兩類動力學問題

1、牛頓運動定律的應用兩類動力學問題、引入本單元應以牛頓第二定律為核心，要求學生熟練掌握之.然而，關(guān)于物體的“慣性” 和作用力與反作用力關(guān)系及判斷，學生也是極易出錯的，因此也妥求熟練掌握. 二、教學過 程1. 加深對牛頓第二定律的理解對定律中三個關(guān)鍵字的埋解“受”是指物體所受的力，而非該物體對其他物體所施加的力?！昂稀笔侵肝矬w所受的所有外力的合力，而非某分力或某些分力的合力“外” 是指物體所受的外力，而非內(nèi)力（即物體內(nèi)部各部 分間的相互作用力，如-列火車各車廂間的拉力）。 牛頓第二定律確定了三個關(guān)系F大小關(guān)系：a- f ,加速度的大小與物體所受的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比.方向關(guān)系：加速度的

2、方向與合外力的方向相同.單位關(guān)系：F=kma中，只有當公式兩邊的物埋雖均取國際單位制中的單位時，比例 系數(shù) k才等于1,公式才可簡化為F f=mao 牛頓第二定律反映了加速度和力的五條性質(zhì)同體性F合、m和a都是相對于同- 物體而言的.矢量性一一牛頓第二定律是個矢量式，求解時應先規(guī)定正方向.獨立性一一作 用在物體上的每個力都將獨立地產(chǎn)生各自的加速度，合外力的加速度即是這些加速度的矢雖和.同時性一一加速度隨著合外力的變化而同時變化.瞬時性一一牛頓第二定綁是-個瞬時關(guān) 系式，它描述了合外力作用的瞬時效果.如果合外力時刻變化，則牛頓第二定律反映的是某 時刻加速度與力之間的瞬時關(guān)系. 力、加速度和速度的

3、關(guān)系關(guān)于力、加速度和速度的關(guān)系，正確的結(jié)論是：加速度隨力 的變化而變化，但力（或加速度）和速度并沒有直接的關(guān)系，其變化規(guī)律需根據(jù)具體情況分析。 例如，在簡諧運動中，回復力、加速度最人時，振了的速度為零：而回復力、加速度為零時，振 子的速度最大.2. 什么樣的問題是“牛頓第二定律”的應用問題（即物理問題的歸類）凡是求瞬時力及其 作用效果的問題；判斷質(zhì)點的運動性質(zhì)的問題（除根據(jù)質(zhì)點運動規(guī)探 判斷外）都屬“牛頓第二 定綁”的應用問題.動力學的兩類基本問題即：程求解。3. 牛頓定祁的應用【力學】三、牛頓運動定律第1貞共6貞【物體的動力學圖景】連接體問題圖景用輕繩連接直接接觸(1) 由受力情況判斷物體的

4、運動狀態(tài)在受力情況已知的情況下，要求判斷出物體的運動 狀態(tài)或求出物體的運動速度或位移。處理這類問題的基本思路是：先求出幾個力的合力，由牛 頓第二定W (F=ma)求出加速度，再由運動學的有關(guān)公式求出速度或位移。解題步驟：(1) 明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點。如果是比較復雜的問題，應該明確整 個物理現(xiàn)象是由幾個物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點，再分別研究每個物理過程。(2) 根據(jù)問題的要求和計算方法，確定研究對象，進行受力分析，湎出受力圖示盤圖，圖 中應注明力、速度、加速度的符號和方向，對每個力都要明確施力物體和受力物體，以免分析 力時有所遺漏或無中生有。(3) 應用牛頓運動定律

5、和運動學公式解，通常用衣示物理量的符號運算，解出所求物理量 的農(nóng)達式來，然后，將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運算求出結(jié)果?！纠?】個質(zhì)量為2Kg的物體放在水平面上，它與水平而間的動摩擦因數(shù)p=0.2,物 體受到5N的水平拉力作用，由初速度vo=5m/s開始運動，求第4秒內(nèi)物體的位移(g取lOm/s?)【力學】三、牛頓運動定律第2貞共6貞圖1【鞏固練習I】質(zhì)量為12kg的箱（放在水平地面上，箱/和地血的淆動 摩 擦因數(shù)為0.3,現(xiàn)用傾角為37的60N力拉箱如圖所示，3s 末撤去拉力，則撤去拉力時箱了的速度為多少？箱/繼續(xù)運動多 少時間而靜止？NFmg圖2（2）由運動求情況判斷受力情況對于第二

6、類問題，在運動情況己知情況下，要求判斷出物體 的未知力的情況，其解題思路般是：已知加速度或根據(jù)運動規(guī)從求出加速度，再由第二定 律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法則（平行四邊形法則）或正交分解法?！纠?如圖4所示，B物塊放在A物塊上面起以加速度a=2m/s2沿斜面向上滑動.已 知A物塊質(zhì)量M=10kg , B物塊質(zhì)量為m=5kg,斜面傾角0 =37 .問（1） B物體所受的 摩擦力多人？ （2） B物塊對A物塊的壓力多人？【例3如圖4所示，有箱裝得很滿的土豆,地面上做勻減速運動,（不計其它外力及空氣阻力），以定的初速度在摩擦因數(shù)為 的水平則其中個質(zhì)量為m

