牛顿运动定律的应用(一)班级: 姓名:
制卷:田军 审卷:张多升 杨自芹 时间:12.15
一、瞬时性问题
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
例1.图2(a)一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的细线和质量
不计的轻弹簧上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,
L2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的
加速度。
例2.如图光滑水平面上物块A和B以轻弹簧相连接。在水平拉力F
作用下以加速度a作直线运动,设A和B的质量分别为mA和mB,当突然撤去外力F时,A和B的加速度分别为( )
A、0、0 B、a、0
C、、 D、a、
拓展:1.如图质量为m的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加
速度为( )
A.0 B.大小为3g,方向竖直向下
33C.大小为3g,方向垂直于木板向下 D.大小为3g,方向水平右 3
拓展:2.如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的
加速度分别为( )
A.都等于
B.和0
C.和0 D. 0和
二、图像问题
例3.静止在光滑水平面上的物体,同时受到两个水平方向的外力F1与F2,F1、F2的变化如图所示,则关于物体运动状态的说法中正确的是( )
A.速度大小不断增大,方向与F1相同
B.速度的大小先减小后增大,速度方向与F1相同
C.加速度的大小先增大后减小,加速度方向与F1相同
D.加速度的大小先减小后增大,加速度方向与F2相同
例4.有两个光滑固定的斜面AB和BC,A和C两点在同一水平面上,斜面BC比斜面AB长(如图a所示).一个滑块自A点以速度vA上滑,到达B点时速度减小为零,紧接着沿BC滑下.设滑块从A点到C点的总时间是tC,那么下列四个图(图b)中,正确表示滑块速度的大小v随时间t变化的规律的是( )
三、传送带问题
例5.如图,水平传送带两个转动轴轴心相距20m,正在以v=4.0m/s的速度匀速传动,某物块儿(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端(g=10m/s2) ?
拓展:3.上题中,若水平传送带两个转动轴心相距为2.0m,其它条件不变,则将该物体从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物体将到达传送带的右端(g=10m/s2)?
拓展:4.如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的
动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B的长度L=50m,则物
体从A到B需要的时间为多少?
拓展:5.如图所示,传送带与地面成夹角θ=30°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少
牛顿运动定律的应用(二)班级: 姓名:
制卷:田军 审卷:张多升 杨自芹 时间:12.17
四、超重和失重问题
1.视重:所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数.
2.超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象称为超重现象.
3.失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,称为失重现象.
4.完全失重:当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,即视重等于零时,称为完全失重状态
5.对超重和失重现象的理解.
①物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力始终不变,只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,看起来物重好像有所增大或减小.
②发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关,只取决于物体加速度的方向.
③在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸在水中的物体不受浮力等.靠重力才能使用的仪器,也不能再使用,如天平、液体气压计等.
例6.下列关于超重和失重的说法中,正确的是( )
A.物体处于超重状态时,其重力增加了
B.物体处于完全失重状态时,其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时,其质量及受到的重力都没有变化
例7.升降机地板上放一个弹簧秤,盘中放一质量为m的物体,当秤的读数为0.8mg时,升降机的运动可能是( )
A.加速上升 B.加速下降 C.减速上升 D.减速下降
拓展:6.一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中,用电梯把乘有10多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m时开始制动.若某人手托着质量为5 kg的铅球进行这个游戏,问:
(1)当座舱落到离地高度40 m左右的位置时,托着铅球的手感觉如何?
(2)当座舱落到离地高度15 m左右的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?
五、连接体问题
例7. 如图所示,用水平力F拉着三个物体A、B、C在光滑的水平面上一起运动.现在中间物体上另置一小物体,且拉力不变,那么中间物体
两端绳的拉力大小Ta和Tb的变化情况是 ( )
A.Ta增大,Tb减小 B.Ta增大,Tb增大
C.Ta减小,Tb增大 D.Ta减小,Tb减小
例8.如图所示,在光滑的水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体,B的质量是A的2倍,B受到向右恒力FB=2 N,A受到的水平力FA=(9-2t) N(t的单位是s).从t=0开始计时,则( )
A.A物体在3 s末时刻的加速度是初始时刻的5/11
B.t>4 s后,B物体做匀加速直线运动
C.t=4.5 s时,A物体的速度为零
D.t>4.5 s后,A、B的加速度方向相反
拓展7.如图所示,质量分别为m1和m2的A、B两木块叠放在光滑水平面上,A与B的动摩擦因数为μ,若要保持A和B的相对静止,则施于B的水平拉力的最大值为多少?若要保持A和B相对静止,施于A的水平拉力的最大值为多少? (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
六、临界问题
例8.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则( )
A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大
小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ 拓展8.如图所示,两细线与水平车顶夹角分别为60º和30º,物体质量为m,当车以大小为2g的加速度向右匀加速运动时,绳1、2的张力分别为多少?
