牛頓運動定律的應用兩類動力學問題

1、牛頓運動定律的應用兩類動力學問題第1頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四例一.：如圖171甲所示，質量為1kg的物體置于固定斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，1s末后待拉力撤去.物體運動的vt圖象如圖1-71乙，試求拉力F。此題斜面化角未知解：在01s內，由v-t圖象，a1=12m/s2.物體受力如圖所示由牛頓第二定律沿斜面方向有F-N-mgsin=ma1 垂直斜面有N= mgcos在02s內由v-t圖象知 a2=6m/s2,因為此時物體具有向上的初速度，故由牛頓第二定律得N+mgsin=ma2 . 式代入式得F=18N。 NGf第2頁，共12頁，2022年，5月

2、20日，15點15分，星期四例二：如圖所示，AC、BC為位于豎直平面內的兩根光滑細桿，A、B、C三點位于同一圓周上，C為該圓周的最低點，a、b為套在細桿上的兩個小環(huán)，若兩環(huán)同時從A、B兩點由靜止開始下滑，則 Aa環(huán)先到達C點 Bb環(huán)先到達C點 Ca、b環(huán)同時到 達C點 D由于兩桿的傾角 未知，故無法判斷C第3頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四例三：(2009年東北三校聯(lián)考)如圖3-2-13所示，一皮帶輸送機的皮帶以v=13.6m/s的速率做勻速運動，其有效輸送距離AB=29.8 m，與水平方向夾角為=37將一小物體輕放在A點，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)=0.1，求物體由A

3、到B所需的時間(g取10 ms2)3s第4頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四例四：風洞實驗中可產(chǎn)生水平方向、大小可調節(jié)的風力，現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑，如圖所示.(1)當桿在水平方向上固定時，調節(jié)風力的大小，使小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的0.5倍.求小球與桿間的動摩擦因數(shù)(2)保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離s所需時間為多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)第5頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四【解析】本題主要考查應用

4、牛頓運動定律解決實際問題的能力題中將套有小球的細直桿放在我們比較陌生的風洞實驗里，題目比較新穎，同時也考查了學生理解能力及靈活應用知識的能力 (1)設小球所受的風力為F，小球質量為m 小球在桿上勻速運動時，F(xiàn)=mg， 得 =F/mg=0.5mg/mg=0.5第6頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四(2)設桿對小球的支持力為N，摩擦力為f，小球受力情況如圖所示，將F、mg沿桿方向和垂直桿方向正交分解，根據(jù)牛頓第二定律得Fcos+mgsin-f=ma，N+Fsin =mgcos ,f=N，由可解得a=(Fcos+mgsin-f)/m=3/4g.又s=(1/2)at2，第7頁，

5、共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四例五：如圖13所示，有一長度X1m、質量M10 kg的平板小車，靜止在光滑的水平面上，在小車一端放置一質量m4 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)0.25，要使物塊在2s內運動到小車的另一端，求作用在物塊上的水平力F是多少？(g取10 m/s2)第8頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四FFfma物 FfMa車 其中FfFfmg 由分析圖結合運動學公式有x11/2a車t2 x21/2a物t2 x2x1x 由解得a車1 m/s2 由解得a物1.5 m/s2所以FFfma物m(ga物)4(0.25101.5) N16 N

6、.答案：16 N第9頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四例六：（04年全國，25）一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）ABa第10頁，共12頁，2022年，5月20日，15點15分，星期四解析：設圓盤的質量為m，桌長為l，在桌布從圓盤上抽出的過程中，盤的加速度為，有 桌布抽出后，盤在桌面上作勻減速運動，以a2表示加速度的大小，有 設盤剛離開桌布時的速度為v1，移動的距離為x1，離開桌布后在桌面上再運動距離x2后便停下，有 盤沒有從桌面上掉下的條件是 設桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時間為t，在這段時間內桌布移動的距離為x，有 而 由以上各式解得 第11頁，共12頁，2022年，5月20日，15點