資源簡介

4.5牛頓運動定律的應用
一、學習目標
1、進一步學習物體的受力情況，并能結合物體的運動情況進行受力分析。(重點)　
2、知道動力學的兩類問題：從受力確定運動情況和從運動情況確定受力．理解加速度是解決兩類動力學問題的橋梁。(重點)　3、掌握解決動力學問題的基本思路和方法，會用牛頓運動定律和運動學公式解決有關問題。(難點)
二、復習回顧
1、運動學公式
2、牛頓運動定律
第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
第二定律：物體加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的質量成反比； 加速度方向跟作用力方向相同。公式: F=ma
第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。
三、動力學的兩類基本問題
1、從受力確定運動情況
2、從運動情況確定受力
四、動力學的兩類基本問題解題步驟：
(1)確定研究對象；
(2)分析受力情況和運動情況， 畫示意圖(受力和運動過程)；
(3)用牛頓第二定律或運動學公式 求加速度；
(4)用運動學公式或牛頓第二定律 求所求量。
例題1.運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比賽規則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數以調節冰壺的運動。
（1）運動員以 3.4 m/s 的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數為 0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠？g 取 10 m/s2。
（2）若運動員仍以 3.4 m/s 的速度將冰壺投出，其隊友在冰壺自由滑行 10 m 后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數變為原來的 90%，冰壺多滑行了多少距離？
例題2.一位滑雪者，人與裝備的總質量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡的傾角為30°，在5s的時間內滑下的路程為60m，求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10m/s2。
鞏固練習
1.質量為1 kg的質點，受水平恒力作用，由靜止開始做勻加速直線運動，它在t s內的位移為x m，則F的大小為(單位為N)(　　)．
A. B. C. D.
2.如圖所示，水平恒力F＝20 N，把質量m＝0.6 kg的木塊壓在豎直墻上，木塊離地面的高度H＝6 m．木塊從靜止開始向下做勻加速運動，經過2 s到達地面．
(取g＝10 m/s2) 求：
(1)木塊下滑的加速度a的大小；
(2)木塊與墻壁之間的動摩擦因數．
3.如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成θ＝37°，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F＝10 N，刷子的質量為m＝0.5 kg，刷子可視為質點，刷子與天花板間的動摩擦因數為0.5，天花板長為L＝4 m，取sin 37°＝0.6，試求：(1)刷子沿天花板向上運動的加速度大小；
(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間．
4.如圖所示，在傾角θ＝37°的足夠長的固定的斜面底端有一質量m＝1.0kg的物體．物體與斜面間動摩擦因數 ＝0.25，現用輕細繩將物體由靜止沿斜面向上拉動．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．經時間t＝4s繩子突然斷了，求：
（1）繩斷時物體的速度大小．
（2）從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間．（sin37°＝0.60， cos37°＝0.80，g＝10m/s2）
5.如圖所示，木塊質量m=0.78kg，在與水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，從靜止開始做勻加速直線運動，在3s時間內運動了9m的位移．已知木塊與地面間的動摩擦因數μ=0.4，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．
（1）求拉力F的大小
（2）若在3s末時撤去拉力F，求物體還能運動多長時間
以及物體還能滑行的最大位移．
6.如圖所示，質量m＝2 kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20 m，用大小為30 N，沿水平方向的外力拉此物體，經t0＝2 s拉至B處。(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10 m/s2)
(1)求物體與地面間的動摩擦因數μ；
(2)用大小為30 N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達B處，求該力作用的最短時間t。
7.如圖所示，質量M＝0.1 kg的有孔小球穿在固定的足夠長的斜桿上，斜桿與水平方向的夾角θ＝37°，球與桿間的動摩擦因數μ＝0.5.小球受到豎直向上的恒定拉力F＝1.2 N后，由靜止開始沿桿斜向上做勻加速直線運動．求(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2)：
(1)斜桿對小球的滑動摩擦力的大小；
(2)小球的加速度；
(3)最初2 s內小球的位移．

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