)箱以加速度a匀加速上升,(2)箱以加速度a向左匀加速运动时,线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大?
例4 如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(g取10 m/s2)
例3 (2001年上海高考题)如图(1)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1 、L2的两根细线上,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,求剪断瞬时物体的加速度。
(1)下面是某同学对该题的某种解法:
解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下处于平衡。mg,,解得 =mgtanθ,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体却在T2反方向获得加速度,因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?说明理由。
(2)若将图(1)中的细线L1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图(2)所示,其它条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
例1 如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是
A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小
D.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大
例2 如图所示.弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点.如果物体受到的阻力恒定,则
A.物体从A到O先加速后减速
B.物体从A到O加速运动,从O到B减速运动
C.物体运动到O点时所受合力为零
D.物体从A到O的过程加速度逐渐减小
2.国际单位制中的基本物理量和基本单位:
3 单位制的应用
⑴物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系。
⑵在进行物理计算时,若所有的已知量都用国际单位制的单位表示,那么只要正确地应用物理公式,计算的结果必是用相应国际单位来表示的。
⑶单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确。考查等式两边的单位是否一致,若发现不一致,则说明物理关系的建立和推断有错误。
[典题例析]
1.单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
⑴基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。
⑵导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
6.力、加速度、速度关系小结
⑴物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要有合力,不管速度是大,是小,或是零,都有加速度,只有合力为零时,加速度才能为零。一般情况下,合力与速度无必然的联系。
⑵合力与速度同向时,物体加速,反之减速。
⑶力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,即:
力→加速度→速度变化(运动状态变化)
物体所受到的合力决定了物体当时加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小.加速度大小与速度大小无必然的联系。
⑷区别加速度的定义式与决定式。
考点二 力学单位制
5.牛顿第二定律的适用范围
⑴牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。
⑵牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
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