牛顿第二定律的应用课件2资料.pptx

1.1.请结合教材例请结合教材例1 1总结：已知物体的受力情况求解物体的运总结：已知物体的受力情况求解物体的运动情况的解题思路是怎样的呢？动情况的解题思路是怎样的呢？提示：提示：具体解题思路如下：具体解题思路如下：2.2.已知物体受力情况确定运动情况时的解题步骤是怎样的已知物体受力情况确定运动情况时的解题步骤是怎样的？提示：提示：(1)(1)确定研究对象，对其进行受力分析，并画出受力确定研究对象，对其进行受力分析，并画出受力图图.(2)(2)求出物体所受的合外力求出物体所受的合外力.(3)(3)应用牛顿第二定律求出加速度应用牛顿第二定律求出加速度.(4)(4)结合物体运动的初始条件，应用运动学公式，求出物体结合物体运动的初始条件，应用运动学公式，求出物体任意时刻的位移和速度，画出运动轨迹简图任意时刻的位移和速度，画出运动轨迹简图.1.1.受力分析的判断依据受力分析的判断依据(1)(1)条件判断：依据各种性质的力的产生条件判断力是否存条件判断：依据各种性质的力的产生条件判断力是否存在，一般不需要画出在，一般不需要画出“合力合力”或或“分力分力”的示意图的示意图.(2)(2)根据效果判断：力的作用效果与物体的运动状态间有互根据效果判断：力的作用效果与物体的运动状态间有互制的关系，结合物体的运动状态分析物体的受力制的关系，结合物体的运动状态分析物体的受力.(3)(3)相互作用判断：根据力的相互性，分析物体的受力相互作用判断：根据力的相互性，分析物体的受力.(4)(4)为使问题简单化，常忽略某些次要的力，如物体在空中为使问题简单化，常忽略某些次要的力，如物体在空中下落，忽略空气阻力，轻杆、轻绳等轻质物体的重力一般下落，忽略空气阻力，轻杆、轻绳等轻质物体的重力一般情况下不考虑情况下不考虑.2.2.受力分析的基本方法受力分析的基本方法(1)(1)明确研究对象，即明确对谁进行受力分析明确研究对象，即明确对谁进行受力分析.(2)(2)把要研究的物体从周围的环境中隔离出来把要研究的物体从周围的环境中隔离出来.(3)(3)按顺序分析物体的受力情况，画出受力的示意图按顺序分析物体的受力情况，画出受力的示意图.已知受力情况已知受力情况,确定物体的运动情况确定物体的运动情况1.1.解题思路解题思路:2.2.解题步骤解题步骤(1)(1)确定研究对象确定研究对象.(2)(2)分析受力，画受力示意图分析受力，画受力示意图.(3)(3)求合外力求合外力.(4)(4)由由F=maF=ma求加速度求加速度.(5)(5)由运动学公式由运动学公式 求运动参量求运动参量.典例典例1 (20111 (2011哈尔滨高一检测哈尔滨高一检测)在海滨游乐场有一种滑沙在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处的娱乐活动如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A A点由点由静止开始下滑，滑到斜坡底部静止开始下滑，滑到斜坡底部B B点后沿水平滑道再滑行一段点后沿水平滑道再滑行一段距离到距离到C C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为滑板与两滑道间的动摩擦因数均为0.50.5，不计空气阻力，不计空气阻力，重力加速度重力加速度g g10 m/s10 m/s2 2，斜坡倾角，斜坡倾角37.(sin3737.(sin370.60.6，cos37cos370.8)0.8)(1)(1)若人和滑板的总质量为若人和滑板的总质量为m m60 kg60 kg，求人在斜坡上下滑时，求人在斜坡上下滑时的加速度大小的加速度大小(2)(2)若由于受到场地的限制，若由于受到场地的限制，A A点到点到C C点的水平距离为点的水平距离为x x50 m50 m，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度斜坡滑道时，对高度h h应有怎样的要求？应有怎样的要求？解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)(1)正确地对人和滑板进行受力分析正确地对人和滑板进行受力分析.(2)(2)根据牛顿第二定律求出加速度根据牛顿第二定律求出加速度.(3)(3)结合运动学公式设计斜坡滑道高度结合运动学公式设计斜坡滑道高度.