牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用(瞬时性、矢量性)

m a2 g2
设弹力与水平方向的夹角为,则:
tan α mg g ma a
【解题回顾】 (一)硬杆对小球的弹力的方向并不一定 沿杆的方向,这可借助于牛顿运动定律来 进行受力分析:
1、物体处于平衡状态时,合外力应为0; 2、物体处于变速运动状态时,满足:
F合=ma, F合方向与加速度方向一致. (二)应用牛顿定律解题时要注意a与F合方向 一致性的关系.有时可根据已知合力方向确定加
明确“轻绳”和“轻弹簧” 两个理想物理模型的 区别.
如图所示,质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连,竖直 放在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三 者均处于静止状态。现将木块C迅速移开,若重力加速度 为g,则在木块C移开的瞬间( C )
A.木块B对水平面的压力迅速变为2mg
B.弹簧的弹力大小为mg
T1
θ T2
m
F合
mg
T2
F合 TG
F合=mg tan a=g tan
T
T
G2
G1
G
F合=mg sin a=g sin
如图质量为 m 的小球用水平弹簧系住,并用倾角为 30°的光
滑木板 AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板 AB 突然
向下撤离的瞬间,小球的加速度为 A.
( C)
B.大小为2 3 3g,方向竖直向下
【例1】小车上固定着光滑的斜面, 斜面的倾 角为θ.小车以恒定的加速度向前运动,有一物 体放于斜面上, 相对斜面静止, 此时这个物体 相对地面的加速度是多大?
F合=G tan a =g tan
N
F合 a
θ
G
例 2:如图所示,动力小车上有一竖杆,杆顶端
《牛顿第二定律的应用》 讲义

《牛顿第二定律的应用》讲义一、牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律是经典力学中的核心定律之一,它描述了物体的加速度与作用在物体上的合力以及物体质量之间的关系。
其表达式为:F =ma,其中 F 表示合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,当物体受到合力的作用时,就会产生加速度。
而质量则是物体惯性的量度,质量越大,物体的惯性越大,越不容易改变其运动状态。
二、牛顿第二定律在直线运动中的应用1、匀变速直线运动当物体在一条直线上受到恒定的合力作用时,将做匀变速直线运动。
比如,一个在光滑水平面上受到水平恒力作用的物体,其加速度恒定。
根据牛顿第二定律,可以计算出加速度的大小,再结合运动学公式,就能够求解物体在不同时刻的速度、位移等物理量。
例如,一个质量为 5kg 的物体,受到一个水平向右的 20N 的力,求5s 末物体的速度和位移。
首先,根据牛顿第二定律计算加速度 a = F/ m = 20 / 5 = 4 m/s²。
然后,根据速度公式 v = v₀+ at(假设初速度 v₀= 0),可得 5s 末的速度 v = 4 × 5 = 20 m/s。
再根据位移公式 s = v₀t + 1/2 at²(假设初速度 v₀= 0),可得 5s 内的位移 s =1/2 × 4 × 5²= 50 m。
2、非匀变速直线运动当物体所受合力随时间变化时,物体将做非匀变速直线运动。
此时,需要根据合力随时间的变化关系,结合牛顿第二定律,求出加速度随时间的变化关系,进而求解物体的运动情况。
比如,一个物体在竖直方向上受到重力和随时间变化的向上拉力作用。
在不同时刻,拉力的大小不同,通过牛顿第二定律求出加速度的变化,再利用积分等数学方法,就可以求出物体在一段时间内的位移和速度。
三、牛顿第二定律在曲线运动中的应用1、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
牛顿第二定律的应用

牛顿第二定律的应用在物理学中,牛顿第二定律是描述力、质量和加速度之间关系的基本定律。
具体而言,它表明力是物体质量乘以加速度的乘积。
牛顿第二定律在力学问题的解决中扮演着重要的角色,并且在各种实际应用中经常被使用。
本文将讨论牛顿第二定律在不同领域中的应用。
1. 机械运动牛顿第二定律在机械运动中有着广泛的应用。
例如,我们可以利用牛顿第二定律来计算物体的加速度,从而确定物体的运动状态。
