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，請點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，我們在已知受力的情況下可以結(jié)合_ ，解決有關(guān)物體運動狀態(tài)變化的問題；我們也可以在已知物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的情況下，運用運動學(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、，從而確定物體的運動情況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)物體的運動情況，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)鍵對物體進行正確的受力分析和運動情況的分析，并抓住受力情況和運動情況之間聯(lián)系的橋梁.一、從受力情況確定運動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)合運動學(xué)公式 ⇒ 求運動學(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， 物體從靜止開始運動，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)一下運用牛頓定律解決由受力情況確定運動情況的一般步驟2受力情況和運動情況的鏈接點是牛頓第二定律，在運用過程中應(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、從運動情況確定受力解題思路分析物體運動情況

4、⇒ 利用運動學(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山坡，沿山坡每前進100m，升高 5m汽車由靜止開始前進100m 時，速度達(dá)到36km/h，求汽車在前進中所受摩擦力的大小 方法規(guī)納 確定研究對象，對研究對象進行受力分析和運動過程分析，并畫出受力圖和運動草圖選擇合適的運動學(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 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 拉動小車和木塊一起做勻加速運動，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摩擦因數(shù)為，則在這個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，一輛有動力驅(qū)動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間內(nèi)小球與小車相對靜止，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、時間內(nèi)小車可能是A向右做加速運動B向右做減速運動c向左做加速運動D向左做減速運動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)兩車與路面間的動摩擦因數(shù)相等，不計空氣阻力，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動，車廂內(nèi)懸掛在車頂上的小球與懸點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，傳送帶開始以速度v 勻速斜向上運動則木塊從A 滑到 B 所需的時間與傳送帶始終靜止不動時木塊從A 滑到 B 所用的時間比較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摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對物體施加一個大小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，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F 作用下向上運動，推力F 與小環(huán)速度v 隨時間變化規(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運動學(xué)公式2重力彈力摩擦力3受力情況運動情況加速度整體法隔離法牛頓第二定律加速度運動學(xué)規(guī)律4運動情況受力情況運動學(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，地面對物體的支持力，摩擦力分別為FN、 f. 對物體受力分

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.再由運動學(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.討論交流運用牛頓定律解決由受力情況確定物體的運動情況大致分為以下步驟：確定研究對象對確定的研究對象進行受力分析，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. 求得物體運動的加速度應(yīng)用運動學(xué)的公式求解物體的運動學(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、四其他再者每一個力都會獨立地產(chǎn)生一個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解析由運動學(xué)知識可知：前后兩段勻變速直線運動的加速度 a 與時間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.勻加速運動的位移s 100m，根據(jù)運動學(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