6 用牛顿运动定律解决问题(一)

(完整word版)高中物理必修一第四章知识点整理

第四章知识点整理

4.1 牛顿第必定律

1.亚里士多德：力是保持物体运动的原由。

2.伽利略：假如运动物体不受力，它将永久的运动下去。

3.笛卡儿：增补了伽利略的认识， 指出：假如运动中的物体没有收到力的作用， 它将持续以同一速度沿同向来线运动，既不断下来也不偏离本来的方向。

4.牛顿：伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人此后， 由牛顿总结成动力学的一条基本定律。

牛顿第必定律（惯性定律） ：全部物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上边的力迫使它改变这类状态。

1）物体不受力时，总保持匀速直线运动或静止。 说明：力不是保持物体运动的原由。

2）力迫使物体改变这类状态。

说明：力是改变运动状态的原由。

3）指出全部物体都有保持本来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 说明：全部物体都拥有惯性。 惯性：全部物体拥有保持本来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

惯性是全部物体所固有的一种属性。不论物体能否运动、能否受力，都拥有惯性。惯性只与物体的质量大小有关，与物体的运动状态没关。质量越大，惯性越大，运

动状态越难改变。所以说， ★质量是惯性的独一量度。 惯性表现为：运动状态改变的难易程度。

注意：把物体惯性的表现说成是物体遇到 “惯性力 ”或许说 “物体遇到了惯性 ”是错误的。

4.2 实验 : 研究加快度与力、质量的关系

1.实验目的：定量剖析 a、F、m 的关系 m

2.实验原理：控制变量法

A 、m 一准时， a 与 F 的定量关系 M B、F 一准时， a 与 m 的定量关系

实验一：研究加快度 a 与合外力 F 的关系

★解决问题 1：为何要把木板的一侧垫高？

（1）作用：均衡摩擦力和其余阻力。

（2）方法：调理木板的倾斜度， 使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。记着：均衡摩擦力时不要挂钩码。

（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题含解析

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用

1．如图，光滑水平面上静置一长木板A，质量M=4kg，A的最前端放一小物块B（可视为质点），质量m=1kg，A与B间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2．则：

（1）若拉力F1=5N，A、B一起加速运动，求A对B的静摩擦力f的大小和方向；

（2）为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值Fm（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）；

（3）若拉力F2=14N，在力F2作用t=ls后撤去，要使物块不从木板上滑下，求木板的最小长度L

【答案】（1）f= 1N，方向水平向右；（2）Fm= 10N。（3）木板的最小长度L是0.7m。

【解析】

【详解】

（1）对AB整体分析，由牛顿第二定律得：F1=（M+m）a1

对B，由牛顿第二定律得：f=ma1联立解得f =1N，方向水平向右；

（2）对AB整体，由牛顿第二定律得：Fm=（M+m）a2对B，有：μmg=ma2联立解得：Fm=10N

（3）因为F2＞Fm，所以AB间发生了相对滑动，木块B加速度为：a2=μg=2m/s2。木板A加速度为a3，则：F2-μmg=Ma3解得：a3=3m/s2。

1s末A的速度为：vA=a3t=3m/s

B的速度为：vB=a2t=2m/s

1s末A、B相对位移为：△l1=2ABvvt=0.5m撤去F2后，t′s后A、B共速

对A：-μmg=Ma4可得：a4=-0.5m/s2。共速时有：vA+a4t′=vB+a2t′可得：t′=0.4s撤去F2后A、B相对位移为：△l2='2ABvvt=0.2m为使物块不从木板上滑下，木板的最小长度为：L=△l1+△l2=0.7m。

2．如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s，最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2。求：

（物理）物理牛顿运动定律的应用练习题及答案及解析

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用

1．如图，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，同时B以=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取，求：

（1）开始时B离小车右端的距离；

（2）从A、B开始运动计时，经t=6s小车离原位置的距离。

【答案】（1）B离右端距离（2）小车在6s内向右走的总距离：

【解析】(1)设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒

解得：，

A离左端距离，运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止

，，

解得

B离右端距离

(2)从开始到达共速历时，，，

解得

小车在前静止，在至之间以a向右加速：

小车向右走位移

接下来三个物体组成的系统以v共同匀速运动了

小车在6s内向右走的总距离：

【点睛】本题主要考查了运动学基本公式、动量守恒定律、牛顿第二定律、功能关系的直接应用，关键是正确分析物体的受力情况，从而判断物体的运动情况，过程较为复杂.

2．如图所示，长木板质量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6 m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10 m/s2．

（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，F至少为多少？

（2）.若F=8 N，求物块A经过多长时间与B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？

【答案】（1）5 N （2）vA’=2m/s vB’=8m/s

【解析】

【分析】

【详解】

1 / 10 一、模型特征

上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动，滑块－木板模型(如图所示)，涉与摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次互相作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中。

二、常见的两种位移关系

滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度。

三、滑块—木板类问题的解题思路与技巧：

1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动）；

2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？

⑴运动学条件：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。

⑵动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f；比较f与最大静摩擦力fm的关系，若f> fm，则发生相对滑动；否则不会发生相对滑动。

3.

分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；

4. 对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.

5. 计算滑块和木板的相对位移（即两者的位移差或位移和）；

6.

如果滑块和木板能达到共同速度，计算共同速度和达到共同速度所需要的时间；

7. 滑块滑离木板的临界条件是什么？

当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件。

[名师点睛]

1.

此类问题涉与两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。