第五节 牛顿运动定律的应用 学习目标： 1．物理观念：知道动力学的两类问题． 2．科学思维：掌握从受力确定运动情况和从运动情况确定受力的两类问题的推理与解析，并能解释相关自然现象． 3．科学探究：通过两类动力学问题的解决，学会探索物理问题的方法，提高动脑解决问题的能力． 4．科学态度与责任：学会提高在应用牛顿运动定律解决实际问题中的科学研究能力，培养探求科学态度，提高学习兴趣． 知识点一 从运动情况确定受力 如果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就可以确定物体所受的力． 说明：利用运动学公式，正确求出加速度是解题关键． 知识点二 从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来． 2．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，再通过运动学规律确定物体的运动情况． 正确的受力分析，求出合力是解这类问题的关键． (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向． (√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向． (×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁． (√) (4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的． (×) (5)用30 N水平拉力F拉一个静止在光滑水平面上质量为20 kg的物体，若拉力F作用3 s后消失，则在第5 s末物体的速度大小v＝4.5m/s． 考点1 从运动情况确定受力 国庆节期间，李老师外出旅游，若李老师将质量为m＝20 kg的行李箱，从静止开始做匀加速直线运动，在前2 s的时间内移动了4 m． 请探究： (1)行李箱的加速度大小？ (2)行李箱所受合力大小？ 提示：(1)由x＝at2，得a＝2 m/s2． (2)由F＝ma，解F＝40 N． [归纳例证] 1．基本思路：本类型问题是解决考点2中问题的逆过程，其思路如下： 2．解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力示意图和运动草图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力． 【典例1】 如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角θ＝30°．现木块上有一质量m＝1.0 kg的滑块从斜面下滑，测得滑块在0.40 s内速度增加了1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小； (2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向． 思路点拨：由运动规律求出加速度，由牛顿运动定律求出对应力的大小． [解析] (1)由题意可知，滑块滑行的加速度 a＝＝ m/s2＝3.5 m/s2 对滑块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mgsin θ－f＝ma，解得f＝1.5 N 图甲 图乙 (2)根据(1)问中的滑块受力示意图可得FN＝mgcos θ．对木块受力分析，如图乙所示，根据牛顿第三定律有FN′＝FN，根据水平方向上的平衡条件可得f地＋fcos θ＝FN′sin θ，解得f地≈3.03 N，f地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左． [答案] (1)1.5 N (2)3.03 N 方向水平向左 从运动情况确定受力的注意事项 (1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆． (2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力． 1．如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为k，原长为L．则此时木块A、B间的距离为( ) A．L＋ B．L＋ C．L＋ D．L＋ B [对木块A、B整 ... ...
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