6 用牛顿运动定律解决问题(一)
[学习目标] 1.[科学思维]明确动力学的两类基本问题.(重点) 2.[科学方法]掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.(难点)
一、牛顿第二定律的作用
确定了运动和力的关系,把物体的运动情况与受力情况联系起来.
二、两类基本问题
1.已知物体的受力情况,由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学规律确定物体的运动情况.
2.已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律确定物体所受的力.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)物体的加速度方向就是其运动方向. (×)
(2)同一个物体,其所受合外力越大,加速度越大. (√)
(3)同一个物体,其所受合外力越大,运动越快. (×)
(4)对于任何运动物体,它在任何一段时间内的平均速度都等于该段时间初、末速度的平均值. (×)
2.(多选)一质量为m的雨滴在下落过程中,加速度越来越小,最后雨滴将以某一速度匀速下降,在雨滴下降的过程中,下列说法中正确的是( )
A.雨滴受到的阻力恒定
B.雨滴受到的阻力越来越大
C.雨滴受到的阻力越来越小
D.雨滴先做变加速运动,再做匀速运动
BD [由mg-Ff=ma,可知若加速度越来越小,则阻力越来越大,故选项B正确,A、C错误;加速度发生变化,就叫变加速运动,故选项D正确.]
3.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为( )
A.xA=xB B.xA>xB
C.xA<xB D.不能确定
A [由Ff=μmg=ma得a=μg,故A、B两物体的加速度相同,又据运动学公式v=2ax知x=,故两物体滑行的最大距离xA=xB,故A正确.]
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根据受力确定运动情况
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1.问题界定:已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移.
2.解题思路
3.解题步骤
(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,求出所需求的运动学参量——任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹等.
【例1】 如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若人和滑板的总质量m=60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道BC的最大长度L=20.0 m,则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少?