下載高一物理牛頓第二定律應(yīng)用

1、課題：牛頓第二定律應(yīng)用(一)目的：1、掌握應(yīng)用牛頓定律分析力和運(yùn)動關(guān)系問題的基本方法。2、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力。重點(diǎn)：受力分析、運(yùn)動和力關(guān)系的分析。難點(diǎn)：受力分析、運(yùn)動和力關(guān)系的分析。方法：啟發(fā)思考總結(jié)歸納、講練結(jié)合。過程：一、知識點(diǎn)析：1 .牛頓第二定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出的定量揭示了物體的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。數(shù)學(xué)表達(dá)式：2 F=maf2 Fx= Ma2 Fy=ma理解該定律在注意：(1)。瞬時對應(yīng)關(guān)系；(2)矢量關(guān)系；(3)。2.力、加速度、速度的關(guān)系：(1) 加速度與力的關(guān)系遵循牛頓第二定律。(2) 加速度一與速度的關(guān)系：速度是描述物體運(yùn)動的一個狀態(tài)量，它與物體運(yùn)動的加速度沒有

2、直接聯(lián)系， 但速度變化量的大小加速度有關(guān)，速度變化量與加速度(力)方向一致。(3) 力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，而力與物體的速度，及速度的變化均無直接關(guān)系。A v=at , v=v0+at,速 mg=kxc,a=0,物體速度達(dá)最大。由 C-B的過程中，由于 mg<kx2,a=kx2/m-g,物體做a增加的減速直線運(yùn)動。 同理，當(dāng)物體從B-A時，可以分析B-C做加速度度越來越小的變加速直線運(yùn)動；從 C-A做加速度越來越 大的減速直線運(yùn)動。C正確。度的變化需要時間的積累，速度的大小還需考慮初始情況。二、例題分析：例1。一位工人沿水平方向推一質(zhì)量為 45mg的運(yùn)料車，所用的推力為 當(dāng)這位工人不再

3、推車時，車的加速度?！纠?】物體從某一高度自由落下，落在直立于地面的輕彈簧上，如圖 觸，到B點(diǎn)時，物體速度為零，然后被彈回，則以下說法正確的是： A、物體從A下降和到B的過程中，速率不斷變小 B、物體從B上升到A的過程中，速率不斷變大 C、物體從A下降B,以及從B上升到A的過程中， D、物體在B點(diǎn)時，所受合力為零【解析】本題主要研究a與F合的對應(yīng)關(guān)系，彈簧這種 物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)。對物體運(yùn)動過程 正確的受力分析，是解決本題的關(guān)鍵，找出AB之間的 的過程中，由mg>kx1, 得a=g-kx1/m,物體做a減小的90N,此時運(yùn)料車的加速度是1.8m/s2,3-2所示，在A點(diǎn)物體

4、開始與彈簧接速率都是先增大，后減小特殊模型的變化特點(diǎn)，以及由 及狀態(tài)分析清楚，同時對物體C位置，止匕時F合=0,由A-C 變加速直線運(yùn)動。在 C位置【評析】由物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)，是牛頓第二定律應(yīng)用的重要部分。彈簧是使物體受力連續(xù) 變化的模型，在物理問題(特別是定性判斷)中經(jīng)常應(yīng)用。其應(yīng)用特點(diǎn)是：找好初末兩態(tài)，明確變化過程?！纠?】以初速度V。豎直上拋一個質(zhì)量為 m的物體，設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小不變，物體經(jīng)過 時間t到達(dá)最高點(diǎn)。求：(1)物體由最高落回原地所用時間ti0 (2)物體落回原地時的速度vi的大小。【解析】物體的運(yùn)動分為上升階段和下降階段，再分析物體的受力情況

5、和運(yùn)動情況。上升階段物體受重力mg和空氣阻力f,方向都向下，其中f大小未知，通過已知物體的運(yùn)動情況，求出加速度a,再求解空氣阻力f。下降階段物體受重力mg,方向向下，空氣阻力f方向向上，空氣阻力f上面已求出，由物體受力情況求出物體 下降階段的加速度ai,且初速度voi=0.再根據(jù)上升階段，求出上升最大高度 h,那么落地時間ti及速度vi均 可求出。上升階段，由牛頓第二定律得：mg+f=ma- .(i)最高點(diǎn)速度為零，由勻變速直線運(yùn)動公式，得：vi=vo-at .(2)設(shè)最大高度為 h, vi2=vo2-2ah .(3)解式(i) (2) (3)可得 f=mv o/t-mg,h=vot/2下降階

