1、受力受力受力受力分析分析分析分析合力合力加速度加速度运动运动运动运动学量学量学量学量 第一章第一章第一章第一章力的知识力的知识力的知识力的知识 牛顿牛顿牛顿牛顿第二定律第二定律第二定律第二定律 第二章第二章第二章第二章物体的运动物体的运动物体的运动物体的运动动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 1 1已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动:分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力,应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速度度度度,根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征,应用运
2、动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。2 2已知运动求力已知运动求力已知运动求力已知运动求力:根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问题,联系力和运动的桥梁是加速度。题,联系力和运动的桥梁
3、是加速度。题,联系力和运动的桥梁是加速度。题,联系力和运动的桥梁是加速度。运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键是对物体进行是对物体进行是对物体进行是对物体进行受力分析受力分析和和和和运动分析运动分析,受力分析受力分析受力分析受力分析要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解
4、的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速度方向(正方向);度方向(正方向);度方向(正方向);度方向(正方向);运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的
5、这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽专题一已知受力情况求运动专题一已知受力情况求运动根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受
6、力分析,并画出物体受力示意图力示意图力示意图力示意图根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形
7、定则或正交分解法求解根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所需的运动学量需的运动学量需的运动学量需的运动学量必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例例例1.1.将质量为将质量为将质量为将质量为mm的物体以初速度的
8、物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度V V0 0从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为为为为f f,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上上上上升升升升段段段段v下下下下降降降降段段段段mgfa2v例例例例2 2原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机
9、内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体A A静止在地板上,如图静止在地板上,如图静止在地板上,如图静止在地板上,如图所示,现在所示,现在所示,现在所示,现在A A突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是 A.A.加速上升加速上升加速上升加速上升 B.B.减速上升
10、减速上升减速上升减速上升 C.C.加速下降加速下降加速下降加速下降 D.D.减速下降减速下降减速下降减速下降B C解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态mgNFf f物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小因此支持力因此支持力因此支持力因此支持力N N减小减小减小减小a说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具
11、有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,静摩擦力与物体间的正压力无关,都是最大静摩擦力与物体间的正压力成正比物体的运动性质由加速度和初速度两个条件共同决定,注意全面分析问题例例例例3.3.如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线悬挂一质量为悬挂一质量为悬挂一质量为悬挂一质量为mm的小球,当列车减
