【正文】 摩擦力f和拉力F作用。1=W2=W3，豎直上拋一物體，到達最高點又落回原處，若過程中阻力不變，則（），受到位于同一平面內(nèi)的共點力FFFF4的作用，并處于平衡狀態(tài)，當其中F2變?yōu)镕2＋DF，且方向不變時，則（） ，升降機靜止時彈簧伸長8cm，運動時彈簧伸長4cm，則升降機運動狀態(tài)可能是（）=1m/s2，加速下降=1m/s2，加速上升=，減速上升=，加速下降、乙兩個物體，下列說法正確 的是（）、乙兩物體的速度相同時，它們所受的合外力一定相等，它們的動量改變得快慢相同、乙兩物體的加速度相同時，它們所受的合外力一定相等、乙兩物體的位移相等時，它們所受的合外力一定相等 =5m/s的速度勻速上升的氣球，吊籃連同重物的質(zhì)量為10kg，在500m的高空，從吊籃中落下一重物為2kg，經(jīng)過10S鐘，氣球離開地面高度為多少？（g取10m/s2）[參考答案] 1.(1)C(2)A C D D D C 第五篇：牛頓運動定律的簡單應(yīng)用典型例題牛頓運動定律的簡單應(yīng)用典型例題【例1】一物體放在光滑水平面上，初速為零，先對物體施加一向東的恒力F，歷時1s；隨即把此力改為向西，大小不變，歷時1s；接著又把此力改為向東，大小不變．歷時1s；如此反復(fù)，只改變力的方向，共歷時1min，在此1min內(nèi) [ ] A．物體時而向東運動，時而向西運動，在1min末靜止于初始位置之東 B．物體時而向東運動，時而向西運動，在1min末靜止于初始位置 C．物體時而向東運動，時而向西運動，在1min末繼續(xù)向東運動 D．物體一直向東運動，從不向西運動，在1min末靜止于初始位置之東 【分析】物體在第1s內(nèi)受恒力作用向東作勻加速運動．在第2s內(nèi)，受力向西，加速度方向向西，但速度方向仍向東，物體作向東的勻減速運動．由于力的大小不變，前、后兩秒內(nèi)物體的加速度大小不變，僅方向相反，所以至第2s末，物體向東運動的速度恰減為零，且第2s內(nèi)的位移與第1s內(nèi)的位移相同． 以后，力的方向又改為向東、繼而向西??如此往復(fù)，物體則相應(yīng)地向東作勻加速運動、繼而向東作勻減速運動，??在1min內(nèi)物體一直向東運動，至1min末恰靜止． 【答】 D．【說明】 物體運動的加速度方向必與受力方向相同，但不一定與速度方向相同．若以向東方向為速度的正方向，物體運動的vt圖如圖所示，物體依次作著加速度大小相等、加速度方向相反的勻加速運動、勻減速運動，??直到停止．整個1min內(nèi)v＞0，表示物體一直向東運動．【例2】汽車空載時的質(zhì)量是4103kg，它能運載的最大質(zhì)量是3103kg．104N，那么滿載時以同樣加速度前進，需要的牽引力是多少？【分析】由空載時車的質(zhì)量和牽引力算出加速度，然后根據(jù)加速度和滿載時的總質(zhì)量，再由牛頓第二定律算出牽引力．空載時，m1=4103kg，F(xiàn)1=104N，由牛頓第二定律得加速度： 滿載時，總質(zhì)量為m1+m2=7103kg，同理由牛頓第二定律得牽引力：F2=（m1+m2）a=7103=104N【說明】根據(jù)牛頓第二定律F = ma可知，當加速度a相同時，物體所受的合外力與其質(zhì)量成正比．因此可以不必先算出加速度的大小，直接由比例關(guān)系求解．即由直接得【例3】如圖1所示，一根質(zhì)量為m，長為L的均勻長木料受水平拉力F作用后在粗糙水平面上加速向右運動．在離拉力作用點x處作一斷面，在這一斷面處，左右兩部分木料之間的相互作用力為多少？【分析】 取整個木料和斷面左端（或右端）為研究對象，由于它們的加速度相同，可根據(jù)它們所受合外力與質(zhì)量成正比的關(guān)系得解．【解】 設(shè)整個木料所受的摩擦力為f，斷面兩側(cè)的相互作用力為T，作用在斷面左端部分的摩擦力為整個木料和斷面左側(cè)水平方向的受力情況如圖2所示．根據(jù)加速度相同時力與質(zhì)量的比例關(guān)系可知【說明】本題由于利用了F∝m的關(guān)系，可以不必計算加速度，十分簡捷．由解得結(jié)果可知，截面位置取得離拉力處越遠，截面兩側(cè)的相互作用力越小，當x = L時，T=0，這是顯然的結(jié)果．如果木料受到水平推力作用，情況怎樣？有興趣的同學(xué)可自行研究．【例4】物體從某一高度自由落下，落在直立于地面的輕彈簧上，如圖1所示．在A點物體開始與彈簧接觸．