6、段，物體加速度ai,方向向下，由牛頓第二定律得到： mg-f=mai .(4)阻力f代入(4)式& 冬。下降階段是初速為零的均加速直線運(yùn)動。代入h的數(shù)值titi 2 1haiti 所以 ti2.2gt V。2gt v。t . vo（2gt v。）vi2 2a1h,vi 7vo(2gh v。)。【例4】質(zhì)量為m=2kg的木塊原來靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)在第 i、3、5.奇數(shù)秒內(nèi)給物體施加方向向 右，大小為Fi=6N的水平推力，在第2、4、6.偶數(shù)秒內(nèi)，給物體施加方向仍向右，大小為 F2=2N的水平推力，已知物體與地面間的摩擦因數(shù)n =。，取gnOm/s2,問：(i)木塊在奇數(shù)秒和偶數(shù)秒內(nèi)

7、各做什么運(yùn)動？(2)經(jīng)過多長時間，木塊位移的大小等于 40.25m?【解析】以木塊為研究對象，它在豎直方向處于力平衡狀態(tài)，水平方面受到推力Fi (或F2)和摩擦力f的作用，根據(jù)牛頓第二定律可判斷出木塊在奇數(shù)秒和偶數(shù)秒的運(yùn)動情況，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式，即可求出運(yùn)動時間。(1)木塊在奇數(shù)秒內(nèi)的加速度為Fi f Fimg 6 0.1 2 10 , 22a1 m/s 2m/ smm2木塊在偶數(shù)秒內(nèi)的加速度為F2 f F2 mg 2 0.1 2 102a2 m/s 0mm2所以，木塊在奇數(shù)秒內(nèi)做a1=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動，在偶數(shù)秒內(nèi)作勻速直線運(yùn)動。(2)在第1s內(nèi)木塊向右的位移為1 . 212s1 at

8、 -21m 1m2 2至第1s末木塊的速度v1 at 2 1 2m/ s在第2s內(nèi)，木塊以第1S末的速度向右作勻速運(yùn)動，在第 2s內(nèi)木塊的位移為S2=V1t=2 Xm=2m至第2s末木塊的速度 V2=V1=2m/s在第3s內(nèi)，木塊向右做初速等于2m/s的勻加速運(yùn)動，在第3s內(nèi)的位移為1 212s3 v2t -at2 2 1 - 2 12 3m 22至第3s末木塊的速度v3 v2 at 2m/s 2 1m/ s 4m/s在第4s內(nèi)，木塊以第3s末的速度向右做勻速運(yùn)動，在第 4s內(nèi)木塊的位移為s4 v3t 4 1m 4m至第4s末木塊速度V4=V3=4m/s由些可見，從第1s起，連續(xù)各秒內(nèi)木塊的位

9、移是從1開始的一個自然數(shù)列，因此，在 ns的總位移為n(n 1)sn 1 2 3n2當(dāng)sn=40.25m時，n的值為8<n<9,取n=8,則8s內(nèi)木塊的位移共為c 8(8 1)“S8 36 m2至第8s末，木塊的速度為V8=8m/s1設(shè)第8s后，木塊還需向右運(yùn)動的時間為 tx,對應(yīng)的位移為Sx=(40.25-36)m=4.25m,由Sx v8tx - at2即21c 242.5 8tx - 2 t： 2得合理解tx=0.5s所以，木塊的位移大小等于40.25時需運(yùn)動時間t=8S+0.5S=8.5S.鞏固練習(xí)：1、下列說法正確的是A、運(yùn)動得越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動得越

10、快，慣性就越大B、小球由于受重力的作用而自由下落時它的慣性就不存在了C、一個小球被豎直上拋，當(dāng)拋出后，能繼續(xù)上升，是因?yàn)樾∏蚴艿揭粋€向上的推力D、物體的慣性僅與本身的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大，質(zhì)量小的慣性小2、在粗糙的水平面上，一個質(zhì)量為m的物體在水平包力F作用下，由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過時間 t后速度達(dá)到V,若要使靜止物體的速度達(dá)到 2V,可以采用A、將物體的質(zhì)量減速為原來的1/2,其它條件不變B、將水平包力F增到2F,其他條件不變C、將水平包力作用的時間增加到2 t,其它條件不變一"隼m(xù)D、同時將水平包力F和時間增加1倍B為鐵片，質(zhì)量為m整個裝置用輕繩懸掛于。點(diǎn),當(dāng)電磁/ 3 過程中

