牛頓第二定律的應(yīng)用學(xué)案(粵教版必修1)_1

1、牛頓第二定律的應(yīng)用 學(xué)案（粵教版必修1）本資料為woRD 文檔，請(qǐng)點(diǎn)擊下載地址下載全文下載地址4.5 牛頓第二定律的應(yīng)用學(xué)案1（粵教版必修1）牛頓第二定律給出了加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系： _. 因此，我們?cè)谝阎芰Φ那闆r下可以結(jié)合_ ，解決有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的問題；我們也可以在已知物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的情況下，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的 _ ，再結(jié)合牛頓第二定律確定物體的受力情況2受力分析的一般順序：先_，再 _，最后_受力分析的方法有_和 _3第一類基本問題已知物體的 _，確定物體的 _求解此類題的思路是：已知物體的受力情況，根據(jù)_，求出物體的_，再由物體的初始條件，根據(jù)_ 求出未知量

2、，從而確定物體的運(yùn)動(dòng)情況4第二類基本問題已知物體的 _ ，確定物體的 _求解此類題的思路是：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用_ 求出 _ ， 再 根 據(jù) _ 就 可 以 確 定 物 體_，從而求得未知的力，或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)等5分析和解決這類問題的關(guān)鍵對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)情況的分析，并抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁.一、從受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況解題思路分析物體受力情況 ⇒ 求物體的合力 ⇒ 由 aFm求加速度 ⇒ 結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 ⇒ 求運(yùn)動(dòng)學(xué)量例 1 靜止在水平面上的物體質(zhì)量為 400

3、g，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.5 ，在 4N 的水平拉力作用下， 物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，求出 4s 內(nèi)物體的位移和 4s 末物體的速度討論交流從以上的解題過程中，總結(jié)一下運(yùn)用牛頓定律解決由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況的一般步驟2受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的鏈接點(diǎn)是牛頓第二定律，在運(yùn)用過程中應(yīng)注意哪些問題？變式訓(xùn)練 1如圖 1 所示，質(zhì)量 m4kg 的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.5 ，在與水平方向成 37°角的恒力 F 作用下， 從靜止起向右前進(jìn)t1 2.0s 后撤去 F，又經(jīng)過t2 4.0s物體剛好停下求：F 的大小、最大速度vm、總位移 s.二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力解題思路分析物體運(yùn)動(dòng)情況

4、⇒ 利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求a⇒由 F ma求合力 ⇒ 求其他力例 2質(zhì)量為 2.75t的載重汽車，在2.9 ×103N 的牽引力作用下由靜止勻加速開上一個(gè)山坡，沿山坡每前進(jìn)100m，升高 5m汽車由靜止開始前進(jìn)100m 時(shí)，速度達(dá)到36km/h，求汽車在前進(jìn)中所受摩擦力的大小 方法規(guī)納 確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力變式訓(xùn)練2一個(gè)物體的質(zhì)量m 0.4kg ，以初速度

5、v0 30m/s 豎直向上拋出， 經(jīng)過 t 2.5s 物體上升到最高點(diǎn) 已知物體上升過程中所受到的空氣阻力大小恒定，求物體上升過程中所受空氣阻力的大小是多少？變式訓(xùn)練3如圖 2 所示，光滑地面上，水平力F 拉動(dòng)小車和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，小車的質(zhì)量為m，木塊的質(zhì)量為 m.設(shè)加速度大小為a，木塊與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在這個(gè)過程中木塊受到的摩擦力大小不可能是A mgBmac.mm mFDF ma【即學(xué)即練】圖 3如圖 3 所示，一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止，且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力則在這段

6、時(shí)間內(nèi)小車可能是A向右做加速運(yùn)動(dòng)B向右做減速運(yùn)動(dòng)c向左做加速運(yùn)動(dòng)D向左做減速運(yùn)動(dòng)2兩輛汽車在同一水平路面上行駛，它們的質(zhì)量之比m1 m21 2，速度之比v1 v22 1. 當(dāng)兩車急剎車后，甲車滑行的最大距離為s1，乙車滑行的最大距離為s2. 設(shè)兩車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，不計(jì)空氣阻力，則As1 s2 1 2Bs1 s2 1 1cs1 s2 2 1Ds1 s2 4 1圖 43如圖4 所示，車沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，車廂內(nèi)懸掛在車頂上的小球與懸點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為 ，放在車廂底板上的物體 A 與車廂相對(duì)靜止 A 的質(zhì)量為 m，則 A 受到的摩擦力的大小和方向分別是Amgsin ，向右Bmgt