到B點時，物體速度為零，然后被彈回，則以下說法正確的是 [ ]A．物體從A下降和到B的過程中，速率不斷變小 B．物體從B上升到A的過程中，速率不斷變大C．物體從A下降到B，以及從B上升到A的速程中，速率都是先增大，后減小D．物體在B點時，所受合力為零【分析】本題考察a與F合的對應(yīng)關(guān)系，彈簧這種特殊模型的變化特點，以及由物體的受力情況判斷物體的運動性質(zhì)．對物體運動過程及狀態(tài)分析清楚，同時對物體正確的受力分析，是解決本題思路所在． 【解】找出AB之間的C位置，此時F合=0 則（1）從A→C．由mg＞kx1，（2）在C位量mg = kxc，a=0，物體速度達最大（如圖2乙）（3）從C→B，由于mg＜kx2，同理，當物體從B→A時，可以分析B→C做加速度越來越小的變加速直線運動；從C→A做加速度越來越大的減速直線運動．【說明】由物體的受力情況判斷物體的運動性質(zhì)，是牛頓第二定律應(yīng)用的重要部分，也是解綜合問題的基礎(chǔ)．彈簧這種能使物體受力連續(xù)變化的模型，在物理問題（特別是定性判斷）中經(jīng)常應(yīng)用．其應(yīng)用特點是：找好初末兩態(tài)，明確變化過程．【例5】圖中A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點．當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為 [ ]A．F = Mg B．Mg＜F＜（M＋m）g C．F=（M + m）g D．F＞（M + m）g【分析】以鐵片為研究對象，它被吸引上升過程中受到電磁鐵對它的吸引力Q（變力）、重力mg．在每一時刻Qmg = ma，即Q＞mg．根據(jù)牛頓第三定律，鐵片也對電磁鐵A（包括支架C）施加向下的吸引力，其大小Q′=Q．以A和C為研究對象，它受到細線向上拉力F、A′和C的重力Mg、鐵片吸引力Q′．由力平衡條件知F = Mg + Q′ = Mg + Q，∴F＞（M + m）g．【答】 D．【說明】必須注意，鐵片能吸引上升是一個加速過程，因此，Q＞mg．同時，不要疏忽鐵片對磁鐵的吸引力．【例6】如圖1所示，一只質(zhì)量為m的貓抓住用繩吊在天花板上的一根質(zhì)量為M的垂直桿子．當懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高度不變．則桿下降的加速度為 [ ]【分析】 設(shè)貓急速上爬時對桿的作用力為f，方向向下，則桿對貓的作用力的大小也為f，方向向上，繩斷裂后，貓和桿的受力情況如圖2所示由于貓急速上爬，保持對地面的高度不變，意味著在這個過程中，貓對地?zé)o加速度，處于力平衡狀態(tài)，所以f = mg桿僅受兩個豎直向下的力作用，根據(jù)牛頓第二定律，得桿的加速度大小為其方向豎直向下． 答 C．說明 本題反映了牛頓第二定律的相對性，即加速度a必須是地面而言的．如果不理解這一點，本題就難以求解．【例7】如圖1所示，一木塊從h=、長L=，由靜止開始沿著斜面滑至底端．如果木塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=，求（1）木塊運動的加速度；（2）木塊從斜面頂端滑至底端所需的時間．【分析】以木塊為研究對象，它在下滑過程中受到三個力作用：重力mg、斜面支持力N、斜面的滑動摩擦力f（圖2）由于這三個力不在同一直線上，可采用正交分解法，然后根據(jù)牛頓運動定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式可求出運動時間．【解】（1）設(shè)斜面傾角為θ，由受力圖2可知：沿斜面方向由牛頓第二定律得mgsinθf = ma．垂直斜面方向由力平衡條件得Nmgcosθ=0．又由摩擦力與正壓力的關(guān)系得f=μN．聯(lián)立上述三式可解得木塊下滑的加速度為a = g（sinθμcosθ）．式中∴a = g（sinθμcosθ）=（）m／s2=／s2．【說明】 這是屬于已知力求運動的問題，通過加速度建立了力和運動的聯(lián)系．題解中基本上遵循了牛頓第二定律應(yīng)用的步驟。解決功的問題關(guān)鍵是確定力的大小和方向，位移的大小和方向，然后根據(jù)功的定義計算功。解析：WF=F=2=2=80cm/s2。