人教版 高一物理 必修1 第四章：4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》学案(部分答案)

靖宇县第一高级中学
高一年级物理学科学案学案类型：
新课
材料序号：
5
编稿教师：
审稿教师：
高一物理组
4.6
用牛顿运动定律解决问题（一）（学案）
一、学习目标
1.
进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。
2.
能够从物体的受力情况确定物体的运动情况
3.
能够从物体的运动情况确定物体的受力情况
二、课前预习
1、牛顿第一定律：
，牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因。
2、牛顿第二定律：
，牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与物体的受力情况联系起来。
3、牛顿第三定律：
，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。
4、动力学的两类基本情况：Ⅰ、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。Ⅱ从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据
求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的
。
5、对物体进行受力的分解合成处理时，当物体受三个力或三个力以上时优先考虑
法，且优先考虑沿
方向和
方向分解。
三、典型例题
例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。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。
例2、一个滑雪的人质量是
75
kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。在
t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）
例3、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内（
）
A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置
C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动
D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东
例4、质量是3kg的木块，原来在光滑水平面上运动，受到8N的阻力后，继续前进9
m速度减为原来的一半，则原来的速度是
m／s，木块作匀减速运动，直到静止的时间是
s
四、巩固练习
1、用
30N的水平外力
F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为
20kg的物体，力
F作用
3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是
A．v
=
7.5
m／s，a
=
l.5m／s2
B．v
=
4.5m／s，a
=
l.5m／s2
C．v
=
4.5
m／s，a
=
0
D．v
=
7.5
m／s，a
=0
2、质量为40kg的物体静止在水平面上,
当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,
速度为16
m/s,
求物体受到的阻力是多少?
3、用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动,
弹簧秤的示数是0.40N.
然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,
测得加速度是0.85
m/s2,
弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?
4、质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：
（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？
（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？
（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）
5、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
6、如图所示，传送带与水平面的夹角为37°，以v=10m/s的速度匀速转动，在传送带B轻放一小物体，已知物体与传送带间动摩擦因数μ=0.5，AB间距离16m，则
（1）
若皮带顺时针方向转动，物体从B到A所需时间为多少？
（2）
若皮带逆时针方向转动，物体从A到B所需时间为多少？
靖宇县第一中学
课时训练（必修1）
学生姓名
第
组
第
次作业
科目
物理
时间：
出题教师
作业内容
高一物理专项训练
作业约用时
30分钟
训练知识点：用牛顿运动定律解决问题
作业得分
课后练习：
1.
在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中,有关比例系数k的说法正确的是(
)
A．在任何情况下k都等于1
B．因为k＝１,所以k可有可无
C．k的数值由质量、加速度和力的大小决定
D．k的数值由质量、加速度和力的单位决定
2．如图3-2-10所示，一小车放在水平地面上，小车的底板上放一光滑小球，小球通过两根轻弹簧与小车两壁相连，当小车匀速运动时两弹簧L1、L2恰处于自然状态．当发现L1变长L2变短时以下判断正确的是
（
）
A．小车可能向右做匀加速运动
B．小车可能向右做匀减速运动
C．小车可能向左做匀加速运动
D．小车可能向左做匀减速运动