7、an，向右cmgcos，向左Dmgtan，向左圖 54如圖5 所示，靜止的粗糙傳送帶上有一木塊m 正以速度 v 勻速下滑，滑到傳送帶正中央時(shí)，傳送帶開始以速度v 勻速斜向上運(yùn)動(dòng)則木塊從A 滑到 B 所需的時(shí)間與傳送帶始終靜止不動(dòng)時(shí)木塊從A 滑到 B 所用的時(shí)間比較A兩種情況相同B前者慢c前者快D不能確定圖 65如圖 6 所示，質(zhì)量 m 2kg 的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小F 8N、與水平方向夾角 37°角的斜向上的拉力，已知sin37 ° 0.6 ， cos37 ° 0.8 ， g取10m/

8、s2.求：物體在拉力作用下5s 末的速度；物體在拉力作用下內(nèi)通過的位移6固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F 作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F 與小環(huán)速度v 隨時(shí)間變化規(guī)律如圖7 所示，重力加速度5sg取10m/s2.求：小環(huán)的質(zhì)量m；細(xì)桿與地面間的傾角 .參考答案課前自主學(xué)習(xí)a Fm運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2重力彈力摩擦力3受力情況運(yùn)動(dòng)情況加速度整體法隔離法牛頓第二定律加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律4運(yùn)動(dòng)情況受力情況運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加速度牛頓第二定律所受的力5加速度解題方法探究例 1 40m 20m/s解析設(shè)物體的質(zhì)量為m，水平拉力為F，地面對(duì)物體的支持力，摩擦力分別為FN、 f. 對(duì)物體受力分

9、析如圖所示，由牛頓第二定律可得F 合 F f ma，由于 f FN， FNmg得 aF mgm.再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，4s 內(nèi)物體的位移s 12at2 12F mgm•t212× 40.5 × 0.4 × 100.4 ×42m 40m. 4s 末物體的速度 vat F mgm•t 40.5 ×0.4 × 100.4 × 4m/s 20m/s.討論交流運(yùn)用牛頓定律解決由受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況大致分為以下步驟：確定研究對(duì)象對(duì)確定的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫出物體的受力示意圖建立直角坐標(biāo)系，在

10、相互垂直的方向上分別應(yīng)用牛頓第二定律列式 Fx max，F(xiàn)y may. 求得物體運(yùn)動(dòng)的加速度應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式求解物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)量2受力分析的過程中要按照一定的步驟以避免 “添力”或“漏力” 一般是先場(chǎng)力，再接觸力，然后是其他力，如一重、二彈、三摩擦、四其他再者每一個(gè)力都會(huì)獨(dú)立地產(chǎn)生一個(gè)加速度但是解題過程中往往應(yīng)用的是合外力所產(chǎn)生的合加速度再就是牛頓第二定律是一矢量定律，要注意正方向的選擇和直角坐標(biāo)系的應(yīng)用變式訓(xùn)練 154.5N20m/s60m解析由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可知：前后兩段勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 a 與時(shí)間t 成反比，而第二段中 mg ma2，加速度a2 g 5m/s2 ，所以第一段中的加速度一定

11、是a110m/s2.再由方程 Fcos ma1可求得： F 54.5N第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度，可以按第二段求得：vma2t2 20m/s又由于兩段的平均速度和全過程的平均速度相等，所以有 s vm2 60m. 例 2 150N解析設(shè)斜坡的傾角為 ，以汽車為研究對(duì)象，受力如圖所示已知汽車的質(zhì)量m 2.75t 2750kg，初速度 v0 0，末速度 vt 36km/h 10m/s.勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s 100m，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2t v20 2as ，得 av2t v202s 102 02× 100m/s20.5m/s2.由牛頓第二定律知， 沿斜面方向有 F f mgsin ma.其中 sin 5100.所以 f F mgsin ma2900 2750× N 150N. 變式訓(xùn)練