11、，輕繩上拉力F的大小為1rl A、F> (M+m ) gB、F=mmg C、F= (M+m) g *'4、如圖3-4所示，底板光滑的小車上用兩個量程為和乙系住一個質(zhì)量為1kg的物塊，在水平地面上，甲乙時，兩彈簧秤的本數(shù)為10N,當(dāng)小車作勻加速直線I 2寰變?yōu)?N,這時小車運(yùn)動的加速大小是,。一 一Q, 一A、2m/s2 B、4m/s2 C、6m/s2D、8m/s25、如圖3-5所示，質(zhì)量為m的小球被三根互成120的拉力之比為3: 3: 1，現(xiàn)將豎直方向的橡皮筋以箭斷，則“儼度為(5m/s2)。方向(豎直向上)總6、在質(zhì)量為300g的彈簧上下質(zhì)量為500g的物體，1鐵通電，鐵片被吸

12、引上升的D、mg<F<(M+m)g20N,完全相同的彈簧秤甲 當(dāng)小車作勻速直線運(yùn)動 運(yùn)動時，彈簧秤甲的示教度的角輕橡皮筋a、b、c 箭斷C的瞬間，小球的加速若用10N的接力豎直向上提3、如圖3-3所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C /(包括支加)的總質(zhì)量為M,彈簧秤，使它們一起向上作變速運(yùn)動，此時，彈簧秤的讀數(shù)是(6. 25N)7、如圖3-6所示，一物體放在一傾角為8的斜面上，向下輕輕一推，它剛好能勻速下滑，或給此物體一個 沿斜面向上的初速度V0,則它能上滑的最大路程是08、如圖3-7所示，質(zhì)量m=1kg的球穿在斜桿上，斜桿與水平方向成8=30°度作業(yè)布置:角，球與桿

13、之間的動摩擦因數(shù) 武鄉(xiāng)6,球受豎直向上的拉 力F=20N,則球的加速度大小 為(2.5) m/s2(g=10m/s2)1、如圖3-8所示，一個放置在水平地面上的木塊，其質(zhì)量為 m=2kg,受到一個斜向下的，與水平方面成 300 度角的推力F=10N的作用，使木塊從靜止開始運(yùn)動，5s后撤去F,若木塊與地面間的動摩擦因數(shù)以=0.1,則木塊在地面上運(yùn)動的總位移(150)2、如圖3-9所示，質(zhì)量m=5kg的物體，置于傾角a =30°度 力F=50N的作用下沿斜面向上運(yùn)動，物體與斜面間的動摩擦 加速度。拓展練習(xí)：的固定斜面上，物體在水平推 因數(shù)以二0.1 ,求物體運(yùn)動的1、跳傘員從跳傘塔上跳下

14、，當(dāng)降落傘全部打開時，傘所受的空氣阻力大小跟傘下落的平方成正比，滿足 f=kv2,已知比例系數(shù)K=20N s2/m2'跳傘員與傘的總質(zhì)量為72kg,設(shè)跳傘塔足夠高，且人跳離塔后打開傘，試討論下問題：(g取10m/s2)(1) 跳傘員在空中做什么運(yùn)動，試作出描述；(2) 當(dāng)跳傘員的速度為 4m/s時，他與傘所受到的阻力為多大，此時他下降的加速度多大？(3) 跳傘員最后的下落速度多大？(4) 若跳傘塔高為H=200m,則當(dāng)跳傘員從跳離塔至到達(dá)地面的過程中，共損失了多少機(jī)械能?2、某青年的質(zhì)量是某少年的質(zhì)量兩倍，該青年能施的最大拉力為少年能施最大拉力的兩倍，設(shè)想該青年和少年在太空中拔河，他們

15、最初靜止地呆在空中，然后分別抓繩子的兩端盡力地對拉，那么，對拉時青年和少年的加速度大小之比是：A、2: 1 B、1: 1 C、1: 2 D、1: 4課題：牛 頓運(yùn)動定律的應(yīng)用（三）目的：進(jìn)一步認(rèn)識牛頓第二定律的使用要點(diǎn)，熟練牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用。重點(diǎn)：受力分析及運(yùn)動的分析。難點(diǎn)：受力分析及運(yùn)動的分析。方法：啟發(fā)思維、講練結(jié)合過程：一、動力學(xué)的兩類基本問題1、已知物體的受力情況，要求確定物體的運(yùn)動情況。已知物體受到全部的作用力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度，如果再已知各物體的初始條件，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式就可以求出物體的運(yùn)動情況一一任意時刻的位置和速度，以及運(yùn)動的軌跡。2、已知物體的運(yùn)動情況，要求通過分析

