20xx滬科版高中物理必修一第5章牛頓運動定律的案例分析word學案-資料下載頁
2024-12-09 02:38本頁面
【導讀】[學習目標定位].→求得s、v0、vt、t.畫出物體的受力圖，并求出物體的加速度；物體在拉力作用下5s末的速度大?。焕?民用航空客機的機艙除通常的艙門外還設有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機著陸后，氣囊和下滑乘客間的動摩擦因數(shù)不得超過多少？解析由題意可知，h＝m，L＝m，t＝s.設斜面傾角為θ，則sinθ＝hL.乘客沿氣囊下滑過程中，由L＝12at2得a＝2Lt2，代入數(shù)據(jù)得a＝m/s2.在乘客下滑過程中，對乘客受力分析如圖所示，沿x軸方向有mgsinθ－f＝ma，μ＝gsinθ－agcosθ≈.彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.析，列方程求解．其優(yōu)點在于將系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為研究對象所受的外力，很多動力學問題中，是先分析合力列牛頓第二定律方程，還是先分析運動情況列運動學方程，1．一個滑雪運動員從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角θ＝30°，
【正文】 斜面上，如圖 1所示，滑塊 A、 B 質(zhì) 量分別為 M、 m， A與斜面間的動摩擦因數(shù)為 μ 1， B與 A之間的動摩擦因數(shù)為 μ 2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊 B受到的摩擦力 ( ) 圖 1 A．等于零 B．方向沿斜面向上 C．大小等于 μ 1mgcos θ D．大小等于 μ 2mgcos θ 答案 BC 解析 把 A、 B兩滑塊作為一個整體，設其下滑加速度為 a，由牛頓第二定律得 (M＋ m)gsin θ－ μ 1(M＋ m)gcos θ ＝ (M＋ m)a，得 a＝ g(sin θ － μ 1cos θ )，所以 agsin θ ，故 B 隨 A一起下滑過程中，必受到 A對它沿斜面向上的摩擦力，設摩擦力為 f(如圖所示 )．由牛頓第二定律得 mgsin θ － f＝ ma，得 f＝ mgsin θ － ma＝ mgsin θ － mg(sin θ － μ 1cos θ )＝μ 1mgcos θ . M 放在光滑水平桌面上，桌面一端附有輕質(zhì)光滑定滑輪，如圖 2甲所示，若用一根跨過滑輪的輕繩系住 M，另一端掛一質(zhì)量為 m的物體， M 的加速度為 a1；如圖乙所示，若另一端改為施加一豎直向下、大小為 F＝ mg的恒力， M的加速度為 a2，則 ( ) 圖 2 A． a1a2 B． a1＝ a2 C． a1a2 D．無法確定 答案 C 解析 對 M和 m組成的整體，由牛頓第 二定律有 mg＝ (M＋ m)a1， a1＝ mgM＋ m，另一端改為施加一豎直向下的恒力時， F＝ mg＝ Ma2， a2＝ mgM ，所以 a1a2， C正確． 題組四 綜合應用 ，可是在宇宙空間怎樣測量物體的質(zhì)量呢？如圖 3 所示是采用動力學方法測量空間站質(zhì)量的原理圖．若已知 “ 雙子星號 ” 宇宙飛船的質(zhì)量為 3 200 kg，其尾部推進器提供的平均推力為 900 N，在飛船與空間站對接后，推進器工作 8 s測出飛船和空間站速度變化是 m/： 圖 3 (1)空間站的質(zhì)量為多大？ (2)在 8 s內(nèi)飛船對空間站的作用力為多大？ 答案 (1)4 000 kg (2)500 N 解析 (1)飛船和空間站的加速度 a＝ Δ vΔ t＝ m/s2，以空間站和飛船整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有 F＝ Ma，得 M＝ Fa＝ 7 200 kg. 故空間站的質(zhì)量 m＝ 7 200 kg－ 3 200 kg＝ 4 000 kg. (2)以空間站為研究對象，由牛頓第二定律得 F′ ＝ ma＝ 500 N 13． ABS系統(tǒng)是一種能防止車輪被抱死而導致車身失去控制的安全裝置，全稱防抱死剎車系統(tǒng)．它既能保持足夠的制動力，又能維持車輪緩慢轉(zhuǎn)動，已經(jīng)廣泛應用于各類汽車上．有一汽車沒有安裝 ABS系統(tǒng)，急剎車后，車輪抱死，在路面上滑動． (1)若車輪與干燥路面間的動摩擦因數(shù)是 ，汽車以 14 m/s的速度行駛，急剎車后，滑行多遠才停下？ (2)若車輪與濕滑路面間的動摩擦因數(shù)為 ，汽車急剎車后的滑行距離不超過 18 m，剎車前的最大速度是多少？ (取 g＝ 10 m/s2) 答案 (1)14 m (2)6 m/s 解析 (1)汽車加速度 a1＝－ μ 1mgm ＝－ μ 1g＝－ 7 m/s2 由 0－ v 201 ＝ 2a1s1得 s1＝ 0－ v 2012a1 ＝－ 142－ m＝ 14 m (2)汽車加速度 a2＝－ μ 2mgm ＝－ μ 2g＝－ 1 m/s2 根據(jù) 0－ v 202 ＝ 2a2s2得 v02＝ － 2a2s2＝ － － m/s＝ 6 m/s.
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