7、的土豆4受其【力學】三.牛頓運動定律第3貞共6貞它土豆對它的總作用力人小應是(AmgD. ms 1-K分析與解習像本例這種物體系的各部分具有相同加速度的問題，我 們可以視其為整體，求關(guān)鍵信息，如加速度，再根據(jù)題設(shè)要求，求物體系內(nèi) 部的各部分相互作用力。選所有土豆和箱了構(gòu)成的整體為研究對象，其受重力、地面支持力和 摩擦力而作減速運動，且由摩擦力捉供加速度則有 m滬ma, a= J而單一土豆A的受其它土豆的作川力無法明示，但題I I只妥求解圖6 其總作用力，因此可以用等效合力替代，它的受力分析如圖3-3-5所示, 由矢量合成法則，得F息=(ma) + (mg ) = mg +1因此答條C匸確點評：

8、整體法與隔離法交替使用，是解決這種加速度相同的物體系物體運 動的般方法。而整體法主要是用來求解物體系受外部作用力或整體加速度，隔離法則主要是 用來求系統(tǒng)內(nèi)各部分的相互作用力?！眷柟叹毩?如圖7所示，物塊質(zhì)量為nn=2kg,光滑斜面傾角為0=30。.問：當 斜面以ai=2m/s2向右運動時繩的拉力多大？(=?)(2)當斜而以O(shè)2-20m/s2向右運動時繩的拉力多大？ (Tz=?)練習【力學】三.牛頓運動定律第4貞共6貞1. 豎直向上拋出的物體，最后又落回原處，若考慮空氣阻力，且阻力在整個過程中大小不 變，則物體A. 上升過程的加速度人小定大于下降過程的加速度的人小B. 上升過程最后Is內(nèi)位移的人

9、小定等于下降過程中最初Is內(nèi)位移的大小C.上升過程所 需要的時間一定小于下降過程所需要的時間D.上升過程的平均速度定大于下降過程的過程的平均速度2. 物體由靜止沿傾角為的斜而下淆，加速度為a；若給此物體-個沿斜面向上的初速度V。，使其上滑，此時物體的加速度可能為A. a B. 2oC. 2gsin -a D. 2gsin +a3. 質(zhì)量為m的物體，放在粗糙水平面上，在水平拉力F作用下由靜止開始運動，經(jīng)過時間t ,速度達到v ,如果要使物體的速度達到2v,可釆用以下方法的是A.將物體質(zhì)量變 為m/2,其他條件不變B.將水平拉力增為2F,其他條件不變C. 將時間增為It,其他條件不變D.將質(zhì)量、作

10、用力和時間都增為原來的2倍4. 如圖1所示，電梯與地血的夾角為30 ，質(zhì)量為m的人站在電梯上。當電梯斜向上作 勻加速運動時，人對電梯的壓力是他體重的12倍，那么，電梯的加速度 a的大小和人與電梯衣面間的靜摩擦力f大小分別是A.a=g/2B. a=2g/5C. /=2mg/5D. /= 3mg/55. 如圖2所示，固定在小車上的折桿4=, B端固定個質(zhì)量為 |m小球，若小車向右的加速度為a,則AB桿對小球的作用力F為A. 當a=0時，F(xiàn)=mg/cos ,方向沿AB桿B. 當 a=gtg 時，f=mg/cos ,方向沿 AB 桿C. 無論a取何值，F(xiàn)都等于m g +a ,方向都沿AB桿鮒1圖2D.

11、 無論a取何值，F(xiàn)都等于mg +a ,方向不一定沿桿圖36. 為-個物體作直線運動的v-t圖線，若物體在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)所受合力分別為鬥、F2、刊，則A. 尺、F2、C大小和等，方向相同鬥、鬥是正B. 的，幾是負的C戸是正的，F(xiàn)2、尸3為零3-2-13D. fl. Fl. F3大小相等，鬥與F2、尸3方向相反7. 如圖4所示，吊籃4、物體B、物體C的質(zhì)量相等，彈簧質(zhì)量不計，B和C分別固定 在彈贊兩端，放在吊籃的水平底板上靜止不動。將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間A. 吊籃A的加速度大小為SB. 物體B的加速度人小為零【力學】三.牛頓運動定律第5貞共6貞圖4C. 物體C的加速度大小為3g/2D4、B、C的加速度大小都等于s8. 如圖5所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到0點并系住物體現(xiàn)將彈簧壓縮到4點,然后釋放，物休直可以運動到B點，如果物體受到的阻力恒定，則A. 物體從4到0點先加速后減速B. 物體運動到0點時所受的合外力為零，速度最人C. 物體從A到0加速運動，從0到B減速運動D. 物體從A到0的過程加速度逐漸減小9. 物體在受到與其初速度方向致的合外力F的作用下作宜線運 動，合外力F的大小隨時間t的改變情況如圖6所示，則物體 的 速度：）A. 先變小后變大B. 先變?nèi)撕笞?/p>