高中物理 第4章 牛顿运动定律 第6节 用牛顿运动定律解决问题(一)课件 新人教版必修1

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1、第第6 6节用牛顿运动定律解决问题节用牛顿运动定律解决问题(一一)(教师参考教师参考)一、教学目标一、教学目标知识与技能知识与技能1.1.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法2.2.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题过程与方法过程与方法1.1.培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力2.2.学会运用实例归纳总结一般问题的解题规律学会运用实例归纳总结一般问题的解题规律情感态度与价值观情感态度与价值观1.1.初步建立应用科学知识的意识

2、初步建立应用科学知识的意识2.2.培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力二、教学重点难点二、教学重点难点教学重点教学重点动力学两类基本问题的思路动力学两类基本问题的思路教学难点教学难点牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用三、重难点突破方略三、重难点突破方略已知受力确定运动情况的突破方略已知受力确定运动情况的突破方略【例题探究例题探究】一个静止在水平地面上的物体一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2 kg,2 kg,在在6.4 N6.4 N的水平拉的水平拉力作用下沿水平地面向右运动力作用下沿水平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力是物体与地

3、面间的摩擦力是4.2 N,4.2 N,求物体在求物体在4 s4 s末的速度和末的速度和4 s4 s内发生的位移内发生的位移.思考讨论思考讨论1 1:本题的研究对象是什么本题的研究对象是什么?研究对象受到几个力作用研究对象受到几个力作用?请画出受请画出受力图力图.学生学生:研究对象是在水平地面上运动的物体研究对象是在水平地面上运动的物体.物体受到四个力的作用物体受到四个力的作用:重力重力G,G,方向竖直向下方向竖直向下;地面的支持力地面的支持力F FN N,方向竖直向上方向竖直向上;拉力拉力F,F,方向水平向右方向水平向右;摩擦力摩擦力F Ff f,方向水平向左方向水平向左.物体受力如图所示物体

4、受力如图所示.思考讨论思考讨论2 2:物体受到的合力沿什么方向物体受到的合力沿什么方向?大小是多少大小是多少?学生学生:物体在竖直方向上的重力物体在竖直方向上的重力G G和支持力和支持力F FN N大小相等、方向相反大小相等、方向相反,彼此平彼此平衡衡;物体所受合力等于水平方向的拉力物体所受合力等于水平方向的拉力F F与摩擦力与摩擦力F Ff f的合力的合力.取水平向右的取水平向右的方向为正方向方向为正方向,则合力则合力F F合合=F-F=F-Ff f=2.2 N,=2.2 N,方向水平向右方向水平向右.思考讨论思考讨论3:3:物体的运动是匀变速运动吗物体的运动是匀变速运动吗?依据是什么依据是

5、什么?学生学生:是是,物体在恒定的合力作用下产生恒定的加速度物体在恒定的合力作用下产生恒定的加速度,所以物体做初速所以物体做初速度为度为0 0的匀加速直线运动的匀加速直线运动.思考讨论思考讨论4:4:从以上讨论过程中从以上讨论过程中,运用牛顿运动定律解决本题的思路是怎运用牛顿运动定律解决本题的思路是怎样的呢样的呢?请总结一下请总结一下.学生学生:首先首先,由物体已知的受力情况求出物体的合力由物体已知的受力情况求出物体的合力;然后然后,由牛顿第二由牛顿第二定律求出物体的加速度定律求出物体的加速度;最后最后,通过运动学的规律就可以确定物体的运通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况动情况.讨论交流

6、讨论交流1 1:从以上解题过程中从以上解题过程中,总结一下总结一下,受力情况分析时如何避免受力情况分析时如何避免“添添力力”或或“漏力漏力”?学生学生:要按照一定的步骤分析要按照一定的步骤分析,一般是先场力一般是先场力,再接触力再接触力,最后是其他力最后是其他力.即一重、二弹、三摩擦、四其他即一重、二弹、三摩擦、四其他.讨论交流讨论交流2:2:从以上解题过程中从以上解题过程中,总结一下运用牛顿运动定律解决由受力情总结一下运用牛顿运动定律解决由受力情况确定运动情况的一般步骤况确定运动情况的一般步骤.学生讨论结果学生讨论结果:(1)(1)确定研究对象确定研究对象;(2);(2)对确定的研究对象进行