12、速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直方向夹角为方向夹角为方向夹角为方向夹角为,求,求,求,求列车的加速度;列车的加速度;列车的加速度;列车的加速度;车厢的运动性车厢的运动性车厢的运动性车厢的运动性质;质;质;质;细线对小球的拉力细线对小球的拉力细线对小球的拉力细线对小球的拉力V向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动加速度方向水平向左加速度方向水平向左加速度方向水平向左加速度方向水平向左拉力和竖直方向成拉力和竖直方向成拉力和竖直方向
13、成拉力和竖直方向成 角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上mgT例例例例4 4为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速v=120km/hv=120km/h。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车
14、司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间的时间的时间的时间(即反应时间即反应时间即反应时间即反应时间)t=0.50s)t=0.50s。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小f f为汽为汽为汽为汽车重力的车重力的车重力的车重力的0.400.40倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离s s至少应为多少?至少应为多少?至少应为多少?至少
15、应为多少?取重力加速度取重力加速度取重力加速度取重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2。解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离所求距离所求距离所求距离所求距离考查匀速运动、匀变速直线运动的知识,考查牛顿第二定律。考查考生挖掘隐含条件、分析问题能力和应用
16、知识解题能力,例例例例5.5.质量为质量为质量为质量为10kg10kg的物体在的物体在的物体在的物体在20N20N水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动5s5s后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到10s10s末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和10s10s末的速度。末的速度。末的速度。末的速度。解:解:解:解:前前前前5s5s内:内
17、内:内:物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动加速度加速度加速度加速度位移位移位移位移5s5s末速度末速度末速度末速度后后后后5s5s内:内:内:内:物体以物体以物体以物体以10m/s10m/s的速度做匀速运动的速度做匀速运动的速度做匀速运动的速度做匀速运动位移位移位移位移故物体从开始运动到故物体从开始运动到故物体从开始运动到故物体从开始运动到10s10s末经过的位移末经过的位移末经过的位移末经过的位移所以,所以,所以,所以,10s10s末物体的速度为末物体的速度为末物体的速度为末物体的速度为10m/s10m/s例例例
18、例6.6.质量为质量为质量为质量为50kg50kg的木箱的木箱的木箱的木箱,在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成30300 0角斜角斜角斜角斜向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数=0.2,=0.2,拉力拉力拉力拉力F=120N,F=120N,木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过t=0.5st=0.5s,木箱
19、的速度多大?,木箱的速度多大?,木箱的速度多大?,木箱的速度多大?F300F300mgNfFxFya解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律其中其中其中其中木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度经过经过经过经过t=0.5st=0.5s,木箱的速度,木箱的速度,木箱的速度,木箱的速度在计算滑动摩擦力时,应注意正压力和重力无关在计算滑动摩擦力时,应注意正压力和重力无关例例例例7.7.如图甲所示如图甲所示如图甲所示如图甲所示,一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成30300 0的斜向下的的斜向下的的斜向下的的
20、斜向下的推力推力推力推力F F推一个重推一个重推一个重推一个重G=200NG=200N的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为=0.4=0.4(g g取取取取10m/s10m/s2 2),求:求:求:求:.推力推力推力推力F F的大小。的大小。的大小。的大小。.若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,如