【规范解答规范解答】(1)(1)在斜坡上下滑时，由牛顿第二定律得：在斜坡上下滑时，由牛顿第二定律得：mgsinmgsinf fma ma F FN Nmgcosmgcos0 0 f fFFN N 联立联立得：得：a agsingsingcosgcos2 m/s2 m/s2 2(2)(2)设滑至底端时的速度为设滑至底端时的速度为v v，由运动学公式可知：，由运动学公式可知：v v2 22a 2a 沿沿BCBC段前进时的加速度段前进时的加速度aamg/mmg/mg g 沿沿BCBC段滑行的距离段滑行的距离L Lv v2 2/2a /2a 为确保人身安全，则为确保人身安全，则L Lhcotx hcotx 联立联立解得解得h25 mh25 m，故斜坡的高度不能超过，故斜坡的高度不能超过25 m.25 m.答案：答案：(1)2 m/s(1)2 m/s2 2 (2)(2)斜坡的高度不能超过斜坡的高度不能超过25 m25 m 【规律方法规律方法】解传送带问题时的三个注意点解传送带问题时的三个注意点1.1.物体做匀加速运动时合外力的来源是由传送带给物体的物体做匀加速运动时合外力的来源是由传送带给物体的滑动摩擦力滑动摩擦力.2.2.当物体和传送带一起匀速运动时物体只受到两个力的作当物体和传送带一起匀速运动时物体只受到两个力的作用，即重力和传送带给物体的支持力用，即重力和传送带给物体的支持力.3.3.各阶段运动状况明确以后由力学公式和运动学公式进行各阶段运动状况明确以后由力学公式和运动学公式进行求解运算求解运算.1.1.已知物体运动情况求受力情况时的解题思路是怎样的？已知物体运动情况求受力情况时的解题思路是怎样的？提示：提示：2.2.已知物体运动情况求受力情况时的解题步骤是怎样的？已知物体运动情况求受力情况时的解题步骤是怎样的？提示：提示：(1)(1)确定研究对象，对研究对象进行运动过程分析和确定研究对象，对研究对象进行运动过程分析和受力分析，并画出运动草图和受力图受力分析，并画出运动草图和受力图.(2)(2)根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度度.(3)(3)应用牛顿运动定律推断或求出物体受到的合外力应用牛顿运动定律推断或求出物体受到的合外力.(4)(4)根据物体的受力情况和合力求出未知的力根据物体的受力情况和合力求出未知的力.【知识归纳知识归纳】动力学问题的解题思路及步骤动力学问题的解题思路及步骤(1)(1)确定研究对象确定研究对象.(2)(2)对物体进行受力分析并画出受力示意图，对物体进行运对物体进行受力分析并画出受力示意图，对物体进行运动状态的分析动状态的分析.(3)(3)选择正方向或建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动选择正方向或建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动学规律列方程学规律列方程.(4)(4)计算，求解未知量计算，求解未知量.应用牛顿第二定律的注意事项应用牛顿第二定律的注意事项(1)(1)牛顿第二定律牛顿第二定律F=maF=ma，实际上是揭示了力、加速度和质量，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系三个不同物理量之间的关系.要列牛顿第二定律的方程，就要列牛顿第二定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化应将方程两边的物理量具体化.方程左边方程左边F F是物体受到的合是物体受到的合外力即这个质量为外力即这个质量为m m的物体受到的合外力，首先要确定研究的物体受到的合外力，首先要确定研究对象，对其进行受力分析对象，对其进行受力分析.(2)(2)求合力的方法：可以利用平行四边形定则或正交分解法求合力的方法：可以利用平行四边形定则或正交分解法.(3)(3)采用正交分解法时两个分力方向的选择是解题的关键采用正交分解法时两个分力方向的选择是解题的关键.我们一般选择物体运动或运动趋势的方向所在的直线为我们一般选择物体运动或运动趋势的方向所在的直线为x x轴，轴，一般情况下坐标轴的正方向与加速度方向一致一般情况下坐标轴的正方向与加速度方向一致.选与运动或选与运动或运动趋势的方向垂直的直线为运动趋势的方向垂直的直线为y y轴轴.典例典例2 2 如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的、大小如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于杆的直径小球孔径略大于杆的直径.(1)(1)当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.50.