20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：32-牛頓第二定律的基本應(yīng)用-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 下加速或向上減速時，失重。〔變式訓(xùn)練2〕某人在地面上最多可舉起50 kg的物體，當(dāng)他在豎直向上運(yùn)動的電梯中最多舉起了60 kg的物體時，電梯加速度的大小和方向?yàn)?g＝10 m/s2)( D )A．2 m/s2 豎直向上 B． m/s2 豎直向上C．2 m/s2 豎直向下 D． m/s2 豎直向下[解析] 由題意可知，在地面上，人的最大舉力為Fmax＝mg＝500 N，在電梯中人能舉起60 kg物體，物體一定處于失重狀態(tài)，對60 kg的物體：m′g－Fmax＝m′a，即a＝m/s2＝m/s2，所以選項(xiàng)D正確?？键c(diǎn)三 動力學(xué)兩類基本問題動力學(xué)兩類基本問題的解題思路類型1 已知物體受力情況，分析運(yùn)動情況例3 飛機(jī)在水平跑道上加速滑行時受到機(jī)身重力、豎直向上的機(jī)翼升力、發(fā)動機(jī)推力、空氣阻力、地面支持力和輪胎與地面之間的摩擦力作用。其中機(jī)翼升力與阻力均與飛機(jī)運(yùn)動的速度的二次方成正比，且比例系數(shù)分別為k1和k2，地面的摩擦力與地面支持力成正比。已知飛機(jī)質(zhì)量為m，飛機(jī)在跑道上加速滑行時發(fā)動機(jī)推力為F＝。(1)飛機(jī)剛要起飛時的速度v多大？(2)若飛機(jī)在水平跑道上勻加速滑行，則地面的摩擦力與地面支持力成正比的比例系數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件？(3)若飛機(jī)在水平跑道上從靜止開始勻加速滑行后起飛，跑道的長度至少多大？[解析] (1)根據(jù)題意有飛機(jī)離開跑道時，飛機(jī)的升力與重力平衡，故有mg＝F升＝k1v2解得飛機(jī)起飛時的速度為v＝ 。(2)設(shè)輪胎和地面之間的等效動摩擦因數(shù)為μ，得飛機(jī)水平方向受推力F、地面摩擦力F地阻和空氣阻力F空阻作用，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，合力使飛機(jī)產(chǎn)生加速度有F－k2v2－μ(mg－k1v2)＝ma要使飛機(jī)做勻加速運(yùn)動，故可知μk1v2－k2v2＝0即滿足μ＝。(3)勻加速運(yùn)動的加速度為a＝＝g起飛的條件為F支＝0，即k1v2＝mg由勻加速運(yùn)動關(guān)系式為v2－v＝2ax得x＝＝。[答案] (1) (2)μ＝ (3)名師點(diǎn)撥 解決動力學(xué)兩類基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵 (1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析；(2)兩個橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁；速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁。類型2 已知物體運(yùn)動情況，分析受力情況例4 如圖所示，質(zhì)量M＝10 kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，木楔與地面的動摩擦因數(shù)μ＝。在木楔的傾角θ為37176。的斜面上，有一質(zhì)量m＝ kg的物塊由靜止開始從A點(diǎn)沿斜面下滑，當(dāng)它在斜面上滑行距離x＝1 m時，其速度v＝2 m/s，在這過程中木楔沒有動。(sin 37176。＝，cos 37176。＝，重力加速度g＝10 m/s2)求：(1)物塊與木楔間的動摩擦因數(shù)μ1；(2)地面對木楔的摩擦力大小與方向。[解析] (1)由v2＝2ax，得a＝2 m/s2對物塊由牛頓第二定律有mgsin θ－μ1mgcos θ＝ma，得μ1＝。(2)以物塊和木楔ABC整體為研究對象，作出受力圖如圖。(m＋M)g－N＝may，f＝max，ax＝acos θ，ay＝asin θ，解得N＝ N，f＝ N，方向水平向左。[答案] (1) (2) N，方向水平向左〔變式訓(xùn)練3〕如圖所示，足夠長的斜面傾角θ＝37176。，一個物體以v0＝12 m/s的初速度從斜面上A點(diǎn)處沿斜面向上運(yùn)動，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝。已知重力加速度g取10 m/s2，sin 37176。＝，cos 37176。＝。求：(1)物體沿斜面上滑時的加速度大小a1；(2)物體沿斜面上滑的最大距離x；(3)物體沿斜面到達(dá)最高點(diǎn)后返回時的加速度大小a2；(4)物體從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)運(yùn)動的總時間t。[答案] (1)8 m/s2 (2)9 m (3)4 m/s2 (4)s[解析] (1)物體沿斜面向上運(yùn)動，由牛頓第二定律得：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1解得a1＝8 m/s2(2)物體沿斜面上滑，有：v＝2a1x解得x＝9 m(3)物體沿斜面返回時，有：mgsin θ－μmgcos θ＝ma2解得a2＝4 m/s2(4)物體沿斜面向上運(yùn)動時，有v0＝a1t1物體沿斜面向下運(yùn)動時，有x＝a2t則t＝t1＋t2＝s?？键c(diǎn)四 牛頓運(yùn)動定律與圖像結(jié)合問題(1)明確常見圖像的應(yīng)用方法，如下表：v－t圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F－a圖像首先要根
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