21、图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间t=3.0st=3.0s后后后后撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?FF300甲甲乙乙F300NfFxGFy解:解:解:解:箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至
22、停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来300例例例例8.8.一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角是角是角是角是30300 0,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是0.040.04,求,求,求,求5s5s内下滑的路程?内下滑的路程?内下滑的路程?内下滑的路程?f f300N Nmgmg30300 0解:人沿山坡向下做初速度解:人沿山坡向
23、下做初速度解:人沿山坡向下做初速度解:人沿山坡向下做初速度为零的匀加速运动为零的匀加速运动为零的匀加速运动为零的匀加速运动5s5s内下滑的路程内下滑的路程内下滑的路程内下滑的路程例例例例9.9.质量为质量为质量为质量为2kg2kg的物块,以的物块,以的物块,以的物块,以22m/s22m/s的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很长的倾角为长的倾角为长的倾角为长的倾角为30300 0的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩擦因数为擦因数为擦因数为擦因数为0.30.3,求
24、求:,求:,求:.物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。.物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?300300N Nf fmgmg30300 0a1v解:解:解:解:物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动根据根据根据根据物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离300N Nf fmgmg30300 0a2
25、v物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动根据根据根据根据求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度例例例例10.10.一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为 的斜面上,向下的斜面上,向下的斜面上,向下的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,
26、若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度V V0 0,则它能上滑的最大位移是多大?则它能上滑的最大位移是多大?则它能上滑的最大位移是多大?则它能上滑的最大位移是多大?解:物体刚好能沿斜面匀速下滑解:物体刚好能沿斜面匀速下滑解:物体刚好能沿斜面匀速下滑解:物体刚好能沿斜面匀速下滑物体以初速度物体以初速度物体以初速度物体以初速度v v0 0沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动即即即即联立联立联立联立两式解出两式解出两式解出两式解出将将将将代入代入代入代入解出物
27、体解出物体解出物体解出物体能上滑的最大位移能上滑的最大位移能上滑的最大位移能上滑的最大位移*例例例例1111如图所示,如图所示,如图所示,如图所示,OO、A A、B B、C C、D D在同一竖直圆在同一竖直圆在同一竖直圆在同一竖直圆周上,周上,周上,周上,OAOA、OBOB、OCOC、ODOD为四条光滑的弦,一小为四条光滑的弦,一小为四条光滑的弦,一小为四条光滑的弦,一小物体由静止在物体由静止在物体由静止在物体由静止在OO点开始沿各弦下滑到点开始沿各弦下滑到点开始沿各弦下滑到点开始沿各弦下滑到A A、B B、C C、D D所用的时间分别为所用的时间分别为所用的时间分别为所用的时间分别为t tA
28、 A、t tB B、t tC C、t tD D则则则则A.tA.tD Dt tC Ct tB Bt tA AB.tB.tA At tB Bt tC Ct tD DC.tC.tA A=t=tB B=t=tC C=t=tD DD.D.无法判断时间关系无法判断时间关系无法判断时间关系无法判断时间关系O OC CD DB BA AOO.CO OOO.F FN Nmgmg 与与与与 无关无关无关无关解:物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动解:物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动解:物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动解:物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动370M例例例例12.12.如图所示,如