在简单的情况下,我们可以使用公式F=ma,其中F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
根据这个公式,我们可以计算物体所受的合力,进而预测物体的运动轨迹。
2. 交通工程牛顿第二定律在交通工程中也有重要的应用。
例如,我们常常需要研究车辆在不同道路状况下的行驶情况。
通过使用牛顿第二定律,我们可以计算出车辆所受的合力,并进一步预测车辆的加速度和速度。
这样的信息可以用于改善道路设计,提高交通效率,确保交通安全。
3. 弹道学牛顿第二定律在弹道学中也被广泛应用。
弹道学研究的是物体在空中飞行的轨迹和性质。
利用牛顿第二定律,我们可以计算出物体在受到力的作用下的加速度和速度变化情况。
这些信息对于炮弹、导弹和火箭的轨迹计算和控制非常重要。
4. 工程设计牛顿第二定律对于工程设计中的力学分析也是至关重要的。
在建筑和结构设计中,我们需要确保建筑物的稳定性和安全性。
通过应用牛顿第二定律,我们可以计算出分布在结构上的力,并评估结构的强度和稳定性。
这可以帮助工程师确定所需的材料和构建方法,从而确保设计的可行性和长期的稳定性。
5. 运动控制牛顿第二定律在运动控制领域也发挥着重要的作用。
例如,在机器人技术中,我们需要精确控制机器人的运动和位置。
通过应用牛顿第二定律,我们可以计算出所需施加在机器人身上的力,从而控制机器人的加速度和速度。
这使得机器人能够准确地执行特定的任务,如自主导航、工业生产等。
总结:牛顿第二定律在各个领域中都有广泛的应用。
牛顿第二定律的应用-整体法与隔离法

解题过程
首先确定整体受到的重力 和支持力,然后根据牛顿 第二定律求出加速度。
03 隔离法应用
定义与特点
定义
隔离法是将研究对象从其周围物体中 隔离出来,对它进行受力分析,研究 其运动状态变化规律的方法。
特点
隔离法可以单独地分析每个物体的受 力情况,从而简化问题,易于理解和 掌握。
适用范围与条件
适用范围
公式
F=ma,其中F表示作用力,m表示 物体的质量,a表示物体的加速度。
适用范围与条件
适用范围
适用于宏观低速的物体,即物体的速 度远小于光速,此时物体的运动状态 变化符合牛顿第二定律。
条件
作用力必须是物体受到的合外力,且 物体具有质量。
牛顿第二定律的重要性
基础性
牛顿第二定律是经典力学的基础,是研究物体运动规律和作用力的基本公式。
汽车加速与刹车
当汽车加速或刹车时,乘客会受到一个向心或离心的力,这是由于牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
电梯载人
当电梯加速上升或减速下降时,乘客会感到超重或失重,这是因为牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
在工程中的应用
桥梁设计
桥梁设计需要考虑重力、风载、地震等外力作用,通过牛顿第二定律可以计算出桥梁的 承载能力和稳定性。
适用于需要单独分析某个物体的受力情况,或者需要排除其他物体的影响,单独研究某个物体的运动状态变化。
条件
隔离法的使用需要满足一定的条件,如物体间的相互作用力较小,可以忽略不计;或者需要将复杂的系统分解为 若干个简单的子系统进行研究等。
实例分析:连接体问题
问题描述
两个或多个物体通过轻绳、轻弹簧等 连接在一起,共同运动,求各物体的 加速度和运动状态。
牛顿第二定律的应用

牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学中最基本且重要的定律之一,被广泛应用于解决各种力学问题。
它描述了物体的加速度与作用在物体上的净力之间的关系。
本文将讨论牛顿第二定律在不同领域的应用。
1. 机械领域中的应用在机械领域中,牛顿第二定律被用于计算物体的加速度和所受的力。
根据牛顿第二定律,一个物体的加速度正比于作用在它上面的净力,而与物体的质量成反比。
数学表达式为 F = ma,其中 F代表物体所受的净力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
利用这个公式,可以计算出物体所受的力或者求解物体的加速度。
2. 飞行器的设计与控制牛顿第二定律的应用远不止在机械领域中,它在飞行器的设计与控制中也起到了重要的作用。
例如,在航空航天领域中,飞机的推进系统利用了牛顿第二定律。
飞机通过喷射出高速气流来提供后向的反作用力,从而推进自身前进。
