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牛顿运动定律的应用

【学习目标】

1．了解牛顿第一定律、牛顿第三定律, 理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持,理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

2．理解并会应用牛顿第二定律解决两类力学问题及解决这类问题的基本方法,知道加速度是联系运动和受力的桥梁。

【自主梳理】

一、知识回顾

1．匀变速直线运动的基本规律：

(1) 速度公式

(2) 位移公式

；

；

。

(3) 速度、位移关系式

2．牛顿第一定律(测试要求A)

(1) 内容：一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

(2) 理解：

①“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”的意思就是说一切物体都有惯性；

②“直到有外力迫使它改变这种状态为止”的意思就是外力是产生加速度的原因。

3．牛顿第三定律（测试要求A）

内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

二、复习重点：牛顿第二定律(测试要求C) 1．牛顿第二定律的内容和及其数学表达式：牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。

2．理解：

(1) 矢量性：

加速度方向跟合外力方向一致

。

(2) 瞬时性：加速度方向跟合外力的关系是

对应的关系。

3．应用：

题型一（已知物体的受力情况，确定物体的运动情况）

例1：如图所示，一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上. 现沿水平方向对物体施加10N的拉力，g取10m/s2，求：

(1) 物体运动时加速度的大小；

(2) 物体运动3s时速度的大小；

(3) 物体从开始运动到位移为10m时经拓展练习1：若其他条件不变，拉力的方向竖直向上呢？

历的时间。

题型二（已知物体的运动情况，确定物体的受力情况）

例2：高速铁路大大缩短了城际间的往来时间，质量M=2.0×105kg的列车，进站前以速度v=50m/s匀速行驶，进站时关闭发动机，列车沿平直轨道匀减速前行s=1250m，恰好达到站台静止。求：

(1) 列车进站时的加速度大小；

(2) 列车进站的时间；

(3) 列车进站过程中的阻力大小。

规律小结1：求解动力学两类基本问题的思路，可用下面的框图来表示：

分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——

．

练习2．一辆汽车在平直的路面上匀速运动，由于前方有事，紧急刹车，从开始刹车到车停止，被制动的轮胎在地面上发

生滑动时留下的擦痕为14m，轮胎与路面的动摩擦因数为0.7，g取10m/s2，问：

a) 刹车时汽车的加速度多大？

b) 刹车前汽车的速度多大？

c) 刹车后经过1s和3s，汽车的位移分别为多大？

例3：．2014年2月，第22届冬奥会在俄罗斯索契成功举行。在高山滑雪速降比赛中，运动员由静止开始沿滑道向下做匀加速直线运动，2s内的位移为8m。在此过程中

(1)求运动员的加速度大小；

(2)若运动员的质量为50kg，滑道的倾角为300，重力加速度g取10m/s2，求运动员在运动过程中受到阻力的大小。

[来源:Zxxk.Com]

例4：质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2，求： (1) 0~6s内物体运动的平均速度大小；

(2) 撤去F后，物体作匀减速直线运动的加速度大小；

(3) 物体与水平面间的动摩擦因数μ

。

规律小结2：应用牛顿第二定律解题的一般步骤：

(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意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图。

(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：建立正交坐标，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。

[来源学科网]

【自主练习】[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com]

1．火车进站做匀减速直线运动，能反映其运动的v-t图象是

(

) 2．如图所示，一个质量为2kg的物体放在粗糙的水平面上，与水平面间的动摩擦因数为0.2。用一个大小为8N的水平外力拉物体，求：

(1) 该物体做匀加速运动的加速度大小；

(2) 外力持续作用3s，此时的速度大小；

(3) 3s时撤去外力，还能向前滑行多远停下来？

3．如图所示，重100N的物体A沿倾角为370的斜面向上滑动，斜面对物体A的摩擦力的大小为10N。求：（sin370=0.6，cos370=0.8）

(1) 物体A受哪几个力的作用；

(2) 求物体A所受的合力；

(3) A与斜面间的动摩擦因数为多大。

[来源学科网]

4．如图4甲所示，斜面体固定在粗糙的水平地面上，底端与水平面平滑连接，一个可视为质点的物块从斜面体的顶端自由释放，其速率随时间变化的图象如图乙所示，已知斜面与物块、地面与物块间的动摩擦因数相同，g取10 m/s2，求：

(1)

斜面的长度s；

(2) 物块与水平面间的动摩擦因数μ；

图4 【学有所得】

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