3．如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，沿竖直墙壁匀加速向上运动，F与竖直方向的夹角θ．已知木块与墙壁间的动摩擦因数为?，则木块受到的滑动摩擦力大小是（
）
A．?mg
B．Fcosθ
-mg
C．Fcosθ+mg
D．?Fsinθ
4.如图所示，两个质量相同的物体1和2，紧靠在一起放在光滑的水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（　　　）
A．F1
B．F2
C．（F1+F2）/2
D．（F1-F2）/2
5.一个木块沿倾角为α的斜面刚好能匀速下滑，若这个斜面倾角增大到β（α＜β＜90°），则木块下滑加速度大小为（　　　）
A．gsinβ
B．gsin（β-α）
C．g(sinβ-tanαcosβ)
D．g(sinβ-tanα)
6.一支架固定在放于水平地面上的小车上，细线一端系着质量为m的小球，另一端系在支架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时放在小车上质量为M的A物体跟小车相对静止，如图所示，则A受到的摩擦力大小和方向是（
）
A．Mgsinθ，向左
B．Mgtanθ，向右
C．Mgcosθ，向右
D．Mgtanθ，向左
变式训练:如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为ml的物体，与物体l相连接的绳与竖直方向成θ角，则（
）
A．车厢的加速度为gsinθ
B．绳对物体1的拉力为m1g/cosθ
C．底板对物体2的支持力为(m2一m1)g
D．物体2所受底板的摩擦力为m2
g
tanθ
7.以24.5m/s的速度沿水平面行驶的汽车上固定一个光滑的斜面，如图所示，汽车刹车后，经2.5s
停下来，欲使在刹车过程中物体A与斜面保持相对静止，则此斜面的倾角应为
，车的行
驶方向应向
。（g取9.8m/s2）
8.如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA、mB的物体得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图线分析可知（　）
A．两地的重力加速度gA＞gB
B．mA＜mB
C．两地的重力加速度gA＜gB
D．mA＞mB
9.A、B、C三球大小相同，A为实心木球，B为实心铁球，C是质量与A一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则（　）
A．B球下落的加速度最大
B．C球下落的加速度最大
C．A球下落的加速度最大
D．B球落地时间最短，A、C球同落地
10.如图所示，质量m=10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是（
）（g取为10m/s2）
A．0
B．4m/s2,水平向右
C．2m/s2，水平向左
D．2m/s2，水平向右
11.如图，质量为60kg的运动员的两脚各用750N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地12m高处无初速匀加速下滑2s可落地，则此过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于（
）（g=10m/s2）
A．150N
B．300N
C．450N
D．600N
参考答案
1、【答案】C
【解析】前3秒由静止开始匀加速，3秒后，力F消失，加速度立即为0，物体匀速，所以5秒末速度仍是3秒末速度，加速度为0。
2、【答案】80N
3、【答案】m=2
kg
【解析】开始匀速时，弹簧秤示数0.4N，说明滑动摩擦力大小也是0.4N,然后匀加速时拉力变为2.1，但滑动摩擦力大小仍是0.4N，因为仅由μN决定。
4、【答案】（1）2.3m／s
（2）0
（3）4.945m
5、【答案】F
=
1.5×103N
【解析】看受力分析图，运动员与网面接触过程中始终只受两个力：重力、网面对人产生的弹力（竖直向上，不管是人往下压网还是网把人弹到空中的过程，弹力方向均竖直向上）题目又将弹力作为恒力处理，说明人在把网压至最低到网把人向上弹起的过程中合外力不变，加速度不变。是匀变速运动。先匀减速至0再以同样的加速度匀加速至离网面。（以竖直上抛为例，整个过程就是一个匀变速，没有必要分开解）
思路：先求出人自由下落至网面一瞬间的速度，再求出人被弹出网面时的速度，再用公式即可求出，只是要注意方向的正负。
6、【答案】4s
2s
【解析】
(1)受力分析并正交分解：重力、支持力（垂直于皮带向上）、摩擦力（沿皮带向上，大小为，N大小等于重力沿垂直于皮带方向的分。合外力大小等于摩擦力减去重力没斜面向下的分力（因为N与重力沿垂直于皮带方向的分力相互抵消），再据求得a=2m/s2。物体加速到速度与皮带相同就不再加速，这段时间大小为5S，而5S时物体的位移是25m>16m，说明物体从B到A过程中一直加速，到A点时速度还是小于皮带速度。所以从B到A一直做匀加速运动，据求得t=4s
(2)受力分析并正交分解：重力、支持力、摩擦力（切记：物体相对于传送带向上，所以受到的滑动摩擦力是沿皮带向下的）合外力大小等于摩擦力加重力沿皮带向下的分力。求得合外力大小后算得加速度a=10m/s2
加速到速度相同的时间为1S，物体下滑路程为5m。速度相同时，开始没皮带向下的摩擦力消失，物体只受重力和支持力，在这两个力作用下，物体不可能匀速，物体有沿皮带加速下滑的趋势，于是又开始受到沿皮带向上的摩擦力，由于摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，所以在后16-5=11m内，物体所受的合外力大小为重力向下分力减去摩擦力，求得加速度为2m/s2，剩下位移所有时间为
t=1s
总时间为1+1=2s。
A
B
图3-2-10
θ
F
1
2
F1
F2
θ
A
v
A
θ
B
F
O
a
A
v
F
A
B
N
Gsinθ
Gcosθ
G
f
A
B
N
Gsinθ
Gcosθ
G
f
A
B
N
Gsinθ
Gcosθ
G
f
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3
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请同学们妥善保存