解析：打點計時器每打兩個點所用時間t0=，所以每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=，從O點到第5個計數(shù)點所時間t=。（2）物體以a=g / 2沿斜面向下加速運動，在x方向列牛頓第二定律方程1f－mg=－ma，y方向方程可不列，但在很多題目中列y方向方程也是必要2的。=mg，沿－x方向，23Gy=mgcos30176。4S末的速度υ 4=44=16 m / s。可知C選ttt項正確。重點要求會用機械能解釋一些比較簡單的物理過程。勢能：指彈性勢能和重力勢能。重力做負功，重力勢能增加，重力做多少負功，重力勢增加多少。h是相對零勢能參數(shù)面的高度，物體在“0”勢能面上面h為正，重力勢能為正表示比零重力勢能大。：物體的重力勢能就等于物體所受重力和它的高度的乘積。υm=fυm。若w時間t完成功為W，P=，又稱為在t時間內(nèi)的平均功率，或表示為P=FV。1焦耳=1Nm。時，cosα＜1，力對物體做負功，也可理解為物體克服某力做功。時，cosα＞0，力對物體做正功α=90176。導(dǎo)出單位：加速度：m/s2，力：1牛頓（N）=1kgm/s2等。導(dǎo)出單位：利用基本單位導(dǎo)出的單位，例如：基本單位位移m，時間s，速s度單位：根據(jù)υ=，速度單位為m/s，即為導(dǎo)出單位。作用力和反作用力與二力平衡的區(qū)別：作用力與反作用力作用在兩個物體上不能使物體平衡，二力平衡一定是作用在一個物體上。單一速度為零不叫靜止狀態(tài)，使牛頓第二定律解題時，往往是一個方向運動狀態(tài)不變化，需列平衡方程，另一方向有加速度列第二定律方程，然后聯(lián)立求解。在使用牛頓第二定律時，（1）選擇研究對象，（2）分析物體受力，（3）利用正交分解方法求物體的合力，建立xoy坐標系，根據(jù)解題方便確立x、y方向，（4）列牛頓第二定律方程，∑Fy=may，∑Fx=max（5）解方程。：質(zhì)量是慣性的量度。物體的速度不需要力來維持。慣性：物體有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。習(xí)題訓(xùn)練也加強了口頭表達和實驗操作的訓(xùn)練。如果讓杯子自由下落，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？ 課后反思本節(jié)課遵循循序漸進的教學(xué)原則，從學(xué)生的實際出發(fā)，讓學(xué)生參與實驗，在情感態(tài)度與價值觀方面受到熏陶，發(fā)展對科學(xué)的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生用身邊的物品研究物理學(xué)問題，運用物理原理和研究方法解決實際問題。你能用簡單的實驗證實一下嗎？6．設(shè)計一個實驗方案，用身邊的物品做簡便的實驗，在乘飛機時通過觀察實驗現(xiàn)象，了解飛機是否加速上升階段或加速下降。根據(jù)自己的情況，判斷一下電梯的運動狀態(tài)。一個玩具貓放在模擬升降機上，拉動升降機上升，通過DIS在計算機屏幕上畫出玩具貓對力傳感器的壓力F隨時間t變化的關(guān)系圖象如圖所示。2．小木板上放一塊磁鐵和一塊鐵塊，它們都靜止。請你說說，你們組會選誰呢？為了使示數(shù)最小，你建議他怎么做。（5）橡皮筋拉著礦泉水瓶（四周扎四個小孔）上下振動，觀察噴水的情況。（1）手握橡皮筋，使橡皮筋下端的球振動，當你閉上雙眼時，你可以準確說出球上下運動的情況嗎？想好你的判斷根據(jù)，再跟同學(xué)一起做實驗。乘車經(jīng)過拱橋或加速下坡時，乘電梯，玩過山車，蕩“秋千”，蕩“海盜船”有超重和失重的“特殊感覺”。同時達到訓(xùn)練學(xué)生的口頭表達能力和動手實驗?zāi)芰Φ哪康摹＝處熜〗Y(jié)：下蹲過程經(jīng)歷了加速下降與減速下降的過程，這些同學(xué)各自只觀察到了下蹲的末期或初期的體重計的示數(shù)。（1）根據(jù)老師提供的學(xué)習(xí)提綱，學(xué)生閱讀課文。通過DIS演示電梯上升過程，利用傳感器采集數(shù)據(jù)，電腦描繪出支持力F隨時間t變化的圖象。提出討論問題，如何準確讀出測力計示數(shù)變化的范圍？可以做必要的提示，如在測力計指針的上下各放一小團棉花，使指針在移動的時候帶動棉花的移動，這樣棉花就可以記錄測力計示數(shù)變化的范圍。老師指導(dǎo)學(xué)生觀察：下蹲的初期、末期，讀數(shù)比