牛顿第二定律可以帮助工程师计算出所需的推力和加速度,从而使飞机能够平稳地起飞和飞行。
3. 汽车的制动系统在车辆的制动系统中,牛顿第二定律同样起到了关键的作用。
汽车制动时,刹车片对轮胎施加了一个与车辆运动方向相反的摩擦力,这个摩擦力通过牛顿第二定律可以计算出来。
根据该定律,刹车片的净力与汽车质量乘以刹车片的摩擦系数之积相等,即 F = ma,其中F代表刹车片的净力,m代表汽车质量,a代表汽车的加速度。
通过控制刹车片的压力和摩擦系数,司机可以准确地控制汽车的制动效果。
4. 物体的竖直上抛运动在物理学中,牛顿第二定律被用于分析物体的竖直上抛运动。
当我们将一个物体从地面上抛出时,它所受的力由重力和空气阻力组成。
根据牛顿第二定律,物体的净力等于物体的重力减去空气阻力。
这个净力与物体的质量和加速度之间存在着简单的线性关系。
通过求解这个关系式,我们可以计算出物体的加速度和抛射初速度。
5. 摩天轮的运动模拟摩天轮是一个经典的游乐设施,它的运动过程可以通过牛顿第二定律进行模拟和分析。
摩天轮的运动受到重力和张力的影响,通过在摩天轮上设置电机或者其他驱动装置,可以产生一个向心力来维持摩天轮的运动。
牛顿第二定律的原理及应用

牛顿第二定律的原理及应用牛顿第二定律是经典物理学中最基本的定律之一,它描述了力对物体的作用方式,形式化地表达了物体受力时运动的规律。
本文将探讨牛顿第二定律的原理及其在实际应用中的重要性。
1. 牛顿第二定律的原理牛顿第二定律可以简单地表述为:当一个物体受到作用力时,它的加速度正比于作用力,反比于物体的质量,方向与作用力方向相同。
换句话说,当一个物体受到作用力F时,其加速度a的大小与F成正比,与物体质量m成反比,即a=F/m。
这个定律描述了物体运动的规律,告诉我们:当物体受到的力增加时,它会加速运动;当物体的质量增加时,它会减缓运动。
在良好的近似情况下,牛顿第二定律适用于所有物体,并且在许多工程和科学领域中都是无可替代的。
例如,汽车碰撞测试中使用的模型就基于牛顿第二定律,因为它可以计算出车辆在不同速度下碰撞时的加速度和动量变化。
2. 应用:力的测量牛顿第二定律的另一个重要应用是测量力的大小。
由于牛顿第二定律建立了力与加速度之间的关系,因此如果可以测量一个物体的质量和加速度,就可以通过牛顿第二定律计算出作用力的大小。
例如,在电子磅秤中,我们可以通过测量物体的质量和磅秤显示的加速度来计算物体所受的重力。
在工业生产中,也常常需要测量机器所受的拉力或推力,这时采用的仪器就是力计,其原理也是基于牛顿第二定律。
3. 应用:运动学分析牛顿第二定律在运动学分析中也扮演着重要的角色。
例如,我们可以通过牛顿第二定律来计算发射的火箭所需要的动力和燃料,以保证它能够成功地到达目标。
另一个运动学分析中的实际应用是动力学分析,它包括了各种不同类型的力学系统,如机械系统、流体系统和电磁系统等,以及各种物理现象,如声音、火焰和电磁辐射等。
在动力学分析中,牛顿第二定律可以描述系统的动力学性质,并可以计算系统受到的各种力的大小和方向。
4. 应用:运动的优化牛顿第二定律的应用不仅限于理论分析,还可以用于优化运动过程。
例如,我们可以通过牛顿第二定律来计算体育运动员的力量和速度,以帮助他们在比赛中取得最佳成绩。
牛顿第二定律的应用(很全_自己上课用)

a
5.如图所示,质量为m的小 球用细绳挂在倾角为37°的 光滑斜面顶端,斜面静止时, 绳与斜面平行,现斜面向左 加速运动。 (1)当a1=g时,细绳对 小球的拉力多大? (2)当a2=2g呢?
Tcosθ-Nsinθ=ma Tsinθ+Ncosθ=mg解得 T=mgsinθ+macosθ 当a1=g时,T1=1.4mg;当a2=2g时, T2=2.2mg
F
m1 m2 FN1
[m1]
F1
m1g FN2
F
联立(1)、(2)可得
m2F F1 = m1 m 2
[m2]
F1
m2g
例题1:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静 止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向 右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1 [ 解法二 ]: 对m1、m2视为整体作受力分析
一条轻弹簧上端固定在 天花板上,下端连接一物 体A,A的下边通过一轻绳 连接物体B.A,B的质量相 同均为m,待平衡后剪断 A,B间的细绳,则剪断细 绳的瞬间,物体A的加速 度和B的加速度?