16、求出物體所受的未知力。已知物體的運(yùn)動情況，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，再應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律推斷或求出物體的受到 的合外力，從而求出未各力。二、應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟1、認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量2、選取研究對象，所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)，同一題，根據(jù)題意和 解題需要也可先后選取不同的研究對象。3、分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況4、當(dāng)研究對對象所受的外力不在一條直線上時；如果物體只受兩個力，可以用平行四力形定則求其合力；如 果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個方向上，分別求合力；如果物體做直線運(yùn)動，一般把各個力分 解到沿運(yùn)動方向和垂直運(yùn)動

17、方向上。5、根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程，物體所受外力，加速度、速度等都可以根據(jù)規(guī)定的正方向按正、 負(fù)值代公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。6、求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時對結(jié)果進(jìn)行討論。解決動力學(xué)問題，首先要確定研究對象，把研究對象的受力情況和運(yùn)動情況弄清楚，而不應(yīng)急于找公式 進(jìn)行計算，先作必要的定性分析和半定量分析，如分析物體受幾個力，哪個力大和哪個力小，物體做什么運(yùn)動，運(yùn)動速度是增大還是減小等，弄清所給問題的物理情景, 【例題解析】例1如圖3-10所示，在原來靜止的木箱內(nèi)，放有 A物住且恰好靜止，現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn) A被彈簧拉動，則木箱的A、加速下降B、減速上升肥C、勻速向右運(yùn)動D、【解析】木箱未運(yùn)動

18、前，A物體處于受力平衡狀態(tài)，受的支持力N,彈簧拉力F和最大的靜摩擦力fm （向左） F=fm。由于發(fā)現(xiàn)A彈簧向右拉動（已知），可能有兩種原然后再手定量計算。體，A被一伸長的彈簧拉運(yùn)動情況可能是加速向左運(yùn)動力情況為：重力mg,箱底 由平衡條件知：N=mg因，一種是由A向右被拉動推知，F(xiàn)>fm',（新情況下的最大靜摩擦力）,可見fm>fm'即是最大靜摩擦力減小了，由fm=仙N知正壓力 N減小了，即發(fā)生了失重現(xiàn)象，故物體運(yùn)動的加速度必然豎直向下，所以木箱的運(yùn)動情況可能是加速下降或減速上升，故A、B正確。另一種原因是木箱向左加速運(yùn)動，由于慣性原因，木塊必然向中滑動，故 D正

19、確。綜合上述，正確答案應(yīng)為 A、B、Do【例2】如圖3-11所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為 45。度的光滑楔形滑塊 A的頂端p處，細(xì)線的另一端栓一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)滑塊以2g的加速度向左運(yùn)動時，線中拉力 T等于多少？【解析】當(dāng)小球貼著滑塊一起向左運(yùn)動時, 如圖3-12所示，小球在這三個力作小球受到三個力作用：重力mg、線中拉力T,滑塊A的支持力N,v用下產(chǎn)生向左的加速度，當(dāng)滑塊向左運(yùn)動的加速度增大到一定值時，小球可能離開斜面，滑塊的支持力變?yōu)榱悖∏騼H受重力和拉力兩個力作用離開斜面，滑塊的支持力變?yōu)榱?，小球僅受重力和拉力兩個力作用。由于加速度a=2g時，小球的受力情況未確定，因此可先找出使 N

20、=0時的臨界加速度，然后將它與題設(shè)加速度a=2g相比較，確定受力情況后即可根據(jù)牛頓第地定律列式求解。根據(jù)小球貼著滑塊運(yùn)動時的受情況，可列出水平方向和豎直方向的運(yùn)動方程分別為加速度至少就為T cos45N sin 45ma(1)T sin 45N cos45mg(2)聯(lián)立兩式，得N mg cos45masin 45若小球?qū)瑝K的壓力等于零，即就作 N=0,滑塊的cos 45 a g gmg、線中sin 45可見，當(dāng)滑塊以a=2g加速度向左運(yùn)動時，小球已脫離斜面飄起，此時小球僅受兩個力作用：重力拉力T'。設(shè)線與豎直方向問夾角為B ,同理由牛頓第二定律得T sin ma T cos mg聯(lián)立

