物理:4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》学案(6)(新人教版必修1)
物理:4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》学案(6)(新人教版必修1)第5页

网对运动员的作用力当作恒力处理,从而可用牛顿第二定律结合匀变速运动公式求解。实际情况作用力应是变力,则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力。

例3 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。

  解析 物体受重力mg、支持力FN和向前的摩擦力F作用,由牛顿第二定律,有

F=ma,

又 FN-mg=0, F=μFN,

解得 a=μg=0.1×10m/s2=1 m/s2。

  当物体做匀加速运动达到传送带的速度v=2m/s时,其位移为

m=2m<20m,

所以物体运动2m后与传送带一起匀速运动。

  第一段加速运动时间为 s=2s,

  第二段匀速运动时间为 s=9s。

  所以,物体在传送带上运动的总时间为

                t=t1+t2=2s+9s=11s。

  点悟 物体受力情况发生变化,运动情况也将发生变化。此题隐含了两个运动过程,如不仔细审题,分析运动过程,将出现把物体的运动当作匀速运动(没有注意到物体从静止开始放到传送带上),或把物体的运动始终当作匀加速运动。请将本题与练习巩固(4-1)第7题作一比较。

例4 如图4-38所示,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调解的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略等大于直径。