7、受力分析对确定的研究对象进行受力分析,画出物体的受力画出物体的受力示意图示意图;(3);(3)建立直角坐标系建立直角坐标系,在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式列式F Fx x=ma=max x,F,Fy y=ma=may y,求得物体运动的加速度求得物体运动的加速度;(4);(4)应用运动学的公式求解物应用运动学的公式求解物体的运动学量体的运动学量;(5);(5)把已知量代入方程求解把已知量代入方程求解,检验结果的正确性检验结果的正确性.课堂探究课堂探究自主学习自主学习达标测评达标测评自主学习自主学习 课前预习课前预习感悟新知感悟新知(教师参考教师

8、参考)情境链接一情境链接一一位同学通过电视机观看火箭发射的场景一位同学通过电视机观看火箭发射的场景,他听到现场指挥倒计时结束发出他听到现场指挥倒计时结束发出“点火点火”命令后命令后,立刻用秒表计时立刻用秒表计时,测得火箭底部通过发射架顶端的时间是测得火箭底部通过发射架顶端的时间是4.8 s,4.8 s,他想算出他想算出火箭受到的推力火箭受到的推力,试分析还要知道哪些条件试分析还要知道哪些条件?信息信息根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F-mg=ma,F-mg=ma,若想求得推力若想求得推力F,F,需知火箭的质量和加速度需知火箭的质量和加速度,火箭的加速火箭的加速度可以根据运动学公式度可以根据运动

9、学公式x=atx=at2 2求得求得,即需要知道发射架的高度即需要知道发射架的高度x x和火箭通过发射架和火箭通过发射架的时间的时间t,t,综上所述除了时间综上所述除了时间t t已经测得外已经测得外,只要再知道火箭质量只要再知道火箭质量m m和发射架的高度和发射架的高度x,x,就可由公式就可由公式x=atx=at2 2 和和F-mg=maF-mg=ma求出火箭受到的推力求出火箭受到的推力.1212情境链接二情境链接二铅球运动员被限制在固定半径的投掷圈内铅球运动员被限制在固定半径的投掷圈内,运动员大都是采用背向滑步的运动员大都是采用背向滑步的方法方法:先把上身扭转过来先把上身扭转过来,背向投掷方

10、向背向投掷方向,然后摆腿、滑步、前冲然后摆腿、滑步、前冲,再用力推再用力推出铅球出铅球,如图所示如图所示.对于优秀的运动员来说对于优秀的运动员来说,背向滑步推铅球比原地推铅球背向滑步推铅球比原地推铅球可增加约可增加约2 m2 m的成绩的成绩.你知道为什么吗你知道为什么吗?信息信息背向滑步推铅球的一系列动作背向滑步推铅球的一系列动作,使铅球受力的位移更长使铅球受力的位移更长,抛出的初速度更大抛出的初速度更大.教材梳理教材梳理两类基本问题两类基本问题1.1.已知物体的受力情况已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的可以由牛顿第二定律求出物体的 ,再通过再通过 确定物体的运动情况确定物体的运

11、动情况.2.2.已知物体的运动情况已知物体的运动情况,根据根据 求出物体的加速度求出物体的加速度,再根据再根据 确定物体所受的力确定物体所受的力.想一想想一想 加速度在解动力学的两类问题中有什么作用加速度在解动力学的两类问题中有什么作用?答案答案:加速度是受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度是受力情况和运动情况之间联系的桥梁.加速度加速度运动学的规律运动学的规律运动学公式运动学公式牛顿第二定律牛顿第二定律1.1.由牛顿第二定律知由牛顿第二定律知,物体加速度的方向就是其合力方向物体加速度的方向就是其合力方向.(.()2.2.同一个物体同一个物体,其所受合外力越大其所受合外力越大,加速度越大加速

12、度越大.(.()3.3.加速度越大的物体加速度越大的物体,它的速度变化量也越大它的速度变化量也越大.(.()4.4.由运动情况能确定受力情况由运动情况能确定受力情况,说明运动决定受力说明运动决定受力.(.()5.5.由运动情况确定受力情况由运动情况确定受力情况,要先由运动公式求出加速度要先由运动公式求出加速度.(.()6.6.由物体所受合力的方向可以判断物体的运动方向由物体所受合力的方向可以判断物体的运动方向.(.()思考判断思考判断答案答案:1.1.2.2.3.3.4.4.5.5.6.6.要点一要点一课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究【问题导学问题导学】由物体的受力情况确定运