21、兩式得 T(ma)2 (mg)2, m2g2 m2a2 、5mg【評析】如果沒有對臨界狀態(tài)作出分析，直接（1）、（2）兩式聯(lián)立得線中拉力t ma cos45 mg sin 45言這就錯了!【例3】如圖3-13所示，長1=75cm的靜止的直筒中有 現(xiàn)對筒施加一豎直向下的包力作用，使筒豎直向下運(yùn)動，徑 的恒力大小為多少？ （ g取10m/s2）【解析】筒在重力及拉力共同作用下做初速度y速度為a,小球做自由落體運(yùn)動。設(shè)在時間t內(nèi)，小球與筒的位移分別為 hi、h2, 如圖3-14所示，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律得,、斤天/、煙/、壞，t=0.5秒時間, ；mJQ 一- -I1% Tf筒的質(zhì)量 3.5kg球的質(zhì)量0.

22、5kg,小球恰好躍出筒口，求：對筒施加'ri為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)加（球大小不計）幾何關(guān)系12h1二 gt，2h21 at22又 l=h1-h2,所以解得 a=16m/s2再對筒應(yīng)用牛頓第二定律，可得F+Mg=Ma將M、a的數(shù)值代入解得F=21N【評析】分析動力學(xué)與運(yùn)動學(xué)的綜合問題，需注意對物體運(yùn)動過程的分析及運(yùn)動性質(zhì)的判斷，以便正確地建 立動力學(xué)方程及選取恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動學(xué)公式，從而完成求解?！纠?0如圖2-2-11甲所示，傳送帶與地面傾角。=37度，從A以10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動， 在傳送帶上端 A無初速度地放一個質(zhì)傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,求物體從A運(yùn)動到B所需要時間sin37&

23、#176; =0.6)【解析】物體放在傳送帶上后，開始階段，由于傳送帶的速度大于 體一沿傳送帶向下的滑動摩擦力，物體受合力方向沿傳送帶向下，速至與傳送帶速度相等時，由于 mg sin 37 mg cos37 ,物體在一B長度為16m,傳送帶 量為0.5kg的物體，它與 是多少？ ( g取10m/s2,物體的速度，傳送帶給物物體由靜止加速。物體加重力作用下繼續(xù)加速運(yùn)動，當(dāng)物體速度大于傳送帶速度時，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力,直至傳送帶的B端。開始階段，物體受力情況如圖2-2-11乙所示，由牛頓第二定律得但合力仍沿傳送帶向下， 物體繼續(xù)加速下滑,mg sin mg cos ma物體加速至

24、與傳送帶速度相等需要時間t1=V/a1=10/10=1S物體速度大于傳送帶速度后，物體受力情況如圖2-2-11丙mg sin mg cosma2設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時間為t2 ,由解得 t2=1s,(t2=-11s 舍去)所以物體由A-B的時間t=t1-t2=2s.圖2-2-11丙圖2-2-11乙a1=10>(0.6+0.5 0俎)=10m/s2所示，由牛頓第二定律得2a2=2m/sL S vt2a2t2 2tg【解題回顧】(1)審題時應(yīng)注意由題給條件作必要的定性分析或半定量分析，由本題中給出科和0值可作出判斷：當(dāng)科><tg。時，物體在獲得與傳送帶相同的。時，物體在加

25、速至與傳送帶速度相同后，將與傳送帶相對靜止一起勻速運(yùn)動；當(dāng)科 速度后仍將繼續(xù)加速。(2)通過此題可以進(jìn)一步體會到，滑動摩擦力的方向不總是阻礙物體的運(yùn)動，而是阻礙物體間的相對運(yùn)動，它可能是動力,也可能是阻力。鞏固練習(xí)：1、質(zhì)量分別為mA和mB的兩個小球，同一根輕彈簧聯(lián)結(jié)后用細(xì)線懸掛在頂板下(如圖3-16)當(dāng)細(xì)A、 aA aB 0 B、aA aBaA g,aB 0 D 、圖3-i7所示，若第i s內(nèi) 為F2,第3s內(nèi)所受合力為線被剪斷的瞬間，關(guān)于兩球下落加速的說法中，正確的是：aA g,aB 02、物體作直線運(yùn)動的vt圖線如 所受合力為Fi,第2s內(nèi)所受合力 F3,則A、Fi、F2、F3大小相等，

