牛顿运动定律例题分析1Word格式文档下载.docx

1、D车厢作匀加速直线运动，M静止，N也静止分析 作用在两个摆上的力只有摆的重力和摆线张力当车厢作匀速直线运动时，N摆相对车厢静止或摆动中经过平衡位置的瞬间，此时摆所受重力和摆线张力在同一竖直线上，可以出现如图3-1中所示情景M摆所受重力和摆线张力不在一直线上，不可能静止在图中所示位置，但可以是摆动中达到极端位置（最大偏角的位置）的瞬间A、B正确，C错当车厢作匀加速直线运动，作用在摆球上的重力和摆线张力不再平衡，它们不可能在一直线上，其合力使摆球产生水平方向的加速度所以，M静止在图中位置是可能的，但N也静止不可能，D错答A、B说明 M摆静止在图3-1中情景，要求摆球所受重力和摆线张力的合力F=mg

2、tg=ma，因此车厢的加速度与摆线偏角间必须满足关系（图3-2），即a=gtg例2 电梯地板上有一个质量为200kg的物体，它对地板的压力随时间变化的图像如图3-3所示则电梯从静止开始向上运动，在7s内上升的高度为多少？分析 以物体为研究对象，在运动过程中只可能受到两个力的作用：重力mg=2000N，地板支持力F在t=0-2s内，Fmg，电梯加速上升，t=2-5s内，F=mg，电梯匀速上升，t=5-7s内，Fmg，电梯减速上升解 若以向上的方向为正方向，由上面的分析可知，在t=0-2s内电梯的加速度和上升高度分别为电梯在t=2s时的速度为v=a1t1=52ms=10ms，因此，t=2-5s内电

3、梯匀速上升的高度为h2=vt2=103m=30m电梯在t=5-7s内的加速度为即电梯作匀减速上升，在t=5-7s内上升的高度为所以，电梯在7s内上升的总高度为h=h1+h2+h3=（10+30+10）m=50m例3 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速 v=120kmh，假设前方车辆突然停下，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t=0.50s刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍，该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？取 g=10ms2分析 后车在司机的反应时间前、后看作两种不同的运动，这两种运动的位移之和

4、即为两车距离的最小值解 在司机的反应时间内，后车作匀速运动其位移为s1=vt刹车后，在阻力f作用下匀减速滑行，其加速度大小为汽车在刹车滑行过程中的位移为所以，高速公路上两车间距至少应为160m例4 在升降机地面上固定着一个倾角=30的光滑斜面，用一条平行于斜面的细绳拴住一个质量m=2kg的小球（图3-4）当升降机以加速度a=2ms2竖直向上匀加速运动时，绳子对球的拉力和小球对斜面的压力分别为多少？（取g=10ms2）分析 以小球为研究对象，它随升降机向上加速运动过程中受到三个力作用：重力mg、绳子拉力T、斜面支持力N由于这三个力不在一直线上，可采用正交分解法，然后列出牛顿第二定律方程，即可求解

5、解 根据小球的受力情况（图3-5），把各个力分解到竖直、水平两方向在竖直方向上（取向上为正方向），根据牛顿第二定律得Tsin+Ncos-mg=ma （1）在水平方向上（取向右为正方向），根据力平衡条件得Tcos-Nsin=0 （2）将式（1）乘以sin，式（2）乘以cos，两式相加得绳子对球的拉力为将式（1）乘以cos，式（2）乘以sin，两式相减得斜面对球的支持力为根据牛顿第三定律，球对斜面的压力N=-N=-20.8N，式中“-”号表示N与N方向相反，即垂直斜面向下说明 本题是已知运动求力，解题中非常全面地体现了应用牛顿第二定律的解题步骤，需注意体会需要注意的是，题中求出的N是斜面对球的支持

6、力，还必须用牛顿第三定律，得出球对斜面的压力例5 如图3-6所示，传送带与水平面夹角为=37，以速度v=10ms匀速运行着现在传送带的A端轻轻放上一个小物体（可视为质点），已知小物体与传送带之间的摩擦因数=0.5，A、B间距离s=16m，则当皮带轮处于下列两情况时，小物体从A端运动到B端的时间分别为多少？（1）轮子顺时针方向转动；（2）轮子逆时针方向转动已知sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10ms2分析 小物体从A到B的运动过程中，受到三个力作用：重力mg、皮带支持力N、皮带摩擦力f由于摩擦力的方向始终与物体相对运动的方向相反，因此当轮子按不同方向转动时或小物体与皮带的相对运动方

7、向变化时，摩擦力方向都会不同当判断清楚小物体的受力情况后，根据牛顿第二定律结合运动学公式即可求解解 （1）轮子顺时针方向转动轮子顺时针方向转动时，带动皮带绕轮顺时针方向转动，因此皮带作用于小物体的摩擦力沿皮带向上，物体的受力情况如图3-7所示小物体从A端运动到B端的时间t为（2）轮子逆时针方向转动轮子逆时针方向转动时，皮带带动小物体下滑，因此皮带作用于小物体的摩擦力沿皮带向下，物体的受力情况如图3-8所示小物体沿皮带下滑的加速度=10（0.6+0.50.8）ms2=10ms2小物体加速到皮带运行速度 v=10ms的时间为在这段时间内，小物体沿皮带下滑的距离此后，小物体沿皮带继续加速下滑时，它相对于皮带的运动方向向下，因此皮带对小物体的摩擦力沿皮带向上，如图3-9所示其加速度变为a2=g（sin-cos）=2ms2它从该位置起运动到B端的位移为（s-s1）=16m-5m=11m，由所以小物体从A端运动到B端的时间为t逆=t1+t2=2s说明 （1）本题求解的关键是根据相对运动方向正确判断摩擦力的方向，同时应注意整个运动中的变化情况（2）在前半题中，严格地说，还应先从皮带运行速度测算一下小物体达到该速度的时间，即在这5s内小物体匀加速下滑的位移为可见，小物体从A到B过程中确实始终以加速度a1=2ms2作匀加速运动因此其运动时间为