13、动情况由物体的受力情况确定运动情况 1.1.从受力确定物体的运动情况时需要对物体进行受力分析从受力确定物体的运动情况时需要对物体进行受力分析,此时受力分此时受力分析的目的是什么析的目的是什么?答案答案:受力分析的目的是求合力受力分析的目的是求合力.2.2.从受力确定物体的运动情况时需要利用牛顿第二定律列方程从受力确定物体的运动情况时需要利用牛顿第二定律列方程,此时列此时列方程的目的是求什么方程的目的是求什么?答案答案:列方程的目的是求加速度列方程的目的是求加速度.【要点归纳要点归纳】1.1.解题思路解题思路2.2.解题步骤解题步骤(1)(1)确定研究对象确定研究对象,对研究对象进行受力分析对研

14、究对象进行受力分析,并画出物体的受力图并画出物体的受力图.(2)(2)根据力的合成与分解根据力的合成与分解,求出物体所受的合外力求出物体所受的合外力(包括大小和方向包括大小和方向).).(3)(3)根据牛顿第二定律列方程根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度求出物体运动的加速度.(4)(4)结合物体运动的初始条件结合物体运动的初始条件,选择运动学公式选择运动学公式,求出所需求的运动学求出所需求的运动学量量任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等.【例例1 1】(20172017上海杨浦检测上海杨浦检测)如图如图(甲甲)所示所示,用大型货车运输规格相同的用大型货

15、车运输规格相同的圆柱形水泥管道圆柱形水泥管道,货车可以装载两层管道货车可以装载两层管道,底层管道固定在车厢里底层管道固定在车厢里,上层管道上层管道堆放在底层管道上堆放在底层管道上,如图如图(乙乙)所示所示.已知水泥管道间的动摩擦因数已知水泥管道间的动摩擦因数=,=,货货车紧急刹车时的加速度大小为车紧急刹车时的加速度大小为8 m/s8 m/s2 2.每根水泥管道的质量每根水泥管道的质量m=1 500 kg,m=1 500 kg,重力重力加速度取加速度取g=10 m/sg=10 m/s2 2,求求:33(1)(1)货车沿平直路面匀速行驶时货车沿平直路面匀速行驶时,(,(乙乙)图中管道图中管道A,B

16、A,B之间的弹力大小之间的弹力大小;(2)(2)如果货车在水平路面上匀速行驶的速度为如果货车在水平路面上匀速行驶的速度为43.2 km/h,43.2 km/h,要使货车在紧急要使货车在紧急刹车时上层管道不撞上驾驶室刹车时上层管道不撞上驾驶室,最初堆放时上层管道最前端应该离驾驶室最初堆放时上层管道最前端应该离驾驶室的最小距离的最小距离.思维导图思维导图规律方法规律方法应用牛顿第二定律解题时求合力的方法应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 (1)(1)合成法合成法物体只受两个力的作用产生加速度时物体只受两个力的作用产生加速度时,合力的方向就是加速度的方向合力的方向就是加速度的方向,解解题时依据力的平

17、行四边形题时依据力的平行四边形,运用几何知识求合力运用几何知识求合力F F合合.反之反之,若知道加速度若知道加速度方向就知道合力方向方向就知道合力方向.(2)(2)正交分解法正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,通常用正交分解法通常用正交分解法,一般一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量.即沿加速即沿加速度方向度方向F Fx x=ma,=ma,垂直于加速度方向有垂直于加速度方向有F Fy y=0.=0.(教师备用教师备用)例例1-1:1-1:某人在一超市购物某人在一超市购

18、物,通过下坡通道时通过下坡通道时,不小心将购物车松开不小心将购物车松开,购物购物车由静止开始沿通道下滑车由静止开始沿通道下滑,经过经过0.5 s0.5 s的反应时间后的反应时间后,该人开始匀加速追该人开始匀加速追购物车购物车,且人的最大速度为且人的最大速度为6 m/s,6 m/s,则再经过则再经过2.5 s,2.5 s,该人追上购物车该人追上购物车.已已知通道可看做斜面知通道可看做斜面,倾角为倾角为3737,购物车与通道之间的摩擦力等于购物购物车与通道之间的摩擦力等于购物车对通道压力的车对通道压力的 ,则人在加速过程中的加速度大小约为多少则人在加速过程中的加速度大小约为多少?(?(整个整个运动