26、Fi與F2 B、Fi、F2、F3大小相等,方向相 C、Fi、F2是正的，F(xiàn)3是負(fù)的D、Fi是正的，F(xiàn)2、F3為零M,斜面上放一物塊m,使斜面體水平向右運(yùn)動,木塊，在大小為F、方向3、如圖3-i8所示，在水平地在上放一傾角為8的光滑斜面 m可能相對M靜止的條件是A、斜面體做勻速直線運(yùn)動B、斜面體做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為gsin 9C、斜面體做勻加速直線運(yùn)動，加速度為 gtg 9D、斜面體做勻加速直線運(yùn)動，加速度為 gcosO 4、如圖3-i9所示，位于水平地面上的質(zhì)量為 M的小與水平方向成8角的拉力作用下，沿地面作加速運(yùn)動，若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為-則木塊的加速M(fèi)摩擦系數(shù)為卜的固定斜

27、面勻 下包力F,則該物體沿斜面絲AB以初速Vo從A點(diǎn)豎直 度,及小球能達(dá)到的最光滑斜面上，如圖3-22所示,m的人應(yīng)以 加速在木人在木板上跑動時，木板的A、F/M B、FcosO /M C、(Fcos9 -卜 Mg)/MD、Fcos 9 f (Mg-Fsin 8 )/M5、如圖3-20所示，一個質(zhì)量為 m的物體原來沿著滑動 加速下滑，加速度大小為a,現(xiàn)對該物體施加一個豎直向 下滑的加速度大小為.6、如圖3-2i所示，圓環(huán)質(zhì)量為M,經(jīng)過環(huán)心的豎直細(xì)鋼 上拋出，致使環(huán)對地面剛好無壓力，則小球上升的加速大高度 (球不會碰到B點(diǎn)) 7、質(zhì)量為M ,長為L的木板放在 為使木板相對斜面靜止，質(zhì)量為 板上跑

28、動，若使人相對斜面靜止，加速度應(yīng)為8、總質(zhì)量為M的熱氣球由于故障在高空以勻速速度 V豎直下降，為了阻止繼續(xù)下降，在 t=0時刻，從熱氣球中釋放了一個質(zhì)量為 m的沙袋，不計空氣阻力，當(dāng) t=時熱氣球停止下降，這時沙袋的速度為（此時沙袋尚未著地）9、如圖3-23所示，光滑球恰好放在木塊的圓孤槽中，它的左邊的接觸點(diǎn)為A,槽的半徑為R,且OA與水平m,木塊的質(zhì)量為M, 最小為多大時，球才離開速向上提起，提到井口時 把物體提至井口的最短時線在a角，通過實(shí)驗(yàn)知道：當(dāng)木塊的加速度過大時，球可以從槽中滾出，圓球的質(zhì)量為各種摩擦及繩和滑輪的質(zhì)量不計，則木塊向右的加速度 圓槽。10、用細(xì)純系住一個位于深h的井底的

29、物體，使它勻變 的速度恰好為零，設(shè)細(xì)純能承受的最大拉力為試求 問。作業(yè)布置:1、為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離。已知某高速公路的最高限速V=120km/h。假設(shè)前方車輛突然停止，后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車，到汽車開始減速所經(jīng)歷的時間（即反應(yīng)時間）t=0.50s. 剎車時汽車受到阻力f的大小為汽車重力的0.4倍。該高速公路上7車間的距離s至少應(yīng)為多少？取重力加速 度 g=10m/s2 拓展練習(xí)：1、（1）如圖3-24所示，質(zhì)點(diǎn)自一圓環(huán)的最高點(diǎn) A沿不同傾角的光滑軌道由靜止滑到圓環(huán)上其它各點(diǎn)，試證 明：雖然軌道傾角不同，但所需時間相等。（2）試用（1）得出的結(jié)論說明：如有

30、一質(zhì)點(diǎn)自傾角為 a的斜面上方的定點(diǎn)。沿光滑斜槽OP從靜止開始下 滑，為使質(zhì)點(diǎn)在最短時間內(nèi)從 。點(diǎn)到嘔達(dá)斜面，則斜槽與豎直方向的夾角B應(yīng)等于多少？（圖3-25）/ /1 A7" J"P .課題：牛頓定律的應(yīng)用(四)目的：掌握牛頓第二定律的一些重要方法，提高綜合應(yīng)用牛頓第二定律的能力重點(diǎn)：物理過程的分析、物理模型的建立 難點(diǎn)：物理過程的分析、物理模型的建立方法：啟發(fā)思維、講練結(jié)合過程：一、連接體問題1、連接體與隔離體：兩個或幾個物體相連接組成的物體系統(tǒng)為連接體。如果把其中某個物體隔離出來，該物 體即為隔離體。2、連接體問題的處理方法(1)整體法：連接體的各物體如果有共同的加速度

