2022年第六节牛顿运动定律的应用 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第六节牛顿运动定律的应用（一）三维目标：一、知识与技能：1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。二、过程与方法：1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。三、情感、态度与价值观：1、利用我国

2、的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。教学重点：用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。教学难点：正确分析受力并恰当地运用正交分解法。教学方法：创设情景 - 导入课题 - 实例分析 - 实践体验 - 交流总结。教学用具 ：投影仪、多媒体等。教学过程：导入新课：前面我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。新课教学：一、力和运动综合问题：牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物

3、体的受力情况和运动情况联系起来。1、用牛顿运动定律解决的问题可分为两类：、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。、已知物体的运动情况，求解物体的受力情况。2、用牛顿运动定律解决这两类问题的基本思路：3、总结：无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是连接力和运动的桥梁。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载4、实例探究：例 1、一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在 6.4N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与地面间的滑动摩擦力是4.2N，求物体在4s 末的速度和4s 内发生的位移是多

4、少？例 2、 一个滑雪的人， 质量 75kg， 以 v0 2/的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 30，在 t=5 s 的时间内滑下的路程60，求滑雪人受到的阻力（包括空气阻力和滑动摩擦力）。二、瞬时性问题：1、在动力学问题中，物体受力情况在某些时候会发生突变，根据牛顿第二定律的瞬时性，物体受力发生突变时，物体的加速度也会发生突变，突变时刻物体的状态称为瞬时状态，动力学中常常需要对瞬时状态的加速度进行分析求解。2、分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立：、钢性绳（或接触面）：认为是一种不发生

5、明显形变就可产生弹力的物体，若剪断（或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理。、弹簧（或橡皮绳）：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变。3、实例探究：例 1、如图所示， A、B 两球的质量均为m,求：剪断线的瞬间 A、B 的加速度多大？例 2、如图所示， A、B、C 为三个质量相同的小球，不计弹簧质量。把连接A、B 两小球间的细绳剪断瞬时，A 的加速度为多大？B 的加速度为多大？C 的加速度为多大？例 3、如图所示，若小球的质量为m,弹簧的倔强系数为k,求：小球速度最大时

6、弹簧的压缩量为多少？例 4、如图所示，一质量为m 的小球，用细绳和轻弹簧 (细绳 )悬吊处于静止状态，其中细绳水平，轻弹簧与竖直方向成角，当剪断水平细绳的瞬间，小球的加速度多大？方向怎样？三、连结体问题：1、在研究力和运动的关系时，经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连结体问题”。连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。2、解连接体问题的基本方法：整体法和隔离法。、当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。、当需要计算物体之间（或一个物体各部分之间）的相互作用力时，就必须把各个物体

7、（或一个物体的各个部分）隔离出来，根据各个物体（或一个物体的各个部分）的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程。、许多具体问题中，常需要交叉运用整体法和隔离法，有分有合，从而可迅速求解。3、实例探究：例 1、如图所示，质量为2m 的物块 A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m 的物块 B 与地面的动摩擦因数为 。在已知水平推力F 的作用下， A、 B 作加速运动。求：A 对 B 的作用力。例 2、如图所示， 物体 A、B 置于倾角为30的光滑斜面上， 若已知 A 的质量为 4kg，B 的质量为1kg，求： A、B 间的相互作用力。m B A B A m 精选学习资料 - - -

8、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载例 3、如图所示，质量分别为m 和 M 的物块 A、B 沿倾角为a的光滑斜面下滑，在下滑过程中A、 B相对静止，求B 对 A 的支持力和摩擦力。例 4、如图所示，有一只质量为m 的猫，竖直跳上一根用细绳悬挂起来的质量为M 的长木柱上。当它跳上木柱后，细绳断裂，此时猫要与地面保持不变的高度，在此过程中，猫要使木柱对地的加速度大小为多大？例 5、如图所示，在一个水平向右作匀加速运动的车厢内，用一定滑轮通过绳子悬挂两个物体A，B，质量分别为：m1，m2，且 m2m1。B 静止在车厢的地板上，A 向左