19、过程中空气阻力忽略不计运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2,sin 37,sin 37=0.6,=0.6,cos 37cos 37=0.8)=0.8)12答案答案:3 m/s3 m/s2 2针对训练针对训练1 1:(:(20172017铜陵高一月考铜陵高一月考)如图为一倾角如图为一倾角=37=37的足够长斜面的足够长斜面,将一质量为将一质量为m=2 kgm=2 kg的物体无初速度放在斜面上的物体无初速度放在斜面上,同时施加一沿斜面向上的同时施加一沿斜面向上的拉力拉力F F1 1=3 N,2 s=3 N,2 s后拉力变为后拉力变为F F2 2=

20、9 N,=9 N,方向不变方向不变.物体与斜面间的动摩擦因数物体与斜面间的动摩擦因数=0.25,=0.25,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2,sin 37,sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8,=0.8,求求:(1)F(1)F1 1作用时物体的加速度及作用时物体的加速度及2 s2 s末物体的速度末物体的速度;解析解析:(1)(1)重力沿斜面向下的分力重力沿斜面向下的分力G G1 1=mgsin 37=mgsin 37=12 N.=12 N.斜面对物体的滑动摩擦力斜面对物体的滑动摩擦力F Ff f=mgcos 37=mgcos 37=4 N.=4 N.则物体

21、在前则物体在前2 s2 s内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得G G1 1-F-F1 1-F-Ff f=ma=ma1 1代入数据得代入数据得a a1 1=2.5 m/s=2.5 m/s2 2由由v v1 1=a=a1 1t t1 1得得v v1 1=5 m/s.=5 m/s.答案答案:(1)2 m/s(1)2 m/s2 25 m/s5 m/s答案答案:(2)30 m,(2)30 m,方向沿斜面向下方向沿斜面向下 (2)(2)前前16 s16 s内物体发生的位移内物体发生的位移.要点二要点二【问题导学问题导学】1.

22、1.从运动确定物体的受力情况时需要对物体进行受力分析从运动确定物体的受力情况时需要对物体进行受力分析,此时受力分此时受力分析的目的是什么析的目的是什么?由物体的运动情况确定受力情况由物体的运动情况确定受力情况答案答案:受力分析的目的是求物体受到的某一分力受力分析的目的是求物体受到的某一分力.2.2.从运动情况确定物体的受力情况时需要利用牛顿第二定律列方程从运动情况确定物体的受力情况时需要利用牛顿第二定律列方程,此时此时列方程的目的是求什么列方程的目的是求什么?答案答案:列方程的目的是求物体所受的合力列方程的目的是求物体所受的合力.【要点归纳要点归纳】1.1.解题思路解题思路2.2.解题步骤解题

23、步骤(1)(1)确定研究对象确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动过程分析对研究对象进行受力分析和运动过程分析,并画出受力并画出受力图和运动草图图和运动草图.(2)(2)选择合适的运动学公式选择合适的运动学公式,求出物体的加速度求出物体的加速度.(3)(3)根据牛顿第二定律列方程根据牛顿第二定律列方程,求物体所受的合外力求物体所受的合外力.(4)(4)根据力的合成与分解的方法根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力由合力求出所需的力.【例例2 2】在游乐场在游乐场,有一种大型游乐设施跳楼机有一种大型游乐设施跳楼机,如图所示如图所示,参加游戏的游客参加游戏的游客被安全带固定在座椅上被安全

24、带固定在座椅上,提升到离地最大高度提升到离地最大高度64 m64 m处处,然后由静止释放然后由静止释放,开开始下落过程可认为自由落体运动始下落过程可认为自由落体运动,然后受到一恒定阻力而做匀减速运动然后受到一恒定阻力而做匀减速运动,且且下落到离地面下落到离地面4 m4 m高处速度恰好减为零高处速度恰好减为零.已知游客和座椅总质量为已知游客和座椅总质量为1 500 kg,1 500 kg,下落过程中最大速度为下落过程中最大速度为20 m/s,20 m/s,重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2.求求:(1)(1)游客下落过程的总时间游客下落过程的总时间;(2)(2)恒定阻力的