31、，求加速度可把連接體作為一個整體，運(yùn)用牛頓第二定律 列方程求解。(2)隔離法：如果要求連接體間的相互作用力，必須隔離出其中一個物體，對該物體應(yīng)用牛頓第二定律求解, 此方法為隔離法。隔離法目的是實(shí)現(xiàn)內(nèi)力轉(zhuǎn)外力的，解題要注意判明每一隔離體的運(yùn)動方向和加速度方向。(3)整體法解題或隔離法解題，一般都選取地面為參照系。整體法和隔離法是相對統(tǒng)一，相輔相成的，本來單用隔離法就可以解決的問題，但如果這兩種方法交叉 使用，則處理問題十分方便。例如當(dāng)系統(tǒng)中各物體有共同加速度，要求系統(tǒng)中某兩物體間的作用力時，往往 是先用整體法求出加速度，再用隔離法求出兩物體間的相互作用力。m分析其受力時，如果認(rèn)為滑水平面上加速運(yùn)

32、動時(如F,實(shí)際上此時彈簧秤拉物體不計時，才可以認(rèn)為Fi=F4、用隔離法解連接體問題時，容易產(chǎn)生一些錯誤的想法。 一(1)例如F推M及m 一起前進(jìn)(如圖3-26所示)隔離 * M 河，F(xiàn)通過物體M作用到m上，那就錯了。大斗'7 )17(2)用水平力F通過質(zhì)量為m的彈簧秤拉物體M在光圖3-27所示)(不考慮秤的重力)，往往會認(rèn)為彈簧秤對物塊M拉力也一定等于M的力F仁F-ma,顯然Fi<F,只有在彈簧秤質(zhì)量可F二、超重與失重m我們知道放在水平桌面上的物體對桌面的壓力的大小等于物體受的重力的大?。患?xì)繩下懸掛的重物對純子的拉力也等于物體受的重力；這個結(jié)論只有在平衡條件（靜止或勻速運(yùn)動）下

33、才成立。如果系統(tǒng)在豎直方 向做加速運(yùn)動，那么物體對桌子的壓力或物體對線拉力就不等于重力了，當(dāng)壓力或拉力大于重力時，叫做“超重”；當(dāng)壓力或拉力小于重力時，叫“失重”；當(dāng)壓力或拉力恰好等于零時，叫“完全失重”。當(dāng)系統(tǒng)的加速度豎直向上時（向上加速運(yùn)動時或向下減速運(yùn)動） ，發(fā)生“超重”現(xiàn)象（超出部分為 ma）; 當(dāng)系統(tǒng)加速度豎直向下時（向下加速運(yùn)動或向上減速運(yùn)動），發(fā)生“失重”現(xiàn)象（失去部分為 ma）;當(dāng)豎直向 下的加速度正好等于g時，發(fā)生“完全失重”現(xiàn)象。要注意，超重不是重力增加，失重不是重力減小，完全失重不是重力完全消失，在發(fā)生超重和失重現(xiàn)象 時，物體受的重力依然存在，而且是不變的。發(fā)生超重或失重

34、現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只決定于加速度度的方向。在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停止擺動，天平失效，液柱 不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等。例題解析1-7.- |【例11如圖3-28所示的三個物體質(zhì)量分別為 mi、m2和 I m3,帶有滑輪的物體放在光滑水平面上，滑輪和所有接觸面的摩擦以及繩子的質(zhì)量均加 口皿 不計，為使三個物體無相對運(yùn)動，水平推力F等于多少？|匚【解析】由于三個物體無相對運(yùn)動，困此可看作一個整體，/列出整體的牛頓第二定律方 程。然后再隔離mi、m2分別列出它們的運(yùn)動方程。由整體在水平方面 的受力列出牛頓第二定律為 電】*丁 F=（mi+m2+m3）a （1

35、） 分別以mi、m2為研究對象作受力分析（圖3-29）設(shè)純拉力為T。對mi,在水平方向據(jù)牛頓第二定律得T=mia（2）品對m2,在豎直方向由力平衡條件得T-m2g=0 （3）聯(lián)立式（i） （2） （3）,得水平推力嗎m2F （mi m2 m3）g mi【評析】也可以全部用隔離法求解，全部用隔離法求解時，不僅未知數(shù)和方程數(shù)多，還有可能因疏漏滑輪兩 側(cè)拉力對m3的影響而造成錯誤。所以應(yīng)注意靈活地有分有合，交替使用隔離法和整體法。【例2】如圖3-30所示，兩光滑的梯形木塊A和B,緊靠放在光滑水平面上，現(xiàn)同時加水平推力Fi=5N, F2=2N,它們方向相反，.相對滑動，則A、B間的相互作用力多大？口【

