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1、4.6用牛顿运动定律解决问题(一)交通警察在处理交通事故时，冇时会根据汽车在路面上留下的刹车痕迹及汽车轮胎与地面的动摩擦因数，来判断发生事故前汽车是否超速.请同学们思考一下,如何应用运动学知识并结合牛顿运动定律來分析和判断呢?牛歟第二定律加凍疔a运动学公式/JIlAXCXr«知力求运动受力悄况.运动情况已知运动求力加速度4牛顿笫一•定律运动学公式利用牛顿运动定律来处理两类基本问题1.求解两类动力学基本问题的示意图2.应用牛顿运动定律的基木思路(1)灵活选取研究对象.(2)将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示迂图，分析物
2、体的运动情况并呦运动过程简图.(3)利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度.通常用正交分解法建立直角处标系，并将有关矢量进行分解，取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值.(4)列出方程并求解，检查答案是否完整、合理.两类问题的解题思路和步骤1.由物体的受力情况确定运动情况⑴基木思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题屮所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律,结合运动学公式进行求解.(2)—般步骤①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并価出物体的受力图.②根据力的合成与分解，求出物
3、体所受的合外力(包括人小和方向).③根据牛顿笫二定律列方程，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，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度等.2.由物体的运动情况确定受力情况(1)解题思路：从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加速度，再应用牛顿第二定律求得所受的合丿J，进而求得所求丿J.(2)解题步骤①确定研究对象.②对研究对彖进行受力分析，并画出物体受力示意图.③根据相应的运动学公式，求出物体的加速度.④根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力.⑤根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力.一、
4、由受力情况确定运动情况例1-木箱装货物后质量为50如木箱与地而间的动摩擦因数为0.2,某人以200N斜向下的力推箱，推力的方向与水平面成30。角，g取10加/,求(1)木箱的加速度；(2)第2s末木箱的速度.二、由运动情况确定受力情况例2将质量为0.5钗的小球以14mis的初速度竖直上抛，运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1N,则球能上升的最大高度是多少？三、整体法与隔离法的应用例3如图4一6—1所示,物体A和B的质量分别为1焰和4弦,A与墙、A与B之间的动摩擦因数都是0.2,现用F等于150W的水平力紧压在物体B上，墙面竖直，求
5、A、B间的摩擦力和A、B的运动状态.（g取10加/『）图4-6-21.如图4一6—2所示，重10N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1,现给物体施加水平向右的拉力F,其大小为20N,则物体受到的摩擦力和加速度大小分別为（取g=10m/s2）（）A.1N19m/s2B・020m/s2C.1N21m/s2D.条件不足，无法计算2.用30N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平而上的质量为20kg的物体，力F作用3s后消失.则第5s末物体的速度和加速度分别是（）?aA.v=4.5m/s,a=L5m/s~B
6、・v=7.5m/s,a=1.5m/sC.v=4.5m/s,a=0D.v=7.5m/s,a=03.一•光滑斜劈，在力F推动下向左匀加速运动,11•斜劈上有一木块恰好少斜劈保持相对静止，如图4—6—3所示，则木块所受合力的方向为（A.水平向左B.水平向右C.沿斜而向下D.沿斜而向上图4一6—44.—•间新房要盖屋顶，为了使下落的雨滴能够以最短的吋间淌离屋顶，则所盖屋顶的顶角应为（设雨滴沿屋顶卜•淌时，可看作在光滑的斜坡上下滑）（）A.60°B.90°C.120°D.150°5.如图4一6—4所示，小车质最为M,光滑小球P的质最为m,绳
7、质最不计，水平地血光滑，要使小球P随车一起匀加速运动，则施于小午的水平作用力F是（0己知）（）A.mgtan9B.(M+m)gtan0C.(M+m)gcot9D・(M+m)gsin9答案1.【解析】取木箱为研究对象，木箱受力情况如图所示，其中F为推力，mg为重力，FN为支持力，Ff为滑动摩擦力.建立直角坐标系xOy,并取加速度a的方向为x轴的正方向.(1)将推力F沿x轴和y轴两个方向进行分解得：Fx=Fcos30°,Fy=Fsin30°根据牛顿第二定律有Fx>u*=Fx-Ff=maFy合=FN・Fsin30°-mg=0又冇F匸口F
8、N联立解得：a=代入数据得：a=1.06m/s2.(2)笫2s末速度为:v2=at=1.06X2m/s=2.12m/s.【答案】(1)1.06m/s2(2)2.12m/s1.【解析】通过对小球受力分析求出其上升的加速度及匕升的最大高度.以小球为研究
