牛顿运动定律的案例分析

牛顿运动定律的案例分析内容摘要：

代入数据解得 t＝ 2 s 【 答案 】 (1)200 N 向右 (2)2 m/s2 向左 (3)2 s 2 — 1 如下图所示， A 物体质量为 1 k g ，放在光滑桌面上．在下列两种情况下 A 物体的加速度各为多大。 (1 ) 用 F ＝ 1 N 的力拉绳子； (2 ) 在绳端挂质量为 m ＝ 0 .1 k g 的物体． ( 滑轮、细绳质量及摩擦力均不计 ) 【解析】 (1 ) 对物体 A 由 F ＝ ma 得 a ＝Fm A＝11 m / s2＝ 1 m / s2. (2 ) 对 m ， mg － T ＝ ma ′ ① 对物体 A T ＝ m A a ′ ② 由 ①② 得： a ′ ＝ 0 . 9 1 m / s2. 【 答案 】 (1)1 m/s2 (2) m/s2 混淆不同的运动状态，遗漏物理过程 在光滑的水平面上，一个质量为 2 0 0 g的物体，在 1 N 的水平力作用下由静止开始做匀加速直线运动， 2 s 后将此力换为相反方向的 1 N的力，再过 2 s 将力的方向再反过来 „„ 这样物体受到的力大 小不变，而力的方向每过 2 s 改变一次，求经过 3 0 s 物体的位移． 【 指点迷津 】 解题前先要弄清物体的受力情况，然后才能判断物体的运动情况．物体在前 2 s内做初速度为零的匀加速直线运动，在第二个 2 s内做匀减速直线运动． 【解析】 解法一： 先分段分析． (1 ) 物体在 1 N 的水平力作用下，产生的加速度大小为： a ＝Fm＝10 .2 m / s2＝ 5 m / s2 物体在 2 s 内做匀加速直线运动， 2 s 内位移为： s1＝12at2＝12 5 22 m ＝ 1 0 m ．方向与力的方向相同． 在 2 s 末的速度 v1为： v1＝ at ＝ 5 2 m / s ＝ 1 0 m / s (2 ) 从第 3 s 初到第 4 s 末，在这 2 s 内，力 F 的方向变成反向，物体将以 v1＝ 1 0 m / s 的初速度做匀减速运动， 4 s 末的速度为： v2＝ v1－ at ＝ ( 1 0 － 5 2 ) m / s ＝ 0 在此 2 s 内物体的位移为： s2＝v1＋ v22t＝10 ＋ 02 2 m ＝ 1 0 m 方向与位移 x1的方向相同． 从上述分段分析可知，在这 4 s内物体的位移为 s1＋ s2＝ 20 m．物体 4 s末的速度为零，以后重复上述过程，每 4 s物体前进 20 m．在 30 s内有 7次相同的这种过程，经过 4 s 7＝ 28 s，最后 2 s 物体做初速度为零的匀加速直线运动，位移为 10 m. 所以经过 30 s物体总位移为： s＝ (20 7＋ 10) m＝ 150 m. 解法二： 本题可采用下图所示的 v－ t图象求解 .30 s内的位移就是 v－ t图象所围 “ 面积 ” 的大小．解得 s＝ 150 m. 在两种解题方法中，解法一是基本解法，它强调了对运动过程的分析及不同规律的应用，这是学习的重点．解法二解法简单，能力要求高，提。