高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 習(xí)題課二 牛頓第二定律的綜合應(yīng)用(1)課件 新人教版必修1.ppt

習(xí)題課二牛頓第二定律的綜合應(yīng)用 1 課堂探究 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 課堂探究核心導(dǎo)學(xué) 要點(diǎn)探究 一 連接體問題 例1 2017 吉林長(zhǎng)春外國(guó)語高一檢測(cè) 如圖所示 在質(zhì)量為m的小車中 用細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球 在水平牽引力f的作用下 小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng) 穩(wěn)定時(shí)懸線向左偏離豎直方向的角度為 撤去牽引力f后 小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng) 穩(wěn)定時(shí)懸線向右偏離豎直方向的角度為 則牽引力f的大小為 a mgtan b mgtan c m m gtan d m m g tan tan d 核心點(diǎn)撥 1 小車與小球相對(duì)靜止 小球的加速度與小車的加速度相同 2 撤去牽引力后 穩(wěn)定時(shí)小球與小車相對(duì)靜止 根據(jù)細(xì)線與豎直方向的夾角 可求出加速度 分析整體受力 可求出地面對(duì)小車的摩擦力 解析 當(dāng)小車受到水平牽引力f作用時(shí) 對(duì)整體 由牛頓第二定律得f ff m m a1小球受力如圖所示 則mgtan ma1當(dāng)小車不受牽引力f作用時(shí) 對(duì)整體 由牛頓第二定律得ff m m a2對(duì)小球 有mgtan ma2聯(lián)立以上各式解得f m m g tan tan 選項(xiàng)d正確 方法總結(jié) 解決連接體問題的基本方法 整體法與隔離法 1 當(dāng)物體間相對(duì)靜止 具有共同的對(duì)地加速度時(shí) 就可以把它們作為一個(gè)整體 通過對(duì)整體所受的合外力分析列出整體的牛頓第二定律方程 2 當(dāng)需要計(jì)算物體之間 或一個(gè)物體各部分之間 的相互作用力時(shí) 就必須把各個(gè)物體 或一個(gè)物體的各個(gè)部分 隔離出來 根據(jù)各個(gè)物體 或一個(gè)物體的各個(gè)部分 的受力情況 畫出隔離體的受力圖 列出牛頓第二定律方程 3 許多具體問題中 常需要交叉運(yùn)用整體法和隔離法 有分有合 從而迅速求解相關(guān)問題 拓展提升1 2017 深圳高一檢測(cè) 一輛小車靜止在水平地面上 bc是固定在車上的一根水平桿 質(zhì)量為m的物塊a穿在桿上 a通過細(xì)線懸吊著質(zhì)量為m的物體b b在小車的水平底板上 小車未動(dòng)時(shí)細(xì)線恰好在豎直方向上 現(xiàn)使小車如圖分四次分別以a1 a2 a3 a4向右勻加速運(yùn)動(dòng) 四種情況下a b均與車保持相對(duì)靜止 且圖 甲 和圖 乙 中細(xì)線仍處于豎直方向 已知a1 a2 a3 a4 1 2 4 8 a受到的摩擦力大小依次為ff1 ff2 ff3 ff4 則下列關(guān)系錯(cuò)誤的是 a ff1 ff2 1 2b ff1 ff2 2 3c ff3 ff4 1 2d tan 2tan b 解析 甲 乙 兩圖中 a水平方向只受靜摩擦力作用 根據(jù)牛頓第二定律得ff1 ma1ff2 ma2而a1 a2 1 2 則ff1 ff2 1 2 故a正確 b錯(cuò)誤 丙 丁 兩圖中 對(duì)m和m整體受力分析 受總重力 m m g 支持力fn 摩擦力ff 如圖 a 所示 根據(jù)牛頓第二定律 有ff m m a 二 牛頓第二定律與圖像的結(jié)合問題 例2 2017 成都高一期末 為了探究物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 取一質(zhì)量為m的物體 使其在沿斜面方向的推力作用下向上運(yùn)動(dòng) 如圖 甲 所示 通過力傳感器得到推力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 乙 所示 通過頻閃照相處理后得出速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 丙 所示 若已知斜面的傾角 30 取重力加速度g 10m s2 1 求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 求撤去推力f后 物體還能上升的距離 斜面足夠長(zhǎng) 思維導(dǎo)圖 規(guī)律方法 數(shù)形結(jié)合解決物理問題 物理公式與物理圖像的結(jié)合是一種重要題型 動(dòng)力學(xué)中常見的圖像有v t圖像 x t圖像 f t圖像 f a圖像等 解決該類問題注意以下幾點(diǎn) 1 分清圖像的橫 縱坐標(biāo)所代表的物理量及單位 并且注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始 明確其物理意義 2 明確圖線傾斜程度 斜率 的物理意義 如v t圖線的斜率表示加速度 注意圖線中一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義 如圖線與橫 