第17讲 牛顿运动定律的应用-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第17讲 牛顿运动定律的应用 【学习目标】 1.明确动力学的两类基本问题． 2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． 【基础知识】 一 从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了 和 的关系，使我们能够把物体的运动情况和________联系起来． 2．如果已知物体的受力情况，可以由 求出物体的加速度，再通过___________确定物体的运动情况． 二 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，再根据_______________就可以确定物体所受的力． 答案： 一 1.运动 力 受力情况 2.牛顿第二定律 运动学规律 二 运动学公式 牛顿第二定律 【考点剖析】 考点一：已知物体的受力求运动情况 例1．滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求： (1)冰车的最大速率； (2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小． [答案]　(1)5 m/s　(2)50 m 【解析】(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1① vm＝a1t② 由①②式得vm＝5 m/s. (2)冰车匀加速运动过程中有x1＝a1t2③ 冰车自由滑行时有μmg＝ma2④ v＝2a2x2⑤ 又x＝x1＋x2⑥ 由③④⑤⑥式得x＝50 m. 考点二：已知物体的运动情况求受力 例2．　(2019·佛山高一检测)在科技创新活动中，小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)．在光滑水平面AB上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m＝1 kg的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动．小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F，小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变)，最高能到达C点． 机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小并记录如下．求： t/s 0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 … v/(m·s－1) 0 0.4 0.8 … 3.0 2.0 1.0 … (1)机器人对小滑块作用力F的大小； (2)斜面的倾角α的大小． [答案]　(1)2 N　(2)30° 【解析】(1)小滑块从A到B过程中：a1＝＝2 m/s2 由牛顿第二定律得：F＝ma1＝2 N. (2)小滑块从B到C过程中加速度大小： a2＝＝5 m/s2 由牛顿第二定律得： mgsin α＝ma2 则α＝30°. 【真题演练】 1．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图像可以正确反映出雨滴下落运动情况的是(　　) [答案]C【解析】[对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－Ff＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在v － t图像中其斜率变小，故选项C正确． 2．一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小．在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是(　　) A．a和v都始终增大 B．a和v都先增大后减小 C．a和v都先减小后增大 D．a先增大后减小，v始终增大 . [答案]D【解析】由于质点初始处于静止状态，则其所受合力为零．这就相当于受两个等大反向的力：某个力和其余几个力的合力．其中某个力逐渐减小，而其余几个力的合力是不变的，则其合力就在这个力的反方向逐渐增大，这个力再由零增大到原来大小，则合力又会逐渐减小直到变为零，所以合力变化为先增大后减小，故加速度a先增大后减小，由于其合外力方向始终不变，则加速度方向始终不变，所以其速度会一直增大．] 3．质量为1 kg的物体，受水平恒力F作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在t秒内的位移为x m，则F的大小为(　　) A． N　　 B． N C． N　　 D． N [答案]A【解析】由x＝at2得a＝ m/s2，对物体由牛顿第二定律得F＝ma＝1× N＝ N．] 4．沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则 A．F1<F2 B．F2>F3 C．F1>F3