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数倍，求小球与杆间的动摩擦因数.(2)(2)保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向的夹角为保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向的夹角为3737并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s s所需时所需时间为多少？间为多少？(sin37=0.6,cos37=0.8)(sin37=0.6,cos37=0.8)(1)(1)求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出动摩擦因数，再分析小球在杆与水平面成动摩擦因数，再分析小球在杆与水平面成3737角时的受力角时的受力情况情况.(2)(2)根据牛顿第二定律列出方程，求得加速度，再由运动学根据牛顿第二定律列出方程，求得加速度，再由运动学方程求解方程求解.【规范解答规范解答】(1)(1)设小球所受风力为设小球所受风力为F F，则，则F=0.5mg.F=0.5mg.当杆水当杆水平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力f f与风力与风力F F等大等大反向，即反向，即f=F.f=F.又因又因f=Ff=FN N=mg=mg，联立以上三式解得小球与，联立以上三式解得小球与杆间的动摩擦因数杆间的动摩擦因数=0.5.=0.5.(2)(2)当杆与水平方向成当杆与水平方向成=37=37角时，角时，小球从静止开始沿杆加速下滑小球从静止开始沿杆加速下滑.设下设下滑距离滑距离s s所用时间为所用时间为t t，小球受重力，小球受重力mgmg、风力、风力F F、杆的支持力、杆的支持力F FN N和摩擦和摩擦力力f f作用，受力分析如图所示，作用，受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得，沿杆的方向由牛顿第二定律可得，沿杆的方向Fcos+mgsin-f=maFcos+mgsin-f=ma，垂直杆的方向，垂直杆的方向FFN N+Fsin+Fsinmgcos=0mgcos=0，又又f=Ff=FN N，F=0.5mgF=0.5mg，解得小球的加速度，解得小球的加速度+g(0.6-0.50.8)=g.+g(0.6-0.50.8)=g.因因s=ats=at2 2，故小球的下滑时间，故小球的下滑时间为为 【规律方法规律方法】解弹簧连接体问题时的三个注意点解弹簧连接体问题时的三个注意点(1)(1)在水平板与物体分离前，物体一直向下做匀加速运动，在水平板与物体分离前，物体一直向下做匀加速运动，物体受重力、弹簧弹力和水平板的支持力的作用；由牛顿物体受重力、弹簧弹力和水平板的支持力的作用；由牛顿第二定律列动力学方程第二定律列动力学方程.(2)(2)水平板和物体分离后，水平板给物体的作用力为零，物水平板和物体分离后，水平板给物体的作用力为零，物体只受两个力的作用，即重力和弹簧的弹力的作用体只受两个力的作用，即重力和弹簧的弹力的作用.(3)(3)弹簧形变量和物体移动位移大小相等弹簧形变量和物体移动位移大小相等.典例典例3 3 在水平地面上有两个彼此接在水平地面上有两个彼此接触的物体触的物体A A和和B B，它们的质量分别为，它们的质量分别为m m1 1和和m m2 2，与地面间的动摩擦因数均为，与地面间的动摩擦因数均为，若用水平推力，若用水平推力F F作作用于用于A A物体，使物体，使A A、B B一起向前做匀加速直线运动，如图所示，一起向前做匀加速直线运动，如图所示，求两物体间的相互作用力为多大？若将求两物体间的相互作用力为多大？若将F F作用于作用于B B物体，则物体，则A A、B B间的相互作用力又为多大？间的相互作用力又为多大？【规范解答规范解答】(1)(1)当当F F作用于作用于A A物体时，物体时，以以 A A、B B为研究对象对其受力分析如图为研究对象对其受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得：所示，由牛顿第二定律可得：F-(mF-(m1 1+m+m2 2)g=(m)g=(m1 1+m+m2 2)a)a所以所以a=-ga=-g再以再以B B为研究对象，其受力如图所示，由牛顿第二定律可得为研究对象，其受力如图所示，由牛顿第二定律可得F F1 1f f2 2m m2 2a af f2 2=m=m2 2g,g,则则A A、B B间的相互作用力间的相互作用力F F1 1为：为：F F1 1=(2)(2)当当F F作用于作用于B B时，应用同样的方法可求时，应用同样的方法可求A A、B B间的相互作用力间的相互作用力F F2 2=答案：答案：【规律方法规律方法】连接体问题的处理方法：连接体问题的处理方法：先以整体为研究对象求加速度，然后运用隔离法，选取其先以整体为研究对象求加速度，然后运用隔离法，选取其中一部分作为研究对象，求相互作用力中一部分作为研究对象，求相互作用力(内力内力).).1.1.