【知识梳理】
1.动力学的两类基本问题
(1)已知受力情况求物体的运动情况.
(2)已知运动情况求物体的受力情况.
2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图所示:
3.动力学的两类基本问题的解题步骤
【例题与变式】
例题1.质量为1kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在ts内的位移为xm,则F的大小为(单位为N)( ).
变式1.一皮带传送装置如图所示,皮带的速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块.已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平.若滑块放到皮带的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自然长度,则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中,滑块的速度和加速度变化的情况是( ).(www.xing528.com)
A.速度增大,加速度增大 B.速度增大,加速度减小
C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小 D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
例题2.滑雪运动中,当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦力.然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大.假设滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125.一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B处(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长L=26m,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)滑雪者到达B处的速度;
(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离.
变式2.如图所示,一质量m=0.20kg的滑块(可视为质点)从固定的粗糙斜面的顶端由静止开始下滑,滑到斜面底端时速度大小v=4.0m/s.已知斜面的倾角θ=37°,斜面长度L=4.0m,sin37°=0.60,cos37°=0.80,若空气阻力可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)滑块沿斜面下滑的加速度大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数.
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