A
B
如图,两个质量均 为m的重物静止,若 剪断绳OA,则剪断 瞬间A和B的加速度 分别是多少?
0
A
B
质量皆为m的A,B两球之间系 着一个不计质量的轻弹簧,放 在光滑水平台面上,A球紧靠墙 壁,今用力F将B球向左推压弹 簧,平衡后,突然将力F撤去的 瞬间A,B的加速度分别为多 少?.
m
θ
• 2.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个 物体,物体与壁间的静摩擦因数μ=0.8,要使物 体不致下滑,车厢至少应以多大的加速度前进? (g=10m/s2)
牛顿第二定律的应用

力情况
合力
加速度 a
物体运
动情况
二、从运动情况确定受力
物体受
合力
加速度
物体运
力情况
a
动情况
运动学 公式
解题思路: 力的合成 与分解 受力情况
a的作用
a 合力F合 F合 = m a
运动情况
应用牛顿运动定律解题的一般步骤
1、确定研究对象。 2、分析研究对象的受力情况,必要时画受力 的示意图。 3、分析研究对象的运动情况,必要时画运动 过程简图。 4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。 5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求 解要求的物理量。
(g=10m/s2)
解:
由x=v0 t+
at 2
2
21
得
a=
2(x -v0t)
t
①
FN
F阻
θ mg
滑雪的人滑雪时受力如图,将G分解得: F1= mgsinθ ② 根据牛顿第二定律:F1-F阻=m a 由①②③ 代入数据可得: F阻=75N
③
F1
θ
F2
F阻 方向沿斜面向上
总结:从运动情况确定受力
处理这类问题的基本思路是:先分析物 体的运动情况,据运动学公式求加速度, 再在分析物体受力情况的基础上,用牛顿 第二定律列方程求所求量(力)。 F=m
牛顿第二定律的应用
一、 从受力确定运动情况
已知物体受力情况确定运动情况, 指的是在受力情况已知的条件下,要 求判断出物体的运动状态或求出物体 的速度、位移等。
【例1】一个静止在光滑水平面上的物 体,质量为2kg,受水平拉力F=6N的 作用从静止开始运动,求物体2s末的 速度及2s内的位移.
6m/s 6m
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牛顿第二定律的应用、超重与失重一、应用牛顿第二定律分析问题的基本思路:(1)已知力求物体的运动状态:先对物体进行受力分析,由分力确定合力;根据牛顿第二定律确定加速度,再由初始条件分析物体的运动状态,应用运动学规律求出物体的速度或位移。
(2)已知物体的运动状态求物体的受力情况:先由物体的运动状态(应用运动学规律)确定物体的加速度;根据牛顿第二定律确定合力,再根据合力与分力的关系求出某一个分力。
二、解题步骤:(1)根据题意,确定研究对象;(2)用隔离法或整体法分析研究对象的受力情况,画受力示意图;(3)分析物理过程是属于上述哪种类型的问题,应用牛顿第二定律分析问题的基本思路进行分析;(4)选择正交坐标系(或利用力的合成与分析)选定正方向,列动力学方程(或结合初始条件列运动学方程);(5)统一单位,代入数据,解方程,求出所需物理量;(6)思考结果的合理性,决定是否需要讨论。
三、例题分析:例1:如图所示,质量m=2kg的物体,受到拉力F=20N的作用,F与水平成37°角。
物体由静止开始沿水平面做直线运动,物体与水平面间的摩擦因数μ=0.1,2s末撤去力F,求:撤去力F 后物体还能运动多远?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)例2:一个质量m=2kg的物体放在光滑的水平桌面上,受到三个与桌面平行的力作用,三个力大小相等F1=F2=F3=10N,方向互成120°,方向互成120°,则:(1)物体的加速度多大?(2)若突然撤去力F1,求物体的加速度?物体运动状况如何?(3)若将力F1的大小逐渐减小为零,然后再逐渐恢复至10N,物体的加速度如何变化?物体运动状况如何?例3:如图所示,停在水平地面的小车内,用轻绳AB、BC拴住一个小球。
绳BC呈水平状态,绳AB 的拉力为T1,绳BC的拉力为T2。
当小车从静止开始以加速度a水平向左做匀加速直线运动时,小球相对于小车的位置不发生变化;那么两绳的拉力的变化情况是:()A、T1变大,T2变大B、T1变大,T2变小C、T1不变,T2变小D、T1变大,T2不变例4:如图所示,物体A质量为2kg,物体B质量为3kg,A、B叠放在光滑的水平地面上,A、B间的最大静摩擦力为10N;一个水平力F作用在A物体上,为保证A、B间不发生滑动,力F的最大值为多少?如果力F作用在B上,仍保证A、B间不滑动,力F最大值为多少?四、超重和失重(1)重力:重力是地球对物体吸引而使物体受到的作用力,是引力,G=mg。
(2)视重:物体对支持物体的压力大小或对悬挂物体的拉力大小,即对台秤的压力大小或对弹簧秤的拉力大小,即台秤、弹簧秤的示数。