25、大小恒定阻力的大小.思维导图思维导图 解析解析:(1)(1)设下落过程中最大速度为设下落过程中最大速度为v,v,自由落体的高度为自由落体的高度为h h1 1,则则v v2 2=2gh=2gh1 1v=gtv=gt1 1解得解得t t1 1=2 s,h=2 s,h1 1=20 m=20 m设匀减速的高度为设匀减速的高度为h h2 2,加速度大小为加速度大小为a,a,则则v v2 2=2ah=2ah2 2,v=at,v=at2 2下落的总距离下落的总距离h=hh=h1 1+h+h2 2=64 m-4 m=60 m=64 m-4 m=60 m联立解得联立解得a=5 m/sa=5 m/s2 2,t,t

26、2 2=4 s.=4 s.游客下落过程的总时间为游客下落过程的总时间为t=tt=t1 1+t+t2 2=6 s.=6 s.(2)(2)匀减速过程中匀减速过程中,设阻力为设阻力为F Ff f,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F Ff f-mg=ma-mg=ma即即F Ff f=m(a+g)=1 500=m(a+g)=1 500(5+10)N=2.25(5+10)N=2.2510104 4N.N.答案答案:(1)6 s(1)6 s(2)2.25(2)2.2510104 4N N误区警示误区警示从运动情况确定受力的注意事项从运动情况确定受力的注意事项(1)(1)由运动学规律求加速度由运动学规律求加速

27、度,要特别注意加速度的方向要特别注意加速度的方向,从而确定合外力从而确定合外力的方向的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆不能将速度的方向和加速度的方向混淆.(2)(2)题目中所求的力可能是合力题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力也可能是某一特定的力,求合力时求合力时,则则F F合合=ma,=ma,求某一分力时根据力的合成或分解列式求解求某一分力时根据力的合成或分解列式求解.(教师备用教师备用)例例2-12-1:民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况发生意外情况的飞机着陆后的飞机着陆后,打开紧急出口的舱门打开紧急

28、出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面会自动生成一个由气囊组成的斜面,机机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上.若某型号的客机紧急出口离地若某型号的客机紧急出口离地面高度为面高度为4.0 m,4.0 m,构成斜面的气囊长度为构成斜面的气囊长度为5.0 m.5.0 m.要求紧急疏散时要求紧急疏散时,乘客从气囊乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g2.0 s(g取取10 m/s10 m/s2 2),),则则:(1)(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?答案答案:(1)

29、2.5 m/s(1)2.5 m/s2 2(2)(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?答案答案:(2)0.92(2)0.92 针对训练针对训练2:2:(20172017扬州高一检测扬州高一检测)滑雪运动是滑雪运动是20222022年北京冬季奥运会运动年北京冬季奥运会运动项目之一项目之一,受到众多年轻人的喜爱受到众多年轻人的喜爱.如图所示如图所示,质量为质量为60 kg60 kg的滑雪运动员的滑雪运动员,在在倾角为倾角为3030的斜坡顶端的斜坡顶端,从静止开始匀加速下滑从静止开始匀加速下滑90 m90 m到达坡底到达坡底,用时用时10 s.10 s

30、.若若g g取取10 m/s10 m/s2 2,求求:(1)(1)运动员下滑过程中的加速度大小运动员下滑过程中的加速度大小;答案答案:(1)1.8 m/s(1)1.8 m/s2 2(2)(2)运动员到达坡底时的速度大小运动员到达坡底时的速度大小;(3)(3)运动员下滑过程中所受的阻力大小运动员下滑过程中所受的阻力大小.解析解析:(2)(2)由速度公式得由速度公式得v=at=1.8v=at=1.810 m/s=18 m/s.10 m/s=18 m/s.(3)(3)由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得mgsin 30mgsin 30-F-Ff f=ma,=ma,解得解得F Ff f=mgsin 30=

31、mgsin 30-ma-ma=60=6010100.5 N-600.5 N-601.8 N1.8 N=192 N.=192 N.答案答案:(2)18 m/s(2)18 m/s(3)192 N(3)192 N(教师参考教师参考)【教材探究教材探究】教材教材P P8787“问题与练习问题与练习”题题4 4中怎样由题意判断是否超速中怎样由题意判断是否超速?答案答案:首先首先,汽车刹车过程可看做匀减速直线运动汽车刹车过程可看做匀减速直线运动,且末速度等于零且末速度等于零;其其次次,“,“刹车痕迹刹车痕迹”的长度其实就是此匀减速过程的位移大小的长度其实就是此匀减速过程的位移大小;然后然后,由由给出的动摩

