第八节 牛顿运动定律的应用四—从受力确定运动及从运动确定受力问题-2021-2022学年高一物理辅导讲义（2020沪科版必修第一册）

牛顿运动定律的应用四—从受力确定运动及从运动确定受力问题 【知识点的认识】 ①已知受力情况求物体的运动情况； ②已知运动情况求物体的受力情况． 加速度是联系运动和受力的重要“桥梁”，将运动学规律和牛顿第二定律相结合是解决问题的基本思路． 【例题精分析】： 某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示．他使木块以初速度v0＝4m/s的速度沿倾角θ＝30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v﹣t图线如图乙所示．g取10m/s2．求： （1）上滑过程中的加速度的大小a1； （2）木块与斜面间的动摩擦因数μ； （3）木块回到出发点时的速度大小v． 分析：（1）由v﹣t图象可以求出上滑过程的加速度． （2）由牛顿第二定律可以得到摩擦因数． （3）由运动学可得上滑距离，上下距离相等，由牛顿第二定律可得下滑的加速度，再由运动学可得下滑至出发点的速度． 解答：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点，由加速度定义式有： 上滑过程中加速度的大小： （2）上滑过程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛顿第二定律F＝ma得上滑过程中有： mgsinθ+μmgcosθ＝ma1 代入数据得：μ＝0.35． （3）下滑的距离等于上滑的距离： x＝＝m＝1m 下滑摩擦力方向变为向上，由牛顿第二定律F＝ma得： 下滑过程中：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2 解得：＝2m/s2 下滑至出发点的速度大小为：v＝ 联立解得：v＝2m/s 答：（1）上滑过程中的加速度的大小； （2）木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.35； （3）木块回到出发点时的速度大小v＝2m/s． 点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解． 【随堂检测】 一．选择题（共6小题） 1．如图，一个小物块由静止开始分别沿坡度不同的光滑斜面AB'和AB滑下，最后都停在水平面BC上，斜面和水平面平滑连接，下列说法正确的是（　　） A．小物块沿斜面AB'下滑的时间一定比斜面AB下滑的时间长 B．小物块沿斜面AB'下滑的时间一定比斜面AB下滑的时间短 C．小物块沿斜面AB'下滑的末速度沿比斜面AB下滑的末速度大 D．小物块沿斜面AB'下滑的末速度沿比斜面AB下滑的末速度小 2．如图所示，在