质量为质量为3 kg3 kg的质点，所受到的合外力的大小为的质点，所受到的合外力的大小为1.5 N1.5 N，则，则该质点做匀变速直线运动的加速度为该质点做匀变速直线运动的加速度为()()A.0.5 m/sA.0.5 m/s2 2 B.1.5 m/sB.1.5 m/s2 2 C.3 m/sC.3 m/s2 2 D.4.5 m/sD.4.5 m/s2 2【解析解析】选选A.A.此题已知物体的受力情况求运动情况，由此题已知物体的受力情况求运动情况，由牛顿第二定律牛顿第二定律F F合合=ma=ma可得可得a=a=代入数据可得代入数据可得a=0.5 m/sa=0.5 m/s2 2,故故A A正确正确.2.2.质量为质量为3 kg3 kg的质点，在向上的拉力作用下，竖直向上做的质点，在向上的拉力作用下，竖直向上做匀变速直线运动的加速度为匀变速直线运动的加速度为0.5 m/s0.5 m/s2 2，则该质点所受到的拉，则该质点所受到的拉力的大小为力的大小为(g(g取取10 m/s10 m/s2 2)()()A.1.5 N B.21.5 N C.31.5 N D.37.5 NA.1.5 N B.21.5 N C.31.5 N D.37.5 N【解析解析】选选C.C.由牛顿第二定律由牛顿第二定律F F合合=ma=ma可得，可得，F-mg=ma,F-mg=ma,拉力拉力F=m(g+a)=31.5 N,F=m(g+a)=31.5 N,故故C C正确正确.3.(20113.(2011江门高一检测江门高一检测)()(双选双选)如图所示，两个质量分别为如图所示，两个质量分别为m m1 1=2 kg2 kg、m m2 2=3 kg=3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接簧测力计连接.两个大小分别为两个大小分别为F F1 1=30 N=30 N、F F2 2=20 N=20 N的水平拉的水平拉力分别作用在力分别作用在m m1 1、m m2 2上，则上，则()()A.A.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是10 N10 NB.B.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是26 N26 NC.C.在突然撤去在突然撤去F F2 2的瞬间，弹簧测力计的示数不变的瞬间，弹簧测力计的示数不变D.D.在突然撤去在突然撤去F F1 1的瞬间，的瞬间，m m1 1的加速度不变的加速度不变【解析解析】选选B B、C.C.设弹簧测力计的弹力为设弹簧测力计的弹力为F F，加速度为，加速度为a.a.对对系统：系统：F F1 1-F-F2 2=(m=(m1 1m m2 2)a)a，对，对m m1 1：F F1 1-F=m-F=m1 1a a，联立两式解得：，联立两式解得：a=2 m/sa=2 m/s2 2，F=26 NF=26 N，故，故A A项错误，项错误，B B正确；在突然撤去正确；在突然撤去F F2 2的瞬的瞬间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去生突变，所以弹簧的长度在撤去F F2 2的瞬间没变化，弹簧测力的瞬间没变化，弹簧测力计的弹力不变，故计的弹力不变，故C C项正确；若突然撤去项正确；若突然撤去F F1 1，物体，物体m m1 1的合外的合外力方向向左，而没撤去力方向向左，而没撤去F F1 1时合外力方向向右，所以时合外力方向向右，所以m m1 1的加速的加速度发生变化，故度发生变化，故D D项错误项错误.4.4.如图如图a a所示，用一水平外力所示，用一水平外力F F推着一个静止在倾角为推着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大的光滑斜面上的物体，逐渐增大F F，物体做变加速运动，物体做变加速运动，其加速度其加速度a a随外力随外力F F变化的图象如图变化的图象如图b b所示，若重力加速度所示，若重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2.