当物体处于平衡态时(静止或匀速直线运动),视重等于物体的重力大小。
(3)超重和失重超重:当物体在竖直方向上做变速运动,加速度a方向竖直上时,例如:绳拉着物体或物体随电梯竖直向上做加速运动,如图所示。
设电梯对物体的支持力为N,绳对物体的拉力为T;它们的受力情况如图所示。
根据牛顿第二定律。
电梯中的物体:F合=N-mg=ma 则N=mg+ma=m(g+a)绳拉的物体:F合'=T-mg=ma 则T=mg+ma=m(g+a)可以看出:视重(N、T)>重力(mg)这种现象叫超重现象。
即当物体有竖直向上的加速度时(物体加速向上、减速向下),物体处于超重状态。
失重:当物体在竖直方向上做变速运动,加速度a方向竖直向下时,例如:绳拉着物体或物体随电梯竖直向下做加速运动,如图所示。
设电梯对物体的支持力为N,绳对物体的拉力为T;它们的受力情况如图所示。
根据牛顿第二定律:电梯中的物体:F合=mg-N=ma 则N=mg-ma=m(g-a)拉的物体:F'合=mg-T=ma 则T=mg-ma=m(g-a)可以看出:视重(N、T)<重力(mg)这种现象叫失重现象。
即当物体有竖直向下的加速度时(物体加速向下、减速向上),物体处于失重状态。
例:某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体,而在一个加速下降的电梯内最多能举起80kg 的物体,此时电梯的加速度是多大?若电梯以此加速度匀加速上升,则此人在电梯内最多能举起质量为多大的物体?巩固练习:(一)选择题1、一个物体在5个共点力的作用下保持平衡。
现在撤去其中的两个力,这两个力的大小分别是20牛顿和25牛顿,其余三个力保持不变,则该物体受合力大小可能是:()A、0B、2牛顿C、20牛顿D、40牛顿2、质量为10千克的小车在水平地面上向右运动。
车与地面的摩擦因数μ=0.2,当小车受到水平向左的拉力F=20牛顿时,小车所受的合力是(g取10米/秒2):()A、20牛顿,方向水平向右B、20牛顿,方向水平向左C、40牛顿,方向水平向左D、零3、如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧压缩到最大限度的过程中,小球的速度和所受外力的合力大小变化情况是:()A、合力变小,速度变小B、合力变小,速度变大C、合力先变小后变大,速度先变大后变小D、合力先变小后变大,速度先变小后变大4、一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4厘米。
再将重物向下拉1厘米,然后放手,则在刚释放的瞬间重物的加速度是(g取10米/秒2):()A、2.5米/秒2B、7.5米/秒2C、10米/秒2D、12.5米/秒25、在升降机中有一个小球系于弹簧的下端,当升降机静止时,弹簧的伸长为4cm。
当升降机运动时,弹簧的伸长为2cm,这时升降机可能做的运动是:()A、以1m/s2的加速度加速下降B、以4.9m/s2的加速度减速上升C、以1m/s2的加速度加速上升D、以4.9m/s2的加速度加速下降6、如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块,在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N,这时小车运动的加速度大小是:()A、2m/s2B、4m/s2C、6m/s2D、8m/s27、如图,小车沿水平面做直线运动,小车内光滑底面有一物块被压缩的弹簧压向左壁,小车向右加速运动。
若小车向右加速度增大,则车左壁受物块的压力N1和车右壁受弹簧的压力N2的大小变化是:()A、N1不变,N2变大B、N1不变,N2不变C、N1、N2都变大D、N1变大,N2减小8、质量为2千克的物体静止在光滑水平面上,今有沿水平方向的力F作用在该物体上,力F随时间t的变化如图所示,则该物体在2秒末的速度是:()A、3米/秒B、4米/秒C、3米/秒D、6米/秒(二)填空题:9、封闭着的车厢在平直轨道上行驶,乘客看到悬于车厢顶的小球的悬线向左偏离竖直线θ角,如图所示,由此可判知车厢在水平方向上做____________运动,车厢的加速度是______________。
10、卡车的车厢里放一木箱,木箱与车厢底板间的滑动摩擦因数为0.25,最大静摩擦力为木箱重力的0.28倍,防止汽车在紧急刹车时木箱的相对滑动,汽车的制动加速度大小不能超过______________米/秒2;如果汽车在行驶过程中速度大小为3米/秒,那么木箱的加速度大小为_____________米/秒2。
(三)计算题;11、质量是1千克的物块沿着长21米的斜面下滑,斜面的倾角为30°,滑到斜面底端时的速度为4.1米/秒。
如果物块是从静止开始下滑的,那么物块与斜面的滑动摩擦因数是_____________。
牛顿第二定律的应用(一)在共点力作用下物体的平衡1:平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态,称物体处于平衡状态。
