《人教版高一物理上学期期末复习提分宝典》专题22 用牛顿运动定律解决问题 解析版

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专题
专题 22
22 用牛顿运动定律解决问题
用牛顿运动定律解决问题
1. 通过分析动力学的两类基本问题，掌握解题的步骤和方法，完成力与运动的互相求解问题。
2. 利用牛顿运动定律并结合生活体验理解超重和失重
3. 从力学和运动学的角度分析临界问题，掌握临界条件和分析应用
一、已知物体的受力情况确定物体的运动情况
1．解题步骤
（1）确定研究对象。
（2）对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力示意图。
（3）根据力的合成和分解的方法，求出物体所受的合外力。
（4）根据牛顿第二定律列方程求出物体的加速度。
（5）根据题意确定物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学物理量。
2．注意
（1）物体的速度方向与物体的合外力方向之间没有一定的关系，但加速度的方向一定与物体的合外力方
向一致。
（2）计算时，注意统一单位。
二、已知物体的运 动情况确 定物体的受力情况
解题步骤
（1）确定研究对象。
（2）对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图。
（3）根据相应的运动学公式，求出物体的加速度。
（4）根据牛顿第二定律列方程求出物体的加速度。
（5）根据力的合成和分解的方法，求出所需的力。
【典型例题】如图所示，质量
M
=4 kg 的小车 放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力
F
=
6 N，当小车向右运动的速度达到 2 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为
m
=1 kg 的小物
块，物块与小车间的动摩擦因数 =0.2，小车足够长。（
g
取 10 m/s2），求：
（1）小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？
（2）经多长时间两者达到相同的速度？
（3）从小物块放上小车开始，经过
t
=3 s 小物块通过的位移大小为多少？
【答案】（1）2 m/s2 1 m/s2 （2）2 s （3）8.6 m
【解析】（1）物块的加速度
小车的加速度：
（2）由：
得：
t
=2 s
【小试牛刀】 [来源:Zxxk.Com]
某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为 200 N，在杆的顶部装有一
拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。从演员在滑杆上端做完动作时开始计时，演员先在杆上静
止了 0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s 末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程演员的
vt
图象和传
感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，
g
=10m/s2，则下列说法正确的是
0m M
a t v a t 
A. 演员的体重为 800ÿN
B. 演员在最后 2ÿs 内一直处于超重状态
C. 传感器显示的最小拉力为 620ÿN
D. 滑杆长 4.5ÿm
【答案】BCD．
【解析】A、由两图结合可知，静止时，传感器示数为 800N，除去杆的重力 200N，演员的重力就是 600N，
故A错误
B、由图可知最后 2s 内演员向下减速，故加速度向上，处于超重状态；故 B 正确；
C、在演员加速下滑阶段，处于失重状态，杆受到的拉力最小，此阶段的加速度为：a1=3m/s2，
由牛顿第二定律得：mg-F1=ma，
解得：F1=420N，加上杆的重力 200N，可知杆受的拉力为 620N，故C 正确ÿ
D、v-t 图象的面积表示位移，则可知，总长度 x==4.5m； 故 D 正确；
b．多过程
主要出现在牛顿定律与直线运动结合的问题中。
解 题方法：程序法——将物体运动的全过程划分为几个过程或不同的状态进行分析，然后对不同的过程或
状态先后列方程求解。程序法解题也就是可以按照时间或者空间的先后顺序解题。
程序法解题步骤：学+科网
I．根据题意明确题设中有几个不同的运动过程和运动状态以及不同的研究对象。
II．选定研究对象，对各个运动过程或者各个不同的运动状态，进行具体分析。
III．分析判断前、后两个物理过程之间的衔接点的物理意义与特点，此衔接点往往是解决物理问题的关
键。
IV．选用相应的物理规律、公式计算求解。
牛顿定律程序法步骤：
I．明确研究对象和研究过程。
II．对对象进行受力分析，对过程进行运动分析。
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