牛二定律示意图(12牛二定律)

口诀:动力学很典型,已知力学带牛二,得出加速再运动,选公式列计算;已知运动先分析,列出公式算加速,受力分析带牛二,分解合成求出力!实在不行就联立!!

分析和应用:读题后根据已知条件,受力情况比较明确的,先受力分析,带入牛顿第二定律计算加速度,再根据运动条件及问题?选择运动学公式带入加速度计算。

若已知物体的运动条件比较多,先通过运动分析,选择相应的公式,求出加速度,再根据问题和受力分析,已知的力学条件,用牛顿第二定律计算,所求的合力或分力!!分析完实在求不出来的,通过运动和力学方程,联立求解!

做题套路:

1、确定研究对象: 。

2、确定研究对象状态: 。(多为非平衡;加速度或合力方向)

3、确定力学和运动学条件: 。

4、坐标系:——沿着运动(V)方向建立坐标系!

再把不在坐标轴上的物体沿坐标轴分解——求出分力: 和 。

5、列力学关系式: 。

6、列运动学关系式—再联立求解: 。

研究对象

受力分析

运动分析

建立坐标系?(V方向)

动力学关系式?

1

2

易错点:

  1. 搞不清已知条件——慢下来!——画出来
  2. 过程混乱——画草图——标写信息——选公式!

例题精讲:

1、如图所示,质量为 的小球穿在固定的直杆上,杆与水平方向成 角,球与杆间的动摩擦因数 。小球在竖直向上的大小为 的拉力 下,从离杆的下端 处由静止开始向上运动,经过 撤去拉力,取 ,,,求:

牛二定律示意图(12牛二定律)(1)

(1) 小球沿杆上滑的加速度大小;

【答案】

【解析】根据牛顿第二定律:解得小球沿杆上滑的加速度大小:

(2) 小球沿杆上滑的最大距离;

【答案】

【解析】根据运动学规律:,,撤去拉力后,小球继续向上运动根据牛顿第二定律:联立以上各式解得小球沿杆上滑的最大距离:

(3) 小球从静止起滑到杆的下端所需的时间。

【答案】

牛二定律示意图(12牛二定律)(2)

【解析】小球运动到最高点后开始下滑:根据牛顿第二定律:根据运动学规律:联立解得:,小球从静止起滑到杆的下端所需的时间:2、滑雪运动是年北京冬季奥运会运动项目之一,受到众多年轻人的喜爱如图所示,质量为的滑雪运动员,在倾角为的斜坡顶端,从静止开始匀加速下滑到达坡底,用时若重力加速度,求运动员:

(1) 下滑过程中的加速度大小;

【答案】

【解析】根据位移时间公式,有解得即运动员下滑过程中的加速度大小为

(2) 到达坡底时的速度大小;

【答案】

【解析】根据速度时间公式即运动员到达坡底时的速度大小为

(3) 下滑过程中所受的合力大小.

【答案】

【解析】根据牛顿第二定律,有即运动员受到的合外力大小为

练习:

1.如图所示,质量为 的物体在 的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角 ,力 作用 后撤去,物体在斜面上继续上滑了 后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数 和这个过程中物体的总位移 。(已知 、)

牛二定律示意图(12牛二定律)(3)

【答案】 ;

【解析】当拉力作用在物体上时受力分析如图所示,设加速的加速度为 ,末速度为 ,撤去拉力后减速时的加速度大小为

牛二定律示意图(12牛二定律)(4)

则由运动学规律可知:联立以上各式,代入数据得:物体的总位移 代入数据得 。

2、如图,质量的物体静止于水平地面的处,、间距。用大小为,沿水平方向的外力拉此物体,经拉至 处。(,,取)

牛二定律示意图(12牛二定律)(5)

(1) 求物体与地面间的动摩擦因数

【答案】;

【解析】物体做匀速运动,所以,由牛顿第二定律,所以,所以.

(2) 用大小为,与水平方向成的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间。(答案可带根号)

【答案】

【解析】设作用的最短时间为,小车先以大小为的加速度匀加速秒,撤去外力后,以大小为的加速度匀减速秒到达B处,速度恰为,由牛顿定律,,由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有,,所以

3.质量为 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的 图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的 。设球受到的空气阻力大小恒为 ,取 ,求:

牛二定律示意图(12牛二定律)(6)

(1) 弹性球受到的空气阻力 的大小;

【答案】

【解析】设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为 ,由题图知 根据牛顿第二定律得

(2) 弹性球第一次碰撞后反弹的高度 。

【答案】

【解析】由题图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为 ,设球第一次离开地面时的速度大小为 ,则 第一次离开地面后,设上升过程中球的加速度大小为 ,则 于是,有 解得

4、如图所示,小木块从高、倾角为 的固定斜面的顶端由静止开始沿斜面滑至底端,到达底端时的速度大小为.( 取 )求:

牛二定律示意图(12牛二定律)(7)

(1) 木块从斜面顶端滑至底端所需的时间;

【答案】

【解析】由题中信息可知,从顶端到底端的初速度为,末速度,位移。根据知三求二 选取公式,,,。

(2) 小木块与斜面间的动摩擦因数.

【答案】

【解析】对物体受力分析

牛二定律示意图(12牛二定律)(8)

分解重力,并列式。

5、如图所示,一质量的小物块,以的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经的时间物块由点运动到点,之间的距离.已知斜面倾角,物块与斜面之间的动摩擦因数.重力加速度取.

牛二定律示意图(12牛二定律)(9)

(1) 物块加速度的大小及到达点时速度的大小.

【答案】,

【解析】由运动学入手求出加速度由运动学公式得,,代入数据计算得出.。

(2) 若此过程中拉力与斜面的夹角也为,求拉力的大小是多少.

【答案】

【解析】根据受力列式

牛二定律示意图(12牛二定律)(10)

由牛顿第二定律得:, ,又,代入数据得的值为。

6、水平射出一颗质量为 的子弹,经测定,子弹在长为 的枪膛内运动,出枪口时的速度达 ,如果子弹在枪膛内的运动看做是匀变速直线运动,射击时人将枪扛在肩头,求此时枪对人水平方向的作用力.

【答案】

【解析】直接选人为研究对象,求枪对人的作用力很困难.因此,选子弹为研究对象,子弹在水平方向受到枪身的作用力 使子弹加速,子弹的加速度 可由公式 求出,再根据牛顿第二定律求出 ;根据牛顿第三定律,子弹对枪身的作用力 与 是一对作用力和反作用力;而人受到枪的水平方向作用力与 大不相等,方向相同.由 ,得 根据牛顿第二定律 力 的方向跟子弹前进的方向相同.因此枪对人水平方向的作用力大小为 ,方向与子弹运动方向相反.

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