32、擦因数给出的动摩擦因数可以表示刹车过程受到摩擦阻力可以表示刹车过程受到摩擦阻力F Ff f,进而表示此进而表示此过程的加速度大小过程的加速度大小;最后最后,由运动学公式求出刹车的初速度由运动学公式求出刹车的初速度,以判断刹以判断刹车前是否超速车前是否超速.显然显然,此问题属于由受力求运动的问题此问题属于由受力求运动的问题.达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1.(1.(20172017深圳第二次检测深圳第二次检测)如图如图,一质量为一质量为m m的正方体物块置于风洞内的的正方体物块置于风洞内的水平面上水平面上,其一面与风速垂直其一面与风速垂直,当风速为当风速为v v0 0时刚好能

33、推动该物块时刚好能推动该物块.已知风已知风对物块的推力对物块的推力F F正比于正比于SvSv2 2,其中其中v v为风速、为风速、S S为物块迎风面积为物块迎风面积.当风速变为当风速变为2v2v0 0时时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量则该物块的质量为为()A.64m B.8mA.64m B.8mC.32m D.4mC.32m D.4mA A 3.(3.(20172017山西太原市高一期末山西太原市高一期末)如图为学校操场上一质量不计的竖直滑杆如图为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端通过拉力传感器固定在水平横杆上滑杆上端通

34、过拉力传感器固定在水平横杆上,下端悬空下端悬空.现有一质量为现有一质量为50 kg 50 kg 的学生的学生(可视为质点可视为质点)从上端由静止开始滑下从上端由静止开始滑下,3 s,3 s 末滑到杆底时速度恰好为末滑到杆底时速度恰好为零零.以学生开始下滑时刻为计时起点以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如传感器显示的拉力随时间变化情况如图所示图所示,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2,则则()A.0A.01 s1 s内该学生的加速度值是内该学生的加速度值是6 m/s6 m/s2 2B.1B.13 s3 s内传感器显示的拉力为内传感器显示的拉力为550 N550

35、NC.1C.13 s3 s内该学生发生的位移是内该学生发生的位移是2 m2 mD.D.滑杆长度为滑杆长度为6 m.6 m.D D 4.(4.(20172017重庆第十一中学月考重庆第十一中学月考)观光旅游、科学考察经常利用热气球观光旅游、科学考察经常利用热气球,保保证热气球的安全就十分重要证热气球的安全就十分重要.科研人员进行科学考察时科研人员进行科学考察时,气球、座舱、压气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为舱物和科研人员的总质量为M=800 kg,M=800 kg,在空中停留一段时间后在空中停留一段时间后,由于某种由于某种故障故障,气球受到的空气浮力减小气球受到的空气浮力减小,当科研人员发

36、现气球在竖直下降时当科研人员发现气球在竖直下降时,气球气球速度为速度为v v0 0=2 m/s,=2 m/s,此时开始计时经过此时开始计时经过t=4 st=4 s时间时间,气球匀加速下降了气球匀加速下降了h=16 m,h=16 m,科研人员立即抛掉一些压舱物科研人员立即抛掉一些压舱物,使气球匀速下降使气球匀速下降.不考虑气球由于运动而不考虑气球由于运动而受到的空气阻力受到的空气阻力,重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2.求求:(1)(1)气球加速下降阶段的加速度大小是多少气球加速下降阶段的加速度大小是多少?答案答案:(1)1 m/s(1)1 m/s2 2(2)(2)抛掉的

37、压舱物的质量抛掉的压舱物的质量m m是多大是多大?(3)(3)抛掉一些压舱物后抛掉一些压舱物后,气球经过时间气球经过时间t=5 s,t=5 s,气球下降的高度是多大气球下降的高度是多大?解析解析:(2)(2)气球加速下降过程中气球加速下降过程中,设所受空气浮力为设所受空气浮力为F,F,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得Mg-F=MaMg-F=Ma抛掉质量为抛掉质量为m m的压舱物的压舱物,气球匀速下降气球匀速下降,有有(M-m)g=F(M-m)g=F代入数据解得代入数据解得m=80 kg.m=80 kg.(3)(3)设抛掉压舱物时设抛掉压舱物时,气球的速度为气球的速度为v,v,经过经过t=5 st=5 s下降的高度为下降的高度为H,H,由运由运动学公式可知动学公式可知v=vv=v0 0+at+atH=vH=vt t解得解得H=30 m.H=30 m.答案答案:(2)80 kg(2)80 kg(3)30 m(3)30 m(教师参考教师参考)课堂小结课堂小结