2:平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是:F合=0。
==(其中F x合为物体在x轴方向上所受的合外力,F y合为物体在y轴方向上所受的合外力)(二)处理连接体问题连接体:两个或两个以上相互联系的物体组成连接体。
整体法:当两个或两个以上有相互联系的物体相对同一参考系具有相同加速度时,可选整体为研究对象。
隔离法:把题目中每一物体隔离出来分别进行受力分析、列方程。
当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时,有些题目也可采用整体与隔离相结合的方法,一般步骤用整体法或隔离法求出加速度,然后用隔离法或整体法求出未知力。
(三)两类动力学的基本问题1. 从受力情况确定运动情况根据物体的受力情况,可由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况。
2. 从运动情况确定受力情况根据物体的运动情况,可由运动学公式求出物体的加速度,再通过牛顿第二定律确定物体所受的外力。
3. 分析这两点问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁-——加速度。
4. 求解这两类问题的思路,可由下面的框图来表示。
第二类5. 由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图(2)根据力的合成与分解的方法,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,求出物体的加速度(1)结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量,并分析讨论结果是否正确合理【典型例题】题型1 已知物体的受力情况,求解物体的运动情况例1. 质量m =4kg 的物块,在一个平行于斜面向上的拉力F =40N 作用下,从静止开始沿斜面向上运动,如图所示,已知斜面足够长,倾角θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数µ=0.2,力F 作用了5s ,求物块在5s 内的位移及它在5s 末的速度。
(g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)题型2 已知运动情况求物体的受力情况例2. 如图所示,质量为0.5kg 的物体在与水平面成300角的拉力F 作用下,沿水平桌面向右做直线运动,经过0.5m 的距离速度由0.6m/s 变为0.4m/s ,已知物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F 的大小。
(g =10m/s 2)F【模拟试题】1. 下列关于力和运动关系的几种说法,正确的是 ( )A. 物体所受的合外力不为零时,其速度不可能为零B. 物体所受的合外力的方向,就是物体运动的方向C. 物体所受的合外力与物体运动速度无直接联系D. 物体所受的合外力不为零,则加速度一定不为零2. 一根轻弹簧下端挂一重物,上端用手提着,使重物竖直向上做加速运动,加速度a>g ;从手突然停止向上运动时起,到弹簧变为最短时止,重物加速度的大小 ( )A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小3. 如图所示,质量为m l 的木块放在光滑水平面上,木块上放置一质量m 2的另一木块,先后分别用水平力拉m l 和m 2,使两木块都能一起运动,若两次拉动木块时,两木块间的摩擦力分别为1F μ和2F μ,则两次拉动时,拉力之比为 ( )A. 2112m F m F μμ B. 12F F μμ C.1122m F m F μμ D. 14. 设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是 ( )A. 继续做匀速运动B. 变为做匀加速运动C. 变为做匀减速运动D. 变为做变加速运动5. 放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态,已知F 2垂直于F 3,若三个力中去掉F 1,物体产生的加速度为2.5m /s 2;若去掉F 2,物体产生的加速度为1. 5m /s 2;若去掉F 3,则物体的加速度大小为 ( )A. 1.0m/s 2B. 2.0m/s 2C. 1.5m/s 2D. 4.0m/s 26. 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( )A. 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 末又回到出发点D. 物体在10s 末的速度最大7. 一物体质量为m,受到F1、F2、.F3三个共点力作用而处于静止状态,当去掉F3后,则物体的加速度大小是,方向。