29、图所示,如图所示,如图所示,m=2kgm=2kg,F=17.2NF=17.2N,物体与斜面间,物体与斜面间,物体与斜面间,物体与斜面间的滑动摩擦因数为的滑动摩擦因数为的滑动摩擦因数为的滑动摩擦因数为=0.25=0.25,物体从斜面底端由静止开,物体从斜面底端由静止开,物体从斜面底端由静止开,物体从斜面底端由静止开始运动,始运动,始运动,始运动,5s5s内物体的位移多大内物体的位移多大内物体的位移多大内物体的位移多大?(g g取取取取10m/s10m/s2 2)370FM解:物块沿斜面向上做初速度为零解:物块沿斜面向上做初速度为零解:物块沿斜面向上做初速度为零解:物块沿斜面向上做初速度为零的匀加
30、速运动的匀加速运动的匀加速运动的匀加速运动N Nf f37370 0vFmgmga5s5s内物体的位移内物体的位移内物体的位移内物体的位移370F例例例例13.13.质量为质量为质量为质量为2kg2kg的物体,放在水平面上,动摩擦因数的物体,放在水平面上,动摩擦因数的物体,放在水平面上,动摩擦因数的物体,放在水平面上,动摩擦因数=0.5=0.5,沿与水平面成,沿与水平面成,沿与水平面成,沿与水平面成=37=370 0角斜向上对物体施以角斜向上对物体施以角斜向上对物体施以角斜向上对物体施以F=20NF=20N的拉力,的拉力,的拉力,的拉力,4s4s后撤去后撤去后撤去后撤去F F直到物体停止,求物
31、体的直到物体停止,求物体的直到物体停止,求物体的直到物体停止,求物体的总位移。总位移。总位移。总位移。N Nf fmgmga解:解:解:解:前前前前4s4s内:内:内:内:物体做初速度为零的匀加物体做初速度为零的匀加物体做初速度为零的匀加物体做初速度为零的匀加速运动速运动速运动速运动,根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得联立联立联立联立两式解出两式解出两式解出两式解出位移位移位移位移4s4s末速度末速度末速度末速度撤去外力后:撤去外力后:撤去外力后:撤去外力后:物体以物体以物体以物体以v=24.4m/sv=24.4m/s的初速度做匀减速运动直至停止的初速度做
32、匀减速运动直至停止的初速度做匀减速运动直至停止的初速度做匀减速运动直至停止根据根据根据根据故物体的总位移故物体的总位移故物体的总位移故物体的总位移加速度加速度加速度加速度归纳与发散:归纳与发散:本题的关键是要分析清楚在反应时间内汽车作匀速直线运动,有些考生认为汽车一直作匀减速运动直至静止,显然对物体的运动过程没有分析清楚对于运动分析,一般可以画出大概的 图象,如图3-8所示,图象下面所围出的“面积“表示汽车的位移大小在应用牛顿第二定律计算物体的加速度时,通常只计算加速度的大小,代入位移公式中时,必须考虑加速度的正负值专题二已知运动情况求力专题二已知运动情况求力根据物体的运动,由运动学公式可以求
33、出加速度,再根据牛顿根据物体的运动,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿根据物体的运动,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿根据物体的运动,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知的力,或与力第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知的力,或与力第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知的力,或与力第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知的力,或与力相关的某些物理量,如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量,如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量,如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量,如动摩擦因数、劲度系数、力的
34、方向等根据物体的运动情况求解物体的受力情况的一般步骤根据物体的运动情况求解物体的受力情况的一般步骤确定研究对象,分析研究对象的运动过程,多过程的要画确定研究对象,分析研究对象的运动过程,多过程的要画确定研究对象,分析研究对象的运动过程,多过程的要画确定研究对象,分析研究对象的运动过程,多过程的要画出运动草图出运动草图出运动草图出运动草图由运动学公式列方程,求出加速度由运动学公式列方程,求出加速度由运动学公式列方程,求出加速度由运动学公式列方程,求出加速度对研究对象进行受力分析,画出受力图,根据牛顿第二定对研究对象进行受力分析,画出受力图,根据牛顿第二定对研究对象进行受力分析,画出受力图,根据牛
35、顿第二定对研究对象进行受力分析,画出受力图,根据牛顿第二定律列方程求解律列方程求解律列方程求解律列方程求解必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例例例1.1.物体由物体由物体由物体由16m16m高处从静止开始下落,落至地面共高处从静止开始下落,落至地面共高处从静止开始下落,落至地面共高处从静止开始下落,落至地面共用时间用时间用时间用时间2s2s,若空气阻力大小恒定,则空气阻力是重,若空气阻力大小恒定,则空气阻力是重,若空气阻力大小恒定,则空气阻力是重,若空气阻力大小恒定,则空气阻力是重力的多少倍?(力的多少倍?(力的多少倍?(力的多少倍?(g g取取
