第四章 第六节 用牛顿运动定律解决问题(一)
班级_________ 学号 姓名__________
【课程学习目标】
(1)能运用牛顿定律解答一般的动力学问题
(2)理解运用牛顿定律解题的基本方法,即首先对研究对象进行受力和运动情况分析,然后用牛顿定律把二者联系起来
(3)在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法,比如如何建立恰当的坐标系进行解题等。
重点:动力学两类基本问题
难点:牛顿运动定律的应用
【课堂导学】
牛顿第二定律的计算公式及作用
公式:
牛顿第二定律确定了 和 的关系,使我们能够把物体的
和 联系起来
2.从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的 ,再通
过 就可以确定物体的运动情况。
3.从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的 ,再根据
就可以确定物体所受的力。
【重难点突破】
1.从受力确定运动情况
例题1:一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面见的摩擦力是4.2牛。对物体进行受力分析,并求物体在4S末的速度和4s内发生的位移
练习1:一个原来静止的物体,质量是2kg,受到两个大小都是50N且互成60°角的力的作用,此外没有其他的力。3秒末,这个物体的速度是多大?3S的时间内物体发生的位移是多少?
请总结:由物体的受力情况确定物体的运动情况的基本思路
从运动情况确定受力
例题2:质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为x,耙地时拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面夹角θ保持不变,求:
(1)拖拉机的加速度大小;
(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。
(g取10 m/s2。)
练习2:以15m/s的速度在水平路面上行驶的无轨电车,在关闭发动机后,经过10s停了下来。电车的质量都是4.0×103kg,求电车所受的阻力。(g取10 m/s2。)
请总结:由物体的运动情况确定物体的受力情况的基本思路
参考答案
【课堂导学】
f=ma 运动 ,力,运动情况,受力情况
2. 加速度 , 运动学的规律
3. 加速度, 牛顿第二定律
【重难点突破】
例题1 略 课本上例题
练习1:因二力大小相等,其合力必然沿它们的角平分线方向(平行四边形是菱形)
合力F=2F1cos30°=87N,所以,
例题2
练习2:
电车的加速度
电车所受的阻力。
负号表示阻力方向与初速度方向相反
第六节 用牛顿定律解决问题(一) 【达标测试】
1.民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地上。若机舱口下沿距地面3.2m,气囊所构成的斜面长度为6.5m,一个质量60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N,人滑至气囊底端时速度有多大?(g取10 m/s2。)
2.在某城市的一条水平道路上,规定车辆行驶速度不得超过30km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6m。经过测试得知这种轮船与路面的动摩擦因数为0.7,请判断该车是否超速。(g取10 m/s2。)
3. 质量为5kg的物体从高16m的地方由静止开始下落,着地时速度为16m/s,试求物体在下落过程中所受的平均阻力是多大?(g=10m/s2)
4.在粗糙的水平面上有质量是m=10 kg的木箱,一小孩用F=50 N、方向与地面成37°斜向上的恒力拉此木箱,木箱从静止开始运动,木箱与水平地面之间的动摩擦因数为0.2。求10 s后物体的速度和位移。(已知sin37=0.6,cos37=0.8) (g取10 m/s2。)
5.小球以初速度39.6 m/s竖直上抛,上升的最大高度为71.28 m。试求:
(1)运动过程中,小球受到的空气阻力与其重力之比;
(2)小球落回原处时的速度(g取10 m/s2。)
6.上海磁悬浮铁路全长33 km,行驶时间仅为7 min。磁悬浮列车稳定运行阶段的速度为120 m/s,设它加速和减速阶段均可看做匀变速运动,两阶段的加速度大小相同。求:
(1)列车稳定运行的时间; (2)在变速阶段,质量为50 kg的乘客受到的合外力。
(g取10 m/s2。)
达标检测部分的答案
1.m/s
2.超速
3.10
4. ,130m
5.1/10,35.8m/s
6.130s , 41.38N