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牛顿第二定律的应用-------图像

一、交流探究:
【交流1】常见图象
动力学中常见的有a-F、a-1/m、F-t、v-t、x-t图象等,我们可抓住图象的斜率、截距、面积、交点、拐点等信息,结合牛顿第二定律和运动学公式来分析解决问题。

【交流2】求解图象问题的思路:
(1)确定研究对象并分析其受力情况和运动情况;
(2)建立直角坐标系求合力(一般让x 轴沿着a的方向);
(3)分析图象获取所需信息:
通常在a-F图象中找出a与F的对应值;在a-1/m图象中找出a与m的对应值;
在F-t图象中找出F在相应时刻的值;在v-t和x-t图象中求出a的值。

(4)根据牛顿第二定律列方程求解。

【交流3】图象问题的两种情况
(1)先根据牛顿第二定律、运动学公式,求出对应的函数关系式,再由函数关系式选择正确的图象,
(2)由图象给出的数据,结合牛顿第二定律、运动学公式解决物体的运动情况
二、互助探究:
【探究1】如图所示,A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为m A、m B的两物体得出的两个加速度a与F的关系图象,由
图象分析可知( )
A. m A>m B g A>g B
B.m A>m B g A>g B
C.m A<m B g A>g B
D.m A<m B g A<g B
方法指导:
第一步:分析判断是第一种情形还是第二种情形
第二步:进行受力分析,画出受力图
第三步:应用牛顿第二定律,求出加速度a的表达式
第四步:结合加速度a的表达式对图象进行分析
【探究2】质量为m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。

0~2.0s内F与运动方向相反,2.0~4.0s内F与运动方向相同,物体的速度一时间图象如图所示,已知g取10m/s2。

求物体与水平面间的动摩擦数。

分析指导:
第一步:分析判断是第一种情形还是第二种情形
第二步:由图象算出两段图象的加速度a1、a2
第三步:进行受力分析,画出受力图
第四步:应用牛顿第二定律列式求解【探究3】一个物体受到的合力F如图所示,该力的大小不变,方
向随时间t周期性变化,正力表示力的方向向东,负力表示力的方
向向西,力的总作用时间足够长,将物体在下面哪个时刻由静止释
放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方()
A.t=0时B.t=t1时C.t=t2时D.t=t3时
三、分层提高
例1、一个放在水平桌面上质量为2kg原来静止的物体,受到
如图所示方向不变的合外力作用,则下列说法正确的是()
A.在t=2s时,物体的速率最大
B.在2s 内物体的加速度为5m/s2
C.在2s内物体运动的位移为10m
D.0~2s这段时间内作减速运动
例2、将物体竖直上抛,假设运动过程中空气阻力不变,其速度–时间图象如图所示,则物体所受的重力和空气阻力之比为()
A.1:10 B.10:1
C.9:1 D.8:1
例3、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t 的关系如图所示。

取重力加速度g=10m/s2。

由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()
A.m=0.5kg,μ=0.4 B.m=1.5kg,μ=
C.m=0.5kg,μ=0.2 D.m=1kg,μ=0.2
例4、一质量为m=40 kg的小孩子站在电梯内的体重计上。

电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6 s内体重计示数F的变化如图所示。

试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?(取g=10m/s2)

t/S
F/N
F
-F
四、 总结提高
求解图象问题的思路: 图象问题的两种情况:
五、 巩固提高
1、如图所示,汽车以10m /s 的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20m 处时,绿灯还有3s 熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的 速度一时间 图象可能是 ( )
2、原来静止的物体受到外力F 的作用,如图所示为力F 随时间变化的图象,则与F —t 图象对应的v —t 图象是下图中的( )
3、雨点从高空由静止下落,在下落过程中,受到的阻力与雨点下落的速度成正比,图中能正确反映雨点下落运动情景的是(
)
A .①②
B .②③
C .①④
D .①③ 4、一物块以一定的速度滑上静止于光滑水平面上的足够长的木板,它们的v-t 图像如图所示。

则物块与长木板两物体的质量之比及两者之间的摩擦因数分别为( )
A .
B .
C .
D .
5、静止在光滑水平面上的物体,同时受到两个水平方向的外力F1与F2,F1、F2的变化如图3-6-1所示,则关于物体运动状态的说法中正确的是 ( )
A .速度大小不断增大,方向与F1相同
B .速度的大小先减小后增大,速度方向与F1相同
C .加速度的大小先增大后减小,加速度方向与F1相同
D .加速度的大小先减小后增大,加速度方向与F2相同
6、有两个光滑固定的斜面AB 和BC ,A 和C 两点在同一水平面上,斜面BC 比斜面AB 长(如图3-6-2a 所示).一个滑块自A 点以速度vA 上滑,到达B 点时速度减小为零,紧接着沿BC 滑下.设滑块从A 点到C 点的总时间是tC ,那么下列四个图(图3-6-2b )中,正确
表示滑块速度的大小v 随时间t 变化的规律的是( )
7、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F 的作用,F 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图所示。

取重力加速度g =10m/s2。

由此两图线可以求得物块的质量m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为( )
A .m =0.5kg , =0.4
B .m =1.5kg , =
C .m =0.5kg , =0.2
D .m =1kg , =0.2
8、质量分别为m1和m2的物体A 和B ,重叠后放在光滑水平面上,如图3-6-9所示.m1
和m2之间的动摩擦因数为μ,现给m2施加随时间t 增大的力F=kt ,式中k 是常数.试求m1和m2的加速度与时间的关系,并绘出此关系的曲线图。

图3-6-1
c
c
v t
c
c v c c
v c c
v (b )
(a )
图3-6-2。

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