36、取取10m/s10m/s2 2)mgfa解:物体做初速度为零的匀加速运动解:物体做初速度为零的匀加速运动解:物体做初速度为零的匀加速运动解:物体做初速度为零的匀加速运动根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律加速度是联系力和运动的桥梁发散思维:若空气阻力与物体的速度成正比,求最大速度例例例例2.2.蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空中动中动中动中动 作的运动项目。一个质量为作的运动项目。一个质量为作
37、的运动项目。一个质量为作的运动项目。一个质量为60kg60kg的运动员,从离水平网面的运动员,从离水平网面的运动员,从离水平网面的运动员,从离水平网面3.2m3.2m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m5.0m高高高高处。已知运动员与网接触的时间为处。已知运动员与网接触的时间为处。已知运动员与网接触的时间为处。已知运动员与网接触的时间为1.2s1.2s,若把在这段时间内网对,若把在这段时间内网对,若把在这段时间内网对,若把在这段时间内网对运
38、动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g g取取取取10m/s10m/s2 2 )解:运动员与弹性网接触前的速度大小解:运动员与弹性网接触前的速度大小解:运动员与弹性网接触前的速度大小解:运动员与弹性网接触前的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小规定竖直向上为正方向,运动员的加速度规定竖直向上为正方向,运动员的加速度规定竖直向上为正方向,运动员的加速度规定竖直向上为正方
39、向,运动员的加速度Famg根据根据根据根据求出弹性网对运动员的作用力求出弹性网对运动员的作用力求出弹性网对运动员的作用力求出弹性网对运动员的作用力牛顿第二定律和匀变速直线运动的运动学公式都是矢量方程物体在共线力作用下做直线运动时,建立符号规则,化矢量运算为代数运算例例例例3.3.如图是电梯上升的如图是电梯上升的如图是电梯上升的如图是电梯上升的vtvt图线,图线,图线,图线,若电梯质量为若电梯质量为若电梯质量为若电梯质量为100kg100kg,则承受电梯,则承受电梯,则承受电梯,则承受电梯的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在0 02s2s、2 26s6s、6
40、69s9s之间分别为多大?之间分别为多大?之间分别为多大?之间分别为多大?t/sv(m/s)246o246810解:在解:在解:在解:在0 02s2s内,电梯匀加速上升,其加速度内,电梯匀加速上升,其加速度内,电梯匀加速上升,其加速度内,电梯匀加速上升,其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力在在在在2 26s6s内,电梯匀速上升,钢绳拉力内,电梯匀速上升,钢绳拉力内,电梯匀速上升,钢绳拉力内,电梯匀速上升,钢绳拉力在在在在6 69s9s内,电梯匀减速上升,其加速度内,电梯匀减速上升,其加速
41、度内,电梯匀减速上升,其加速度内,电梯匀减速上升,其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力根据vt图像确定物体的运动性质,由图像斜率求出物体的加速度,然后根据牛顿第二定律求力的情况答答答答:mgmg,竖直向上;,竖直向上;,竖直向上;,竖直向上;与竖直方向夹角与竖直方向夹角与竖直方向夹角与竖直方向夹角例例例例4.4.如图所示,小车上固定着一根弯成如图所示,小车上固定着一根弯成如图所示,小车上固定着一根弯成如图所示,小车上固定着一根弯成 角的轻杆,杆的另一端固定一个质量为角的轻杆,杆的另一端固
42、定一个质量为角的轻杆,杆的另一端固定一个质量为角的轻杆,杆的另一端固定一个质量为mm的小球,试分析下列情况下杆对球的的小球,试分析下列情况下杆对球的的小球,试分析下列情况下杆对球的的小球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:弹力的大小和方向:弹力的大小和方向:弹力的大小和方向:小车静止;小车静止;小车静止;小车静止;小小小小车以加速度车以加速度车以加速度车以加速度a a水平向右加速运动水平向右加速运动水平向右加速运动水平向右加速运动.a方向F合方向确定确定确定确定mgmaN*例例例例5.5.如图示,倾斜索道与水平方向夹角为如图示,倾斜索道与水平方向夹角为如图示,倾斜索道与水平方向夹角为如
43、图示,倾斜索道与水平方向夹角为,已,已,已,已知知知知tan=3/4tan=3/4,当载人车厢匀加速向上运动时,人,当载人车厢匀加速向上运动时,人,当载人车厢匀加速向上运动时,人,当载人车厢匀加速向上运动时,人对厢底的压力为体重的对厢底的压力为体重的对厢底的压力为体重的对厢底的压力为体重的1.251.25倍,这时人与车厢相倍,这时人与车厢相倍,这时人与车厢相倍,这时人与车厢相对静止,则车厢对人的摩擦力是体重的对静止,则车厢对人的摩擦力是体重的对静止,则车厢对人的摩擦力是体重的对静止,则车厢对人的摩擦力是体重的 A.1/3A.1/3倍倍倍倍 B.4/3B.4/3倍倍倍倍C.5/4C.5/4倍倍倍