牛顿运动定律的应用(一)班级: 姓名:
制卷:田军 审卷:张多升 杨自芹 时间:12.15
一、瞬时性问题
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
例1.图2(a)一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的细线和质量
不计的轻弹簧上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,
L2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的
加速度。
例2.如图光滑水平面上物块A和B以轻弹簧相连接。在水平拉力F
作用下以加速度a作直线运动,设A和B的质量分别为mA和mB,当突然撤去外力F时,A和B的加速度分别为( )
A、0、0 B、a、0
C、、 D、a、
拓展:1.如图质量为m的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加
速度为( )
A.0 B.大小为3g,方向竖直向下
33C.大小为3g,方向垂直于木板向下 D.大小为3g,方向水平右 3
拓展:2.如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的
加速度分别为( )
A.都等于
B.和0
C.和0 D. 0和
二、图像问题
例3.静止在光滑水平面上的物体,同时受到两个水平方向的外力F1与F2,F1、F2的变化如图所示,则关于物体运动状态的说法中正确的是( )
A.速度大小不断增大,方向与F1相同
B.速度的大小先减小后增大,速度方向与F1相同
C.加速度的大小先增大后减小,加速度方向与F1相同
D.加速度的大小先减小后增大,加速度方向与F2相同
例4.有两个光滑固定的斜面AB和BC,A和C两点在同一水平面上,斜面BC比斜面AB长(如图a所示).一个滑块自A点以速度vA上滑,到达B点时速度减小为零,紧接着沿BC滑下.设滑块从A点到C点的总时间是tC,那么下列四个图(图b)中,正确表示滑块速度的大小v随时间t变化的规律的是( )
三、传送带问题
例5.如图,水平传送带两个转动轴轴心相距20m,正在以v=4.0m/s的速度匀速传动,某物块儿(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端(g=10m/s2) ?
拓展:3.上题中,若水平传送带两个转动轴心相距为2.0m,其它条件不变,则将该物体从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物体将到达传送带的右端(g=10m/s2)?
拓展:4.如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的
动摩擦因数μ=0.9,已知传送带从A→B的长度L=50m,则物
体从A到B需要的时间为多少?
拓展:5.如图所示,传送带与地面成夹角θ=30°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少
牛顿运动定律的应用(二)班级: 姓名:
制卷:田军 审卷:张多升 杨自芹 时间:12.17
四、超重和失重问题
1.视重:所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数.
2.超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象称为超重现象.
3.失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,称为失重现象.
4.完全失重:当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,即视重等于零时,称为完全失重状态
5.对超重和失重现象的理解.
①物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力始终不变,只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,看起来物重好像有所增大或减小.
②发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关,只取决于物体加速度的方向.
③在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸在水中的物体不受浮力等.靠重力才能使用的仪器,也不能再使用,如天平、液体气压计等.
例6.下列关于超重和失重的说法中,正确的是( )
A.物体处于超重状态时,其重力增加了
B.物体处于完全失重状态时,其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时,其质量及受到的重力都没有变化
例7.升降机地板上放一个弹簧秤,盘中放一质量为m的物体,当秤的读数为0.8mg时,升降机的运动可能是( )
A.加速上升 B.加速下降 C.减速上升 D.减速下降
拓展:6.一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中,用电梯把乘有10多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m时开始制动.若某人手托着质量为5 kg的铅球进行这个游戏,问:
(1)当座舱落到离地高度40 m左右的位置时,托着铅球的手感觉如何?
(2)当座舱落到离地高度15 m左右的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?
五、连接体问题
例7. 如图所示,用水平力F拉着三个物体A、B、C在光滑的水平面上一起运动.现在中间物体上另置一小物体,且拉力不变,那么中间物体
两端绳的拉力大小Ta和Tb的变化情况是 ( )
A.Ta增大,Tb减小 B.Ta增大,Tb增大
C.Ta减小,Tb增大 D.Ta减小,Tb减小
例8.如图所示,在光滑的水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体,B的质量是A的2倍,B受到向右恒力FB=2 N,A受到的水平力FA=(9-2t) N(t的单位是s).从t=0开始计时,则( )
A.A物体在3 s末时刻的加速度是初始时刻的5/11
B.t>4 s后,B物体做匀加速直线运动
C.t=4.5 s时,A物体的速度为零
D.t>4.5 s后,A、B的加速度方向相反
拓展7.如图所示,质量分别为m1和m2的A、B两木块叠放在光滑水平面上,A与B的动摩擦因数为μ,若要保持A和B的相对静止,则施于B的水平拉力的最大值为多少?若要保持A和B相对静止,施于A的水平拉力的最大值为多少? (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
六、临界问题
例8.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则( )
A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大
小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ 拓展8.如图所示,两细线与水平车顶夹角分别为60º和30º,物体质量为m,当车以大小为2g的加速度向右匀加速运动时,绳1、2的张力分别为多少?