根据图根据图b b中所提供的信息不能计算出中所提供的信息不能计算出()()A.A.物体的质量物体的质量B.B.斜面的倾角斜面的倾角C.C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力物体能静止在斜面上所施加的最小外力D.D.加速度为加速度为6 m/s6 m/s2 2时物体的速度时物体的速度 【解析解析】选选D.D.分析物体受力，由牛顿第二定律得：分析物体受力，由牛顿第二定律得：FcosFcos-mgsin=ma-mgsin=ma，由，由F=0F=0时，时，a=-6 m/sa=-6 m/s2 2，得，得=37.=37.由由a=-gsina=-gsin和和a-Fa-F图线知：图线知：得：得：m=2 kg.m=2 kg.物体静止时的最小外力物体静止时的最小外力F Fminmincos=mgsincos=mgsin，F Fminmin=mgtan=15 N=mgtan=15 N，无法求出物体加速度为，无法求出物体加速度为6 m/s6 m/s2 2时的速度，时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故选因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故选D.D.5.5.如图所示，质量如图所示，质量m=5.0 kgm=5.0 kg的木箱放在水平地板上，对木的木箱放在水平地板上，对木箱施加一个箱施加一个F=10 NF=10 N的水平向右的推力，推力的水平向右的推力，推力F F作用的时间作用的时间t=10 st=10 s，木箱从静止沿直线滑动距离，木箱从静止沿直线滑动距离s=10 m.s=10 m.求：求：(1)(1)木箱运动的加速度木箱运动的加速度a a的大小的大小.(2)(2)木箱与地板间的动摩擦因数木箱与地板间的动摩擦因数.【解析解析】(1)(1)木箱由静止开始在木箱由静止开始在t=10 st=10 s内的位移内的位移s=10 ms=10 m由由s=ats=at2 2知：知：a=m/sa=m/s2 2=0.2 m/s=0.2 m/s2 2(2)(2)对木箱受力分析如图，在水平方向上由牛顿第二定律：对木箱受力分析如图，在水平方向上由牛顿第二定律：F-f=maF-f=ma，f=Ff=FN N=mg=mg得得mg=F-mamg=F-ma即即=0.18=0.18答案：答案：(1)0.2 m/s(1)0.2 m/s2 2 (2)0.18(2)0.18一、选择题一、选择题(本题共本题共5 5小题，每小题小题，每小题5 5分，共分，共2525分分)1.1.某步枪子弹的出口速度达某步枪子弹的出口速度达100 m/s100 m/s，若步枪的枪膛长，若步枪的枪膛长0.5 m0.5 m，子弹的质量为，子弹的质量为20 g20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()()A.110A.1102 2 N B.210 N B.2102 2 N NC.210C.2105 5 N D.210 N D.2104 4 N N【解析解析】选选B.B.根据根据v v2 2=2as=2as，a=m/sa=m/s2 2=110=1104 4 m/sm/s2 2，再根据，再根据F=ma=2010F=ma=2010-3-31101104 4 N N=210=2102 2 N N，故，故B B正确正确.2.2.一质量为一质量为m m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为小为 g,g,则人受电梯底部的支持力为则人受电梯底部的支持力为()()A.mg B.2mg C.mg D.mgA.mg B.2mg C.mg D.mg【解析解析】选选D.D.人的受力如图所示人的受力如图所示.由牛顿第二定律由牛顿第二定律得得F-mg=ma=mg,F-mg=ma=mg,所以所以F=mg.F=mg.则人受电梯底部的则人受电梯底部的支持力为支持力为 mg.Dmg.D正确正确.3.3.如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F F1 1与与F F2 2的作用静止不动的作用静止不动.现保持现保持F F1 1不变，不变，F F2 2大小变化如图乙所大小变化如图乙所示，则在此过程中，能正确描述木块运动情况的速度图象示，则在此过程中，能正确描述木块运动情况的速度图象是下列选项中的是下列选项中的()()【解析解析】选选D.D.