首頁/ 汽車/ 正文

12、牛二定律——動力學問題

口訣:動力學很典型,已知力學帶牛二,得出加速再運動,選公式列計算;已知運動先分析,列出公式算加速,受力分析帶牛二,分解合成求出力!實在不行就聯立!!

分析和應用:讀題後根據已知條件,受力情況比較明確的,先受力分析,帶入牛頓第二定律計算加速度,再根據運動條件及問題?選擇運動學公式帶入加速度計算。

若已知物體的運動條件比較多,先透過運動分析,選擇相應的公式,求出加速度,再根據問題和受力分析,已知的力學條件,用牛頓第二定律計算,所求的合力或分力!!分析完實在求不出來的,透過運動和力學方程,聯立求解!

做題套路:

1、確定研究物件: 。

2、確定研究物件狀態: 。(多為非平衡;加速度或合力方向)

3、確定力學和運動學條件: 。

4、座標系:——沿著運動(V)方向建立座標系!

再把不在座標軸上的物體沿座標軸分解——求出分力: 和 。

5、列力學關係式: 。

6、列運動學關係式—再聯立求解: 。

研究物件

受力分析

運動分析

建立座標系?(V方向)

動力學關係式?

1

2

易錯點:

搞不清已知條件——慢下來!——畫出來

過程混亂——畫草圖——標寫資訊——選公式!

例題精講:

1、如圖所示,質量為 的小球穿在固定的直杆上,杆與水平方向成 角,球與杆間的動摩擦因數 。小球在豎直向上的大小為 的拉力 下,從離杆的下端 處由靜止開始向上運動,經過 撤去拉力,取 ,,,求:

12、牛二定律——動力學問題

(1) 小球沿杆上滑的加速度大小;

【答案】

【解析】根據牛頓第二定律:解得小球沿杆上滑的加速度大小:

(2) 小球沿杆上滑的最大距離;

【答案】

【解析】根據運動學規律:,,撤去拉力後,小球繼續向上運動根據牛頓第二定律:聯立以上各式解得小球沿杆上滑的最大距離:

(3) 小球從靜止起滑到杆的下端所需的時間。

【答案】

12、牛二定律——動力學問題

【解析】小球運動到最高點後開始下滑:根據牛頓第二定律:根據運動學規律:聯立解得:,小球從靜止起滑到杆的下端所需的時間:2、滑雪運動是年北京冬季奧運會運動專案之一,受到眾多年輕人的喜愛如圖所示,質量為的滑雪運動員,在傾角為的斜坡頂端,從靜止開始勻加速下滑到達坡底,用時若重力加速度,求運動員:

(1) 下滑過程中的加速度大小;

【答案】

【解析】根據位移時間公式,有解得即運動員下滑過程中的加速度大小為

(2) 到達坡底時的速度大小;

【答案】

【解析】根據速度時間公式即運動員到達坡底時的速度大小為

(3) 下滑過程中所受的合力大小.

【答案】

【解析】根據牛頓第二定律,有即運動員受到的合外力大小為

練習:

1.如圖所示,質量為 的物體在 的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止開始沿斜面運動,斜面固定不動,與水平地面的夾角 ,力 作用 後撤去,物體在斜面上繼續上滑了 後,速度減為零.求:物體與斜面間的動摩擦因數 和這個過程中物體的總位移 。(已知 、)

12、牛二定律——動力學問題

【答案】 ;

【解析】當拉力作用在物體上時受力分析如圖所示,設加速的加速度為 ,末速度為 ,撤去拉力後減速時的加速度大小為

12、牛二定律——動力學問題

則由運動學規律可知:聯立以上各式,代入資料得:物體的總位移 代入資料得 。

2、如圖,質量的物體靜止於水平地面的處,、間距。用大小為,沿水平方向的外力拉此物體,經拉至 處。(,,取)

12、牛二定律——動力學問題

(1) 求物體與地面間的動摩擦因數

【答案】;

【解析】物體做勻速運動,所以,由牛頓第二定律,所以,所以.

(2) 用大小為,與水平方向成的力斜向上拉此物體,使物體從A處由靜止開始運動並能到達B處,求該力作用的最短時間。(答案可帶根號)

【答案】

【解析】設作用的最短時間為,小車先以大小為的加速度勻加速秒,撤去外力後,以大小為的加速度勻減速秒到達B處,速度恰為,由牛頓定律,,由於勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度,因此有,,所以

3.質量為 的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,該下落過程對應的 圖象如圖所示。球與水平地面相碰後離開地面時的速度大小為碰撞前的 。設球受到的空氣阻力大小恆為 ,取 ,求:

12、牛二定律——動力學問題

(1) 彈性球受到的空氣阻力 的大小;

【答案】

【解析】設彈性球第一次下落過程中的加速度大小為 ,由題圖知 根據牛頓第二定律得

(2) 彈性球第一次碰撞後反彈的高度 。

【答案】

【解析】由題圖知彈性球第一次到達地面時的速度大小為 ,設球第一次離開地面時的速度大小為 ,則 第一次離開地面後,設上升過程中球的加速度大小為 ,則 於是,有 解得

4、如圖所示,小木塊從高、傾角為 的固定斜面的頂端由靜止開始沿斜面滑至底端,到達底端時的速度大小為.( 取 )求:

12、牛二定律——動力學問題

(1) 木塊從斜面頂端滑至底端所需的時間;

【答案】

【解析】由題中資訊可知,從頂端到底端的初速度為,末速度,位移。根據知三求二 選取公式,,,。

(2) 小木塊與斜面間的動摩擦因數.

【答案】

【解析】對物體受力分析

12、牛二定律——動力學問題

分解重力,並列式。

5、如圖所示,一質量的小物塊,以的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力作用下,沿斜面向上做勻加速運動,經的時間物塊由點運動到點,之間的距離.已知斜面傾角,物塊與斜面之間的動摩擦因數.重力加速度取.

12、牛二定律——動力學問題

(1) 物塊加速度的大小及到達點時速度的大小.

【答案】,

【解析】由運動學入手求出加速度由運動學公式得,,代入資料計算得出.。

(2) 若此過程中拉力與斜面的夾角也為,求拉力的大小是多少.

【答案】

【解析】根據受力列式

12、牛二定律——動力學問題

由牛頓第二定律得:, ,又,代入資料得的值為。

6、水平射出一顆質量為 的子彈,經測定,子彈在長為 的槍膛內運動,出槍口時的速度達 ,如果子彈在槍膛內的運動看做是勻變速直線運動,射擊時人將槍扛在肩頭,求此時槍對人水平方向的作用力.

【答案】

【解析】直接選人為研究物件,求槍對人的作用力很困難.因此,選子彈為研究物件,子彈在水平方向受到槍身的作用力 使子彈加速,子彈的加速度 可由公式 求出,再根據牛頓第二定律求出 ;根據牛頓第三定律,子彈對槍身的作用力 與 是一對作用力和反作用力;而人受到槍的水平方向作用力與 大不相等,方向相同.由 ,得 根據牛頓第二定律 力 的方向跟子彈前進的方向相同.因此槍對人水平方向的作用力大小為 ,方向與子彈運動方向相反.

相關文章

頂部