20xx粵教版高中物理必修一45牛頓第二定律的應(yīng)用(專業(yè)版)
【正文】 ＝ . 不計(jì)空氣阻力．試求： ( 1) 滑雪者沿斜面上滑的最大距 離． ( 2) 若滑雪者滑行至最高點(diǎn)后掉轉(zhuǎn)方向向下自由滑行，求他滑到起點(diǎn)時(shí)的速度大?。? 解析 (1) 上滑過(guò)程中，對(duì)人進(jìn)行受力分析，如右圖所示，滑雪者受重力 mg 、支持力 FN、摩擦力 f 作用，設(shè)滑雪者的加速度大小為 a1.根據(jù)牛頓第二定律有： mg s in θ ＋ f ＝ ma1， a1方向沿斜面向下． 在垂直于斜面方向有： FN＝ mg c os θ 又摩擦力 f ＝ μFN 由以上各式解得： a1＝ g (sin θ ＋ μ c os θ ) ＝ 8 m /s2 滑雪者沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減為 零時(shí)的位移s ＝v202 a1＝ 4 m ，即滑雪者上滑的最大距離為 4 m . (2) 滑雪者沿斜面下滑時(shí)，對(duì)人受力分析如右圖所示，滑雪者受到斜面的摩擦力沿斜面向上，設(shè)加速度大小為 a2.根據(jù)牛頓第二定律有： mg s in θ － f ＝ ma2， a2方向沿斜面向下． 在垂直于斜面方向有： FN＝ mg c os θ 又摩擦力 f ＝ μFN 由以上各式解得： a2＝ g (sin θ － μ c os θ ) ＝ 4 m /s2 滑雪者沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運(yùn) 動(dòng)，滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的位移大小為 4 m ，此時(shí)滑雪者的速度大小為 v ＝ 2 a2s ＝4 2 m /s. 答案 ( 1) 4 m ( 2) 4 2 m / s 借題發(fā)揮 對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析是解決問(wèn)題的前提，要注意動(dòng)態(tài)分析物體受力的情況，隨速度的變化，物體受力可能發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也將隨之改變． 【變式 1 】 ( 單選 ) A 、 B 兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的質(zhì)量 m A ＞ m B ，兩物體與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離 s A 與 s B 相比為 ( ) ． A ． s A ＝ s B B ． s A ＞ s B C ． s A ＜ s B D ．不能確定 解析 物體的加速度大小 a ＝fm＝μ m gm＝ μg . 由 v2t － v20 ＝ 2( － a ) s 得，物體前進(jìn)的最大距離 s ＝v202 a，故 s A ＝ s B ， A對(duì)． 答案 A
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