物理:4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》精品学案(新人教版必修1)
物理:4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》精品学案(新人教版必修1)第3页

  项目,一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s,若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小(g取10m/s2)。

提示 将运动员的运动分为下落、触网和蹦回三个阶段研究。

  解析 将运动员看作质量为m的质点,从h1高处下落,刚接触网时速度的大小为

                (向下);

 弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小为

  (向上)。

  速度的改变量 Δv=v1+v2(向上)。

  以a表示加速度,Δ t表示运动员与网接触的时间,则

                  Δv=a Δ t。

  接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,由牛顿第二定律得

F-mg=ma。

  由以上各式解得 ,

  代入数值得  F=1.5×103N。

(三)反思总结

1. 力和运动关系的两类基本问题

  ① 已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;

  ② 已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。

2. 解决力和运动关系问题的一般步骤

① 确定研究对象;

② 分析研究对象的受力情况,必要时画受力示意图;

③ 分析研究对象的运动情况,必要时画运动过程简图;

④ 利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;

⑤ 利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。

五.当堂检测

1. 如图4-37所示,一水平传送带长为20m,以2m/s的速度做匀速运动。已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,现将该物体由静止轻放到传送带的A端。求物体被送到另一端B点所需的时间。(g 取10m/s2)

提示 本题要计算物体由A到B的时间,分析物体运动过程,有两种可能。一种可能是从静止开始一直加速到B,知道加速度就可求出运动时间;另一种可能是,物体加速一段时间后速度与传送带相同,接着做匀速运动,有两个过程,要分别计算时间。