縱坐標(biāo)的交點(diǎn) 圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn) 兩圖線的交點(diǎn)等 3 明確能從圖像中獲得哪些信息 把圖像與具體的題意 情境結(jié)合 并結(jié)合斜率 特殊點(diǎn)等的物理意義 確定能從圖像中反饋出哪些有用信息 如v t圖線所圍面積表示位移等 并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解 4 利用橫 縱坐標(biāo)物理量間的函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像作出判斷 拓展提升2 2017 重慶萬州二中高一期末 多選 如圖 甲 所示 為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角 的關(guān)系 將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長(zhǎng)的斜面向上推出 調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角 實(shí)驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角 的關(guān)系如圖 乙 所示 取g 10m s2 根據(jù)圖像可求出 a 物體的初速率v0 3m sb 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 75c 取不同的傾角 物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin 1 44md 當(dāng)某次 30 時(shí) 物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑 bc 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)隨堂演練 檢測(cè)效果 1 2017 江蘇南京高一檢測(cè) 如圖所示 a b兩個(gè)物塊疊放在光滑水平面上 質(zhì)量分別為6kg和2kg 它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 2 設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 取g 10m s2 現(xiàn)對(duì)a施加水平拉力f 要保持a b相對(duì)靜止 f不能超過 a 4nb 8nc 12nd 16n d 解析 要使a b之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 它們之間的最大加速度為b的滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的加速度的大小 所以最大加速度為a g 2m s2 對(duì)整體有f ma mb a 8 2n 16n選項(xiàng)d正確 a b c錯(cuò)誤 2 2017 南通高一檢測(cè) 如圖所示 質(zhì)量為m2的物塊b放置在光滑水平桌面上 其上放置質(zhì)量m1的物塊a a通過跨過光滑定滑輪的細(xì)線與質(zhì)量為m的物塊c連接 釋放c a和b一起以加速度a從靜止開始運(yùn)動(dòng) 已知a b間動(dòng)摩擦因數(shù)為 則細(xì)線中的拉力大小一定為 a mgb mg mac m1 m2 ad m1a 1m1g c 解析 根據(jù)牛頓第二定律 對(duì)物塊c有mg ft ma 解得ft mg ma 選項(xiàng)a b錯(cuò)誤 對(duì)a b整體有ft m1 m2 a 選項(xiàng)c正確 ab間為靜摩擦力 對(duì)物塊b有ff m2a 但ff不一定等于 m1g 對(duì)a有ft ff m1a則ft m1a m2a ft不一定等于m1a m1g 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 3 2017 南京學(xué)業(yè)考試 放在水平地面上的一物塊 受到方向不變的水平推力f的作用 f的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示 取重力加速度g 10m s2 由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩檫因數(shù) 分別為 a m 0 5kg 0 4b m 1 5kg 0 4c m 0 5kg 0 2d m 1kg 0 2 a 解析 由v t圖可知4 6s 物塊勻速運(yùn)動(dòng) 有ff f 2n 在2 4s內(nèi)物塊做勻加速運(yùn)動(dòng) 加速度a 2m s2 由牛頓第二定律得f ff ma 將f 3n ff 2n及a代入解得m 0 5kg 由公式ff fn得 4 2017 黑龍江哈爾濱市六中期末 某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練 他從懸停在空中的飛機(jī)上由靜止跳下 距離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落運(yùn)動(dòng) 他打開降落傘后的速度圖像如圖所示 已知運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總質(zhì)量m 60kg g取10m s2 2 勻速下落時(shí)