专题1.6 动力学基本问题
【专题诠释】
1.已知物体的受力情况,求解物体的运动情况
解这类题目,一般是应用牛顿第二定律求出物体的加速度,再根据物体的初始条件,应用运动学公式,求出物体的运动情况.
2.已知物体的运动情况,求解物体的受力情况
解这类题目,一般是应用运动学公式求出物体的加速度,再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出物体所受的某个力.
可用程序图表示如下:
3.解决两类动力学基 本问题应把握的关键
(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;
(2 )一个“桥梁”— —物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。
【高考引领】
【2019·全国卷Ⅲ】如图a,物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图b所示,木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( )
A.木板的质量为1 kg B.2~4 s内,力F的大小为0.4 N
C.0~2 s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】 AB
【解析】 木板和实验台间的摩擦忽略不计,由题图b知,2 s后木板滑动,物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩=0.2 N。由题图c知,2~4 s内,木板的加速度大小a1= m/s2=0.2 m/s2,撤去外力F后的加速度大小a2= m/s2=0.2 m/s2,设木板质量为m,据牛顿第二定律,对木板有:2~4 s内:F-F摩=ma1,4 s以后:F摩=ma2,解得m=1 kg,F=0.4 N,A、B正确。0~2 s内,木板静止,F=f,由题图b知,F是均匀增加的,C错误。因物块质量不可求,故由F摩=μm物g可知动摩擦因数不可求,D错误。
【2017·高考全国卷Ⅱ】为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放
置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击
出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出
发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运
动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求:
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.