由于由于F F2 2均匀减小到零然后又均匀增大到原值，均匀减小到零然后又均匀增大到原值，所以木块受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零，所以木块受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零，根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零，根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零，而速度一直在增大，最后达到最大值而速度一直在增大，最后达到最大值.符合上述规律的符合上述规律的v-tv-t图象只有图象只有D D项项.4.(20114.(2011衡水高一检测衡水高一检测)雨滴从空中由静止落下，若雨滴雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是()()【解析解析】选选C.C.雨滴速度增大时，阻力也增大，由牛顿第雨滴速度增大时，阻力也增大，由牛顿第二定律得二定律得a=a=故加速度逐渐减小，最终雨滴做匀速运故加速度逐渐减小，最终雨滴做匀速运动动.5.(20115.(2011郑州高一检测郑州高一检测)如图所示，如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于与水平面相切于M M点，与竖直墙壁相切点，与竖直墙壁相切于于A A点，竖直墙壁上另一点点，竖直墙壁上另一点B B与与M M的连线的连线和水平面的夹角为和水平面的夹角为6060，C C是圆环轨道是圆环轨道的圆心已知在同一时刻，的圆心已知在同一时刻，a a、b b两球分别由两球分别由A A、B B两点从静两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道止开始沿光滑倾斜直轨道AMAM、BMBM运动到运动到M M点点,c,c球由球由C C点自由点自由下落到下落到M M点则点则()()A Aa a球最先到达球最先到达M M点点B Bb b球最先到达球最先到达M M点点C Cc c球最先到达球最先到达M M点点D Db b球和球和c c球都可能最先到达球都可能最先到达M M点点【解析解析】选选C.C.设圆的半径为设圆的半径为R R，则，则 gsin 45tgsin 45tA A2 2，2R2R gsin 60tgsin 60tB B2 2，R R gtgtC C2 2，可得：，可得：t tA A 故有故有t tB BttA AttC C，故，故C C正确正确二、非选择题二、非选择题(本题共本题共3 3小题，共小题，共2525分，要有必要的文字叙分，要有必要的文字叙述述)6.(86.(8分分)如图所示，表示某人站在与如图所示，表示某人站在与水平方向成水平方向成角的、以加速度角的、以加速度a a向上向上运动的自动扶梯的台阶上，人的质量运动的自动扶梯的台阶上，人的质量为为m m，鞋底与台阶的动摩擦因数为，鞋底与台阶的动摩擦因数为，求此时人所受的摩擦，求此时人所受的摩擦力力.【解析解析】如图建立坐标系，并将加速度如图建立坐标系，并将加速度a a沿已知力的方向正交分解，水平方向：沿已知力的方向正交分解，水平方向：a a2 2=a cos=a cos由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：f=maf=ma2 2=macos=macos故摩擦力故摩擦力f f的大小为的大小为macosmacos，方向为水平向右方向为水平向右.答案答案:macosmacos，方向为水平向右，方向为水平向右7 7(8(8分分)一斜面放在水平地面上，倾一斜面放在水平地面上，倾角角=53=53，一个质量为，一个质量为0.2 kg0.2 kg的小球的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示，斜用细绳吊在斜面顶端，如图所示，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计斜面与水平面的摩擦，面平行，不计斜面与水平面的摩擦，当斜面以当斜面以10 m/s10 m/s2 2的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力面对小球的弹力.(g.