9、偏离竖直方向成角，这时物体B 受到的摩擦力为多大？B 对车厢地板的压力为多大？四、临界问题：1、在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、 “至少”、 “刚好”等词语时，往往有临界现象，此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件。2、几类问题的临界条件：、相互接触的两物体脱离的临界条件是相互作用的弹力为零，即N=0。、绳子松弛的临界条件是绳中张力为零，即T=0。、存在静摩擦的连接系统，相对静止与相对滑动的临界条件静摩擦力达最大值。3、实例探究：例 1、如图所示，已知斜面的倾角为30

10、0，小球的质量为m，绳子与斜面平行。求：当斜面向右加速度为 g 和 2g 时绳子的拉力分别为多大？例 2、如图所示，在静止的小车内，用细绳a、b 系住一个小球。绳a 与竖直方向成 角，拉力为Ta，绳 b 成水平，拉力为Tb。现让小车从静止开始向右做匀加速直线运动。此时 不变。则两根细绳的拉力如何变化 ?若=600，加速度a=g，求： Ta、Tb分别为多大？例 3、如图所示， A 质量为 m、倔强系数为K，现用一托板B 托住物体A，使弹簧恰好为原长，然后使托板从静止开始以加速度a 竖直向下作匀加速运动(ag)，则 :经过多少时间托板与物体分离? 例 4、已知 ,mA=1kg，mB=2kg， =0

11、.1， A、B 之间光滑， =370求：为使A、B 相对静止F 的最大值多大 ? 五、牛顿第二定律的整体应用问题：在某一方向上，系统的外力之和与系统内各物体在这一方向上产生的加速度满足如下关系：在 x 轴方向有： F1x+F2x+F3x m1xa1x+m2xa2x+m3xa3x在 y 轴方向有： F1y+F2y+F3y m1ya1y+m2ya2y+m3ya3y实例探究：例 1、如图所示，在水平地面上叠放着质量分别为m 和M 的两个物体A 和 B，在水平向右的拉力F 的作用下，物体A 和 B 分别以不同的加速度向右做匀加速直线运动（B 足够长），已知：物体A 的加速度为a，B 与地面之间的动摩擦

12、因数为，B A A B F B A F B A v 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载求：物体 B 的加速度为多少？例 2、如图所示，静止于粗糙水平面上倾角为的斜劈质量为M，一质量为m 的物体冲上斜劈做加速度为a 的匀减速直线运动，在物体运动过程中，斜劈对水平地面静止。求：地面对斜劈的摩擦力和支持力分别是多少？六、传送带问题：分析思路：初始条件相对运动判断滑动摩擦力的大小和方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。难点是当物体与皮带速度出现

13、大小相等、方向相同时，物体能否与皮带保持相对静止。一般采用假设法，假使能否成立关键看F静是否在0- Fmax 之间。实例探究：例 1、如图所示为水平传送带装置，绷紧的皮带始终保持以=1m/s 的速度移动，一质量m=0.5kg 的物体（视为质点） 。从离皮带很近处轻轻落到一端A 处。若物体与皮带间的动摩擦因素 =0.1。AB 两端间的距离为L=2.5m。试求：物体从A 运动到 B 的过程所需的时间为多少？例 2、如图所示，一平直的传送带以速度 =2m/s 匀速运动，传送带把处的工件运送到处，、相距=10m。从处把工件无初速地放到传送带上，经时间6s 能传送到处，欲用最短时间把工件从处传到处，求传送带的运行速度至少多大？例 3、如图所示，传送带与地面倾角为37，从A到长度为 16m，传送带以 10m/s 的速率逆时针转动。在传送带上端无初速地放一个质量为0.5kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从运动到所需时间是多少？（sin37 0.6）A B 37 A B A B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页