44、倍 D.1/4D.1/4倍倍倍倍解:将加速度分解如图示解:将加速度分解如图示解:将加速度分解如图示解:将加速度分解如图示aaxay对人进行受力分析对人进行受力分析对人进行受力分析对人进行受力分析AamgNf根据题意根据题意根据题意根据题意例例例例6.6.一倾角为一倾角为一倾角为一倾角为30300 0的斜面上放一木块,木块上固定一支的斜面上放一木块,木块上固定一支的斜面上放一木块,木块上固定一支的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,架,支架末端用丝线悬挂
45、一小球,木块在斜面上下滑时,小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向 与斜面方向垂直与斜面方向垂直与斜面方向垂直与斜面方向垂直 沿水平方向沿水平方向沿水平方向沿水平方向时滑块下滑的加速度时滑块下滑的加速度时滑块下滑的加速度时滑块下滑的加速度和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。解:解:解:解:细线沿竖直方向时细线沿竖直方向时细线沿竖直方向时细线沿竖直方向时mgT1aaxay细线与斜面方向垂直时细线与斜面方向垂直时细线与
46、斜面方向垂直时细线与斜面方向垂直时amgT2300F合合mgT3F合合300细线与斜面方向平行时细线与斜面方向平行时细线与斜面方向平行时细线与斜面方向平行时a例例例例7.7.在如图所示的升降机中,物体在如图所示的升降机中,物体在如图所示的升降机中,物体在如图所示的升降机中,物体mm静止于固定的斜静止于固定的斜静止于固定的斜静止于固定的斜面上,当升降机加速上升时,与原来相比面上,当升降机加速上升时,与原来相比面上,当升降机加速上升时,与原来相比面上,当升降机加速上升时,与原来相比A.A.物体受到斜面的支持力增加物体受到斜面的支持力增加物体受到斜面的支持力增加物体受到斜面的支持力增加 B.B.物体
47、受到的合力增加物体受到的合力增加物体受到的合力增加物体受到的合力增加 C.C.物体受到的重力增加物体受到的重力增加物体受到的重力增加物体受到的重力增加 D.D.物体受到的摩擦力增加物体受到的摩擦力增加物体受到的摩擦力增加物体受到的摩擦力增加aA B Df famgmgN N作图法是解决动态分作图法是解决动态分析问题的有效方法析问题的有效方法AB*例例例例8.8.如图所示,质量为如图所示,质量为如图所示,质量为如图所示,质量为mm的光滑小球的光滑小球的光滑小球的光滑小球A A放在盒子放在盒子放在盒子放在盒子B B内,然后将容器放在倾角为内,然后将容器放在倾角为内,然后将容器放在倾角为内,然后将容
48、器放在倾角为 的斜面上,在以下几的斜面上,在以下几的斜面上,在以下几的斜面上,在以下几种情况下,小球对容器种情况下,小球对容器种情况下,小球对容器种情况下,小球对容器B B的侧壁的压力最大的是的侧壁的压力最大的是的侧壁的压力最大的是的侧壁的压力最大的是 A A小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起静止在斜面上;一起静止在斜面上;一起静止在斜面上;一起静止在斜面上;B B小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起匀速下滑;一起匀速下滑;一起匀速下滑;一起匀速下滑;C C小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起以加速度一起以加速度一起以加速度一起以加
49、速度a a加速上滑;加速上滑;加速上滑;加速上滑;D D小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起以加速度一起以加速度一起以加速度一起以加速度a a减速下滑减速下滑减速下滑减速下滑.C DABF FN Nmgmg N N1 1解解解解:(A)(B)A)(B)小球与容器一起处于平衡状态小球与容器一起处于平衡状态小球与容器一起处于平衡状态小球与容器一起处于平衡状态(C)(D)C)(D)小球与容器的加速度大小均为小球与容器的加速度大小均为小球与容器的加速度大小均为小球与容器的加速度大小均为a a,方,方,方,方向均沿斜面向上向均沿斜面向上向均沿斜面向上向均沿斜面向上a例例例例9.9.质
50、量为质量为质量为质量为mm的物体放在倾角为的物体放在倾角为的物体放在倾角为的物体放在倾角为 的斜面上,物体和斜的斜面上,物体和斜的斜面上,物体和斜的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为,如果沿水平方向加一个力,如果沿水平方向加一个力,如果沿水平方向加一个力,如果沿水平方向加一个力F F,使物体沿斜面向上以加速度使物体沿斜面向上以加速度使物体沿斜面向上以加速度使物体沿斜面向上以加速度a a做匀加速直线运动,求力做匀加速直线运动,求力做匀加速直线运动,求力做匀加速直线运动,求力F F多大?多大?多大?多大?N Nf f vmgmgaFF解:根据牛
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