36、解析】取兩個木塊和其中一個木塊（A或B）為研 f A / R 合力列出牛頓第二定律方程，或上它們加速度相同，、F質(zhì)量成正比的關(guān)系列式求解。已知 0 =60° 度，mA=2kg,mB=ikg, 若兩木塊在運(yùn)動過程中無究對象，根據(jù)它們把受的 根據(jù)它們所受的合外力與設(shè)木塊A、B間相互作用力為N,隔離A,畫出的受 向右為正方向，列出（A+B）這一整體和A的牛頓第二Fi F2 （mA mB）a （1）F1 N sinmAa（2）力圖如圖3-31所示，取水平 定律方程由式（1）得木塊的加速度aF1F2mAmBm/s21m/s代入（2）得A、B間相互作用力NF1mka sin【評析】對（A+B）這

37、一整體，它們的相互作用力 須用隔離法，取A （或B）為研究對象，把“內(nèi)力【例3】如圖3-32所示，臺秤上放一裝滿水的杯子,5 2 12.3 3.46N、32N是內(nèi)力，它不出現(xiàn)在整體的牛頓運(yùn)動方程中。因此，必浮在水中，若細(xì)線突然斷開，試分析在木球上浮的過程中，臺計水的阻力）【解析】取杯子、水和球整體為研究對象，在球加速上升的過 運(yùn)動，且具有向下的加速度，所以處于失重狀態(tài)，臺秤的示數(shù)【評析】該題的分析也可用“隔離法”，分別討論木球和同體積 況，最后確定臺秤的示數(shù)變化情況。【例4】某人在以a=2.5m/S2的加速度勻加速下降的升降機(jī)中最多可舉起 多可舉起多少千克的物體？若此人在勻加速上升的升降機(jī)中最

38、多能舉起 的加速度為多大？ （ g取10m/s2）一細(xì)線，細(xì)線上端系一木球 秤的示數(shù)將如何變化？（不轉(zhuǎn)化為“外力 杯底系著程中，整個系統(tǒng)的重心向下 將減小。的“水球”的失重和超重情m1=80kg的物體，則此人在地面上最 m2=40千克的物體，則此升降機(jī)上升【分析】設(shè)此人的最大舉力 加速度下降，物體“失重” 體處于“超重”狀態(tài)?！窘狻浚涸O(shè)此人最大舉力為 研究對象，受力分析如圖F,在不同參照系中這個舉力是恒定的，當(dāng)升降機(jī)勻加速下降時，物體也以同一 ,當(dāng)升降機(jī)豎直向上勻加速上升時，人舉起的物體也與升降機(jī)一起勻加速上升，物F,當(dāng)升降機(jī)3-33所示，由m1g-F=m1a所當(dāng)他在地上舉物體時，設(shè)最多可舉起

39、質(zhì)量勻加速下降時，選取物體為牛頓第二定律得F=m1（g-a）=600N為m0的物體，則有F-m0g=0mo=60kg.當(dāng)升降機(jī)豎直向上勻加速上升時，選物體為研究對象，受力分析如圖3-34所示，由牛頓第二定律得m2g-F=m2a, 所以 a -一-2g- 5m/s2 m2【評析】本題中特點(diǎn)是人的最大舉力相同。選取研究對象，分析受力，由牛頓第二定律列方程求解。鞏固練習(xí)：1、兩個質(zhì)量相同的物塊1和2緊靠在一起放在光滑水平桌面上，如圖 3-35所示，如果它們分別受到水平推 力Fi和F2,且Fi>F2,則物體，施于2的作用力的在大小為A、iC、(Fi+F2)/2B、F2D、(Fi-F2)/22、電梯內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體，用細(xì)線掛在天花 度豎直向下加速運(yùn)動時，細(xì)線對物體的拉力為板上，當(dāng)電梯以g/3的加速A、2mg/3B、mg/3C、4mg/3D、mg3、A、C、i C4、如圖3-37所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定,盤，盤中有一物體，質(zhì)量為 m,當(dāng)盤靜止時，彈簧的