人教版必修一46用牛頓定律解決問題(一)8-資料下載頁
2024-12-09 10:03本頁面
【導(dǎo)讀】確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，也可以從物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。本課便涉及這兩類應(yīng)。用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的一般問題。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度和位移。上，利用牛頓第二定律列方程求力。在牛頓第二定律公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式（勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式v=v0+at,x=v0t+21at2,v2－v02=2ax等）中，均包含有一個(gè)共同的物理量——加速度a。和力問題的基本思路，正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析則是解決問題的關(guān)鍵。牛頓第二定律F=ma，實(shí)際上是揭示了力、加速度和質(zhì)量三個(gè)不同物理量之間的關(guān)系。以利用平行四邊形定則或正交分解法。⑤利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，也是整個(gè)經(jīng)典物理理論的基礎(chǔ)。對(duì)象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱為整體法。整體法能減少和避開非待求量，的物理量將發(fā)生突變，此狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)
【正文】 時(shí)，常常運(yùn)用隔離法分析求解。 本題第（ 2）小題也可采用整體法分析：圓環(huán)和箱子組成的系統(tǒng)受重力 (M+m)g和地面的支持力 FN的作用。因?yàn)閳A環(huán)向下的加速度 a應(yīng)由系統(tǒng)的合外力提供，故有 (M+m)g－ FN=ma， 解得 FN=(M+m)g－ ma。 由牛頓第三定律可得，箱子對(duì)地面的壓力 FN’ = FN=(M+m)g－ ma。 本題第（ 4）小題在求得環(huán)沿桿上滑做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小后，也可采用整體法分析，請(qǐng)自行解答。 例 6 一個(gè)行星探測(cè)器從所探測(cè)的行星表面豎直升空，探測(cè)器的質(zhì)量為 1500 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)推力恒定 .發(fā)射升空后 9 s末，發(fā)動(dòng)機(jī)突然間發(fā)生故障而關(guān)閉。圖 4— 40是從探測(cè)器發(fā)射到落回地面全過程的速度圖象。已知該行星表面沒有大氣，不考慮探測(cè)器總質(zhì)量的變化，求： [來源 :] (1) 探測(cè)器在行星表面上升達(dá)到的最大高度 H； (2) 該行星表面附近的重力加速度 g； (3) 發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的推力 F。 提示 題給速度圖象中， B 點(diǎn)時(shí)刻是速度正負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，故 B 點(diǎn)時(shí)刻探測(cè)器升至最大高度； A 點(diǎn)時(shí)刻是加速度正負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，故 A 點(diǎn)時(shí)刻是發(fā)動(dòng)機(jī)剛關(guān)閉的時(shí)刻。 [來源 :學(xué) 科 網(wǎng) ] 解析 (1) 0～ 25s 內(nèi)探測(cè)器一直處于上升階段，上升的最大高度在數(shù)值上等于△ OAB的面積，即 H=21 25 64 m=800 m。 (2) 9 s 末發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，此后探測(cè)器只受重力作用，故在這一階段的加速度即為該行星表面的重力加速度，由圖象得 g= tv?? =1664 m/s2=4 m/s2， (3) 由圖象知探測(cè)器加速上升階段探測(cè)器的加速度為 a=964 m/s2， [來源 :學(xué)科網(wǎng) ZXXK] 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，得 F－ mg=ma， 所以發(fā)動(dòng)機(jī)正常 工作時(shí)的推力 F=m(g+a)= 104 N。 點(diǎn)悟 本題是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解的圖象類問題，仍屬于已知運(yùn)動(dòng)求力的問題，只是將物體的運(yùn)動(dòng)情況由圖象反映出來。此類問題求解的關(guān)鍵是，要根據(jù)圖象的特點(diǎn)，挖掘圖象中的隱含條件，把圖象與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)起來進(jìn)行研究。 課本習(xí)題解讀 [ ] 1. 根據(jù)平行四邊形定則可得物體所受的合力 圖 4— 40 2350230c os2 0 ???? FF合N=50 3 N≈ ， 由牛頓第二定 律物體的加速度可得物體的加速度為 ?? mFa 合m/s2= m/s2。 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式可得 3s末物體的速度 v=at= 3m/s≈ 130m/s， 3s末物體發(fā)生的位移 22 2121 ???? atxm≈ 195m。 2. 電車的加速度為 101500 ???? t vva m/s2=－ m/s2， 電車所受阻力為 F=ma= 103 (－ )N=－ 103 N， 負(fù) 號(hào)表示阻力方向與初速度方向相反。 3. 對(duì)人運(yùn)用牛頓第二定律，有 mgsinθ － F=ma， 故人在氣囊上下滑的加速度 60 i n ??????mFmga ? m/s2= m/s2。 從 而，人滑至氣囊底端時(shí)的速度為 ???? axv m/s≈ m/s。 4. 卡車急剎車時(shí)的加速度大小為 ????? gmmgmFa ?? m/s2=7 m/s2， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ???? axv m/s≈ m/s≈ ＞ 30 km/h， 所以該車超速。 [來源 :學(xué)?？?。網(wǎng) ]
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