第五节 牛顿运动定律的应用 [学习目标] 1．理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁．2．培养正确分析物体的受力情况和运动情况的能力．3．学会应用牛顿运动定律和运动学公式解决动力学问题． 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_____求出物体的_____，再根据_____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_____和____的关系，使我们能够把物体的运动情况和_____联系起来． 2．如果已知物体的受力情况，可以由_____求出物体的加速度，再通过_____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)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＝_____m/s． 如图所示，设冰雪运动中滑雪运动员和设备的总质量m＝60 kg，取g＝，倾角为30°，坡道足够长． 请探究： (1)滑雪运动员下滑过程受到哪几个力的作用？ (2)若滑雪者受到阻力大小为60 N，试求其加速度大小？ (3)若人从静止开始运动，2 s末的速度是多大？ 考点1 从运动情况确定受力 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】 [链接教材P117例题1]如图所示的机车，质量为100 t，设它从停车场出发经225 m后速度达到15 m/s(该过程为匀加速直线运动)，此时司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶了125 m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求： (1)机车在加速阶段和减速阶段的加速度大小； (2)机车关闭发动机前所受的牵引力大小． 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． [听课记录]_____ _____ 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． [跟进训练] 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，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． _____ 考点2 由受力确定运动情况 1．解题思路 2．解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力示意图． (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量———任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等． 【典例2】 如图甲所示，质量为4 kg的物体放在与水平面成30°角、足够长的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝，作用在物体上的外力与斜面平行，随时间变化的图像如图乙所示，外力作用在物体上的时间共8 s，根据所给条件(sin 30°＝，cos 30°＝，g取10 m/s2)问： 甲 乙 (1)物体所受的摩擦阻力为多大？ (2)物体在0～4 s内 ... ...
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