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专题16 牛顿定律之两类动力学问题
知识梳理
两类动力学问题
1. 从受力情况确定运动情况
由受力情况判断物体的运动状态，处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移．
2. 从运动情况确定受力情况
由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四边形定则)或正交分解法．
3．求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示：
分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．
4. 由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤
（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图
（2）根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）
（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度
（4）结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量，并分析讨论结果是否正确合理
典例分析
题型一已知物体的受力情况，求解物体的运动情况
例1. 质量m＝4kg的物块，在一个平行于斜面向上的拉力F＝40N作用下，从静止开始沿斜面向上运动，如图所示，已知斜面足够长，倾角θ＝37°，物块与斜面间的动摩擦因数 ＝0.2，力F作用了5s，求物块在5s内的位移及它在5s末的速度。
（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
题型二已知运动情况求物体的受力情况
例2. 如图所示，质量为0.5kg的物体在与水平面成300角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，求作用力F的大小。（g＝10m/s2）


巩固练习（作业16）
1.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg的建筑工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度上升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，g取10 m/s2，则建筑工人对地面的压力大小为 (　 　)
A．510 N
B．490 N
C．890 N
D．910 N
2．受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v－t图线如图所示，
则 (　 　)
A．在0～t1秒内，外力F大小不断增大
B．在t1时刻，外力F为零
C．在t1～t2秒内，外力F大小可能不断减小
D．在t1～t2秒内，外力F大小可能先减小后增大
3．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，根据图乙中所标出的数据能计算出来的有(　 　)
A．物体的质量
B．物体与水平面间的滑动摩擦力
C．在F为10 N时，物体的加速度大小
D．在F为14 N时，物体的速度大小
4.利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值，如图所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力F随时间t变化的图线．实验时，把小球举到悬点O处，然后放手让小球自由落下，由图线所提供的信息可以判断 (　　)
A．绳子的自然长度为
B．t2时刻小球的速度最大
C．t1时刻小球处在最低点
D．t1时刻到t2时刻小球的速度先增大后减小
5.如图11所示，光滑的电梯壁上挂着一个质量m＝2 kg的球，悬绳与竖直壁夹角θ＝37°，当电梯以a＝2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动时，悬绳受到的拉力是多大？电梯壁受到的压力是多大？(取g＝10m/s2)
6．为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离，现代航母大多采用了蒸汽弹射技术．一架总质量M＝5.0×103 kg的战机．如果采用滑行加速(只依靠自身动力系统加速)，要达到v0＝60 m/s的起飞速度，甲板水平跑道的长度至少为120 m．采用蒸汽弹射技术，战机在自身动力和持续的蒸汽动力共同作用下只要水平加速60 m就能达到起飞速度．假设战机起飞过程是匀加速直线运动，航母保持静止，空气阻力大小不变，取g＝10 m/s2.
(1)采用蒸汽弹射技术，求战机加速过程中加速度大小以及质量m＝60 kg的飞行员受到座椅作用力的大小．
(2)采用蒸汽弹射技术，弹射系统的弹力为多大？弹力在加速60 m的过程中对战机做的功是多少？
巩固练习（作业16）答案
1. B
2．CD
3．ABC
4. AD
5. 30 N　18 N
6．(1)30 m/s2　1.9×103 N　(2)7.5×104 N 、4．5×106
F
θ

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