高中物理 第三章第5节牛顿运动定律的应用目标导学 教科版必修1

《高中物理 第三章第5节牛顿运动定律的应用目标导学 教科版必修1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5．牛顿运动定律的应用答案：（1）已知物体的受力情况，确定物体的运动情况　（2）已知物体的运动情况，确定物体的受力情况　（3）∑Fx＝max，∑Fy＝may1．牛顿运动定律应用的两种类型（1）已知物体的受力情况，确定物体的运动情况．解决这类问题的基本思路是：确定研究对象，受力分析求合力，利用牛顿第二定律F＝ma求出物体的加速度a，再根据物体的初始条件，利用运动学的有关公式，求出物体的运动情况，即求出速度v和位移s及运动轨迹等．谈重点根据初速度和受力分析运动性质物体运动的性质、轨迹的形状由物体所受的合力及初速度共同决定：如v0＝0，F＝0，则静止；v

2、0≠0，F＝0，则物体做匀速直线运动；若v0＝0，F≠0或v0≠0，F≠0并与v0共线，则做变速直线运动，若F还是恒力，则做匀变速直线运动．【例1－1】如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们之间弹力的0.25倍．现对物体施加大小为F＝8N，与水平方向夹角θ＝37°角的斜向上的拉力．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.取g＝10m/s2，求物体在拉力作用下5s内通过的位移大小．解析：选物体为研究对象，进行受力分析．如图所示：分别沿水平、竖直方向分解（正交分解）有：FN＋Fsinθ－mg＝0.

3、Fcosθ－μFN＝ma求出a＝1.3m/s2物体做匀变速直线运动，x＝at2＝16.25m答案：16.25m（2）已知物体的运动情况，确定物体的受力情况．解决这类问题的思路是：应用运动学公式求出物体的加速度，再用牛顿第二定律求出物体所受的合力，进而求出物体所受的其他力．谈重点牛顿第二定律的应用对物体进行正确的受力分析和全面运动分析是解题的前提条件；加速度是联系物体运动和受力的桥梁，即“两个分析，一座桥”．【例1－2】一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后，匀减速滑行12.5m停下来，求物体与水平面间的动摩擦因数．解析：由v－v＝2as

4、　得a＝－4m/s2根据牛顿第二定律F合＝ma又根据受力分析知此时F合＝f动＝μmg得μ＝＝0.4答案：0.42．牛顿运动定律的正交分解由力的独立作用原理，合力产生合加速度，分力产生分加速度，我们可把牛顿第二定律写成正交分解形式．正交分解法是把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上的方法，是运用牛顿运动定律解题的最基本方法，物体受到两个以上的力作用产生加速度时，常用正交分解法．分解后在两方向上的合力产生自己的加速度，表示方法∑Fx＝max　∑Fy＝may点技巧坐标系通常建立方法通常在建立坐标系时，使x轴与加速度方向相同，y轴与加速度方向垂直，这样在x

5、轴的合力就是物体的合力，y轴合力为0.【例2】质量为m的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ；如沿水平方向加一个力F，使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动（如图所示），求F的大小．解析：将力沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向分解，受力分析如图所示，以加速度方向即沿斜面向上为x轴正方向，分解F和mg.由牛顿第二定律得Fcosα－mgsinα－Ff＝ma①FN－mgcosα－Fsinα＝0②又有Ff＝μFN③三式联立求解得：F＝答案：见解析3．灵活建立坐标系如果物体的受力大部分与加速度不同，可以分解加速度少分解力．可根据物体受力情

6、况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程组.然后代入数据，求解．【例3】如图所示某人站在一架与水平方向成θ角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上，人的质量为m，鞋底与阶梯的摩擦系数为μ，求此时人所受的摩擦力及扶梯对人的支持力．解析：分解加速度a：竖直方向的加速度a1＝asinθ；水平方向的加速度a2＝acosθ；由牛顿第二定律知，x方向：f＝ma2＝macosθ，方向水平向右．y方向：N－mg＝ma1＝masinθ解得N＝mg＋masinθ方向竖直向上．答案：见解析