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《第五讲牛顿运动定律的应用--两类动力学问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第五讲牛顿运动定律的应用…两类动力学问题一.两类基本动力学问题例1：(单体多过程)★★★质量为m=2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数“=0.5,现在对物体施加如图所示的力F,F=10N,6>=37°(sin37°=0.6),经“=10s后撤去力F,再经一段时间，物体又静止，g取10m/s2,贝【J：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态；(2)物体运动过程屮最大速度是多少；(3)物体运动的总位移是多少.解析(1)当力F作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F时物体的速度达到最大值，撤去F后物体做匀减速直线运动.f(2)撤去F前对物体受力分析如图，有：F
2、sinO+N=mgFeos12曲一2〃山n2mgVt=aitlf联立各式并代入数据解得X=25m,vt=5m/s(3)撤去F后对物体受力分析如图，有：f=pN2=ma19N2=mg2a2X2=vt2,代入数据得x2=2.5m物体运动的总位移：x=xj+x2得x=27.5m答案(1)见解析(2)5m/s(3)27.5m例2：(单体多过程)★★★质量为1.5kg的物体在水平拉力F的作用下，从水平面上4点由静止开始运动，运动一段距离后撤去该力，物体继续滑行/=2.0s停在B点，已知两点的距离L=5.0m,物体与水平面I'可的动摩擦因数为0.20,求水平拉力F的大小？一.动力学中
3、的图像问题例3：★★质量为2畑的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示。取g=10加/",求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数卩；⑵水平推力F的大小；(3)0〜10s内物体运动位移的大小。解析：(1)设物体做匀减速直线运动的时间为/切初速度为V20,末速度为V2,加速度为a2,则V2一V20~,2—a2=—亦—=—2mis①设物体所受的摩擦力为F/,由牛顿第二定律得：—巧=ma2②F/=pmg③联立②③式，代入数据得卩=0・2④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为/ti,初速度为Vio,末速度为V],加速度为的,则V1-V10,2C
4、at=—=]mis◎根据牛顿第二定律，有F-F/=mai⑥联立各式，代入数据得F=6N。(3)由匀变速直线运动的位移公式，得x=Xi+x2=VioJti+£ai(/ti)2+v2oJt2+*a2(/t2)2=46mo答案：(1)0.2(2)6N(3)46m例4：★★(多选)静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的图线如图所示，则下列说法正确的是()BDA.物体在20s内平均速度为零B.物体在20s末的速度为零C.物体在20s末又回到11!发点D.物体在10s末的速度最大例5：★★★物体沿斜面向上以12m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑
5、动的v—t图像如图所示，求斜面的倾角6以及物体与斜面间的动摩擦因数卩取iom/s2）答案30。習解析由题图可知上滑过程的加速度大小为:1292ci上=2m/s=6m/s,下滑过程的加速度大小为:12m/s2=4m/s2上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图上滑过程〃2gsinO+juntgcos0,a上=-=gsin〃+“gcos0下滑过程ar=^sin〃一“geos0,联立解得〃=30。，"=15三、超重和失重现象例6：★☆（多选）关于超重和失重现象，下列描述屮正确的是（）ADA.电梯正在加速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处
6、于超重状态C.荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D.“神舟九号”飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的航天员处于完全失重状态例7：★★[2015-江苏】（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度。随时间r变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对电梯的压力（）ADA./=2s时最大C.r=8.5s吋最大B.t=2s时最小D.r=&5s时最小课时训练1.★★（多选）在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是（）A.天平B.水银气压计C.电流表D.秒表答案CD2.*★（多选）在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%,于是他作出下列判断，其中正确
7、的是（）A.升降机以0.8g的加速度加速上升B.升降机以0.2g的加速度加速下降C.升降机以0.2g的加速度减速上升D.升降机以0.8g的加速度减速下降答案BC解析A、D项的加速度a=0.8g,方向竖直向上，由牛顿第二定律有F—mg="加得尸=1.8/zzg,其中F为人的视重，即人此时处于超重状态，A、D错误.B、C项的如速度a=0.2g,方向竖直向下，根据牛顿第二定律有=ma,得Ff=0.8mg,人的视重比实际重力小mgFXI00%=20%,B、C正确.mg3.★★质量为1畑的质点，受水平恒力作用，由
