受力研究分析牛顿运动定律.doc

专题四、受力分析与牛顿运动定律
（两类基本问题、整体法、隔离法）
在受力分析中，某些被动力（弹力、摩擦力）除了要满足自身的产生条件外，往往和物体的运动状态有关，对物体进行运动状态分析，结合牛顿第二定律是分析这类问题的有效方法
处理方法：
1、两类问题物体的受力情况
物体的加速度a
物体的运动情况
第一类
第二类

在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量v0、v1、a、s，一个标量t。在动力学公式中有三个物理量，其中有两个矢量F、a，一个标量m。运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确定力关键在于加速度a，a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
2、已知内力求外力
一般情况下系统有共同的加速度，分析系统内某一物体的受力，从而根据牛顿第二定律求出该物体的加速度，此加速度即为整体的加速度，再分析整体的受力，从而牛顿第二定律求出合力和需要求得那个力
3、已知外力求内力
过程与已知内力求外力相反

已知受力求运动
1、（2013浙江）17．如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是

A．5s内拉力对物块做功为零 B．4s末物块所受合力大小为4.0N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4 D．6s-9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2

2、(2013重庆)4．题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题4图2中的

A．①、②和③ B．③、②和① C．②、③和① D．③、①和②

已知运动求受力
3、(2013上海)8．如图，质量mA＞mB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是

4、（2010浙江）1、(6分)如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是(　　)
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
5、（2011上海）19、(4分)（多选）受水平外力F作用的物体在粗糙水平面上作直线运动，其v-t图线如图所示，则（　　）
A．在0～t1秒内，外力F大小不断增大
B．在t1时刻，外力F为零
C．在t1～t2秒内，外力F大小可能不断减小
D．在t1～t2秒内，外力F大小可能先减小后增大
6、(2013安徽理综)14．如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN 分别为(重力加速度为g)
A．T=m(gsinθ+ acosθ) FN = m(gcosθ− asinθ)
B．Tm(gcosθ+ asinθ) FN = m(gsinθ− acosθ)
C．T=m(acosθ− gsinθ) FN = m(gcosθ+ asinθ)
D．T=m(asinθ− gcosθ) FN = m(gsinθ+ acosθ)
7、 (2012·上海)30． (10分)如图，将质量m＝0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间动摩擦因数μ＝0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上、与杆夹角θ＝53°的拉力F，使圆环以a＝4.4 m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小．

8、（2013山东）22、（15分）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某的角度的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，AB两点间的距离L＝10m.已知斜面倾角，物块与斜面之间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2.
（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
（2）拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
9、（2009上海）3、(12分)如图(a),质量m=1 kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示.求：
（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ;
（2）比例系数k.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)

(a)                 (b)

已知内力求外力
10、（2013福建卷）21.（19分）质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g，不计空气影响。
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：
(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示。
①求此状态下杆的加速度大小a；
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？

11、（2012江苏）5．如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f．若木块不滑动，力F的最大值是（　　）

A． B．
C．－（m＋M）g D．＋（m＋M）g
12、在光滑水平面上，木块在力F作用下一起运动，木块间的最大静摩擦力是μmg，
（1）左图中拉力F的最大值
（2）中图中拉力F的最大值
（3）右图中拉力F的最大值

F
B
A
DCC
CCC
m
2m
2m
m
F
M
m
F
M
m

已知外力求内力
13、（2009安徽、改编）1、(14分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2。当运动员以440N的力拉绳子上升时,试求
(1)运动员的加速度;
(2)运动员对吊椅的压力。

综合性问题
14、（2011全国课标）8、(6分)（不定项）如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（　　）

15、（2010山东）1、(4分)如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，图乙中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，图乙中正确的是(　　)

16、F
A
B
C
如图所示，三物体A、B、C均静止，轻绳两端分别与A、C两物体相连接且伸直，mA＝3kg，mB＝2kg，mC＝1kg，物体A、B、C间的动摩擦因数均为μ＝0.1，地面光滑，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。若要用力将B物体抽出，则作用在B物体上水平向左的拉力最小值为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2）（ ）
A．3N B．6N C．8N D．9N

4 / 4