(g取取10 m/s10 m/s2 2)【解析解析】设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为a a0 0，此，此时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受到重力和细绳时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受到重力和细绳的拉力，且细绳仍然与斜面平行的拉力，且细绳仍然与斜面平行.对小球受力分析如图所示对小球受力分析如图所示.易知易知mgcot=mamgcot=ma0 0代入数据解得：代入数据解得：a a0 0=7.5 m/s=7.5 m/s2 2因为因为a a10 m/s10 m/s2 2aa0 0，所以当斜面以，所以当斜面以10 m/s10 m/s2 2的加速度向右运动时小球已离开斜面，斜面对小球的弹力的加速度向右运动时小球已离开斜面，斜面对小球的弹力N=0N=0同理，由受力分析可知，细绳的拉力为同理，由受力分析可知，细绳的拉力为F=2.83 NF=2.83 N此时细绳拉力此时细绳拉力F F与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为=arctan =45=arctan =45答案：答案：2.83 N,2.83 N,与水平方向成与水平方向成4545角角 0 0 【规律方法规律方法】“三种方法三种方法”处理动力学临界问题处理动力学临界问题(1)(1)极限法：在题目中如出现极限法：在题目中如出现“最大最大”、“最小最小”、“刚好刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，可等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，可以把物理过程以把物理过程(或问题或问题)推向极端，从而使临界现象推向极端，从而使临界现象(或状态或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的暴露出来，达到尽快求解的目的.(2)(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中有可能出现临界问题，也可能不出现临界但在变化过程中有可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题一般用假设法问题，解答这类问题一般用假设法.(3)(3)数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件式求解得出临界条件.8.(8.(挑战能力挑战能力)(9)(9分分)如图所示，在倾角如图所示，在倾角为为的光滑斜面上端系有一劲度系数为的光滑斜面上端系有一劲度系数为k k的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为m m的小球，球被一垂直于斜面的挡板的小球，球被一垂直于斜面的挡板A A挡挡住，此时弹簧没有形变住，此时弹簧没有形变.若挡板若挡板A A以加速度以加速度a(aa(agsin)gsin)沿沿斜面向下匀加速运动，问：斜面向下匀加速运动，问：(1)(1)小球向下运动多少距离时速度最大？小球向下运动多少距离时速度最大？(2)(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？【解析解析】(1)(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时小球所受合力为零加速度为零时，速度最大，此时小球所受合力为零.即即kxkxm m=mgsin=mgsin，解得，解得x xm m=(2)(2)设球与挡板分离时位移为设球与挡板分离时位移为s s，经历的时间为，经历的时间为t t，从开始运，从开始运动到分离的过程中，动到分离的过程中，m m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力支持力F FN N、沿斜面向上的挡板支持力、沿斜面向上的挡板支持力F F1 1和弹簧弹力和弹簧弹力F.F.据牛顿第二定律有据牛顿第二定律有mgsin-F-Fmgsin-F-F1 1=ma=ma，F=kx.F=kx.随着随着x x的增大，的增大，F F增大，所以增大，所以F F1 1减小，保持减小，保持a a不变，当球与挡不变，当球与挡板分离时，板分离时，x x增大到等于增大到等于s s，F F1 1减小到零，则有：减小到零，则有：mgsin-ks=mamgsin-ks=ma，又，又s=ats=at2 2联立解得联立解得mgsin-kmgsin-k at at2 2=ma=ma，解得解得t=t=答案：答案：(1)(2)(1)(2)