人教版必修一第4章第3節(jié)教案：牛頓第二定律：兩類動力學(xué)基本問題(無答案)

1、 課 題牛頓第二定律，兩類動力學(xué)基本問題教學(xué)目的1、理解牛頓第二定律。 2、能應(yīng)用牛頓第二定律解決兩類動力學(xué)的基本問題。教學(xué)內(nèi)容【考綱全景透析】一、牛頓第二定律1.內(nèi)容物體加速度的大小跟_成正比，跟_成反比，加速度的方向跟_相同.2.表達(dá)式：_.3.適用范圍(1)只適用于_參考系，即相對于地面_或_運(yùn)動的參考系；(2)只適用于解決_物體的_運(yùn)動問題，不能用來處理二、牛頓定律的應(yīng)用1.兩類動力學(xué)問題(1)已知受力情況求物體的_;(2)已知運(yùn)動情況求物體的_.2.解決兩類基本問題的方法以_為“橋梁”，由_和_列方程求解。三、單位制1.單位制：由_和_一起組成了單位制.2.基本單位：_的單位.力學(xué)中

2、的基本量有三個，它們分別是_、_、_，它們的國際單位分別是_、_、_.3.導(dǎo)出單位：由_根據(jù)邏輯關(guān)系推導(dǎo)出的其他物理量的單位.【熱點難點全析】考點一用牛頓第二定律分析瞬時加速度1.牛頓第二定律的“四”性【例1】如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1=2 kg、m2=3 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測力計連接，兩個大小分別為F1=30 N，F(xiàn)2=20 N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則( ).彈簧測力計的示數(shù)是10 NB.彈簧測力計的示數(shù)是50 NC.在突然撤去F2的瞬間，彈簧測力計的示數(shù)不變D.在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度不變【總結(jié)提升】瞬時性問題的解題技巧1.分析物體在某一時

3、刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是明確該時刻物體的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度，此類問題應(yīng)注意以下幾種模型：2.在求解瞬時性加速度問題時應(yīng)注意(1)物體的受力情況和運(yùn)動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析.(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變.考點二 動力學(xué)兩類基本問題1.求解兩類基本問題的思路框圖2.兩類動力學(xué)問題的基本解題方法(1)由受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)，處理思路是：先求出幾個力的合力，由牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，就可以求出物體在任一時刻的速度和位移，也就可以求解物體的運(yùn)動情況.(

4、2)由運(yùn)動情況判斷物體的受力情況，處理思路是：已知加速度或根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，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(平行四邊形定則)或正交分解法.3.兩類動力學(xué)問題的解題步驟(1)明確研究對象.根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體.(2)分析物體的受力情況和運(yùn)動情況.畫好受力分析圖和過程圖，明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程.(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系.通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向.(4)求合外力F合.(5)根據(jù)牛頓第二定律F=ma列方程求解，必要時要對結(jié)果進(jìn)行討論.【例2】質(zhì)量為1噸的汽車在平直公

5、路上以10 m/s的速度勻速行駛阻力大小不變，從某時刻開始，汽車牽引力減少2 000 N，那么從該時刻起經(jīng)過6 s，汽車行駛的路程是 () 50 m B42 m C25 m D24 m考點三 國際單位制中的七個基本物理量和基本單位【例3】關(guān)于單位制，下列說法中正確的是( ).kg、m/s、N是導(dǎo)出單位B.kg、m、C是基本單位C.在國際單位制中，時間的單位是s,屬基本單位D.在國際單位制中，力的單位是根據(jù)牛頓第二定律定義的考點四 在動力學(xué)問題中常出現(xiàn)的臨界條件1.在動力學(xué)問題中常出現(xiàn)的臨界條件(1)地面、繩子或桿的彈力為零；(2)相對靜止的物體間靜摩擦力達(dá)到最大，通常在計算中取最大靜摩擦力等于

6、滑動摩擦力；(3)兩物體分離瞬間滿足的三個要素：加速度相同;速度相同;二者雖然相互接觸但相互作用力為零.(4)一個物體在另一個物體上滑動時恰不滑離的條件是運(yùn)動到物體末端時二者速度恰好相等.2.解決此類問題，一般先以某個狀態(tài)為研究的突破點，進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析，以臨界條件為切入點，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程求解討論. 【例4】(2012·南昌模擬)如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為=30°的光滑楔形塊的頂端處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.(1)當(dāng)楔形塊至少以多大的加速度向左加速運(yùn)動時，小球?qū)πㄐ螇K壓力為零?(2)當(dāng)楔形塊以a=2g的加速度向左加速運(yùn)動時，小球?qū)€

7、的拉力為多大？ 考點五 物理學(xué)常見的理想模型1.理想化方法是一種科學(xué)抽象，是研究物理學(xué)的重要方法，它根據(jù)所研究問題(一般都是十分復(fù)雜，涉及諸多因素)的需要和具體情況，確定研究對象的主要因素和次要因素，抓住主要因素，忽略次要因素，排除無關(guān)干擾，從而簡明扼要地揭示事物的本質(zhì).在研究物理問題時，常通過建立理想模型來解決問題.理想模型可分為對象模型、條件模型和過程模型. (1)對象模型.用來代替研究對象實體的理想化模型，如質(zhì)點、點電荷、理想變壓器等都屬于對象模型.是對實物的一種理想簡化. (2)條件模型.把研究對象所處的外部條件理想化建立的模型叫做條件模型.如光滑表面、輕桿、輕繩、輕彈簧、均勻介質(zhì)、勻

8、強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場都屬于條件模型.是對相關(guān)環(huán)境的一種理想簡化. (3)過程模型.實際的物理過程都是諸多因素作用的結(jié)果，忽略次要因素的作用，只考慮主要因素引起的變化過程叫做過程模型.是對干擾因素的一種簡化.例如：在空氣中自由下落的物體，在高度不大時，空氣的作用忽略不計，可抽象為自由落體運(yùn)動；另外勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、拋體運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、穩(wěn)恒電流都屬于過程模型.下面分別就輕桿、輕繩、輕彈簧等理想模型進(jìn)行討論:1.模型比較2.理想化模型問題解題時應(yīng)注意的問題(1)分析問題屬于哪類理想化模型.(2)抓住模型的受力方向和大小變化的特點. 【高考零距離】12012·安徽卷 如圖4所示，

9、放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個豎直向下的恒力F，則（ ） 物塊可能勻速下滑B物塊仍以加速度a勻加速下滑C物塊將以大于a的加速度勻加速下滑 圖4D物塊將以小于a的加速度勻加速下滑2（2010·上海物理）11. 將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小不變，則物體（ ）（）剛拋出時的速度最大 （B）在最高點的加速度為零（C）上升時間大于下落時間 （D）上升時的加速度等于下落時的加速度3（2010·全國卷1）15如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的

10、光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為、。重力加速度大小為g。則有， B，C， D，4.（2011·福建理綜·T18）如圖，一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪后，兩端分別懸掛質(zhì)量為和的物體和。若滑輪有一定大小，質(zhì)量為且分布均勻，滑輪轉(zhuǎn)動時與繩之間無相對滑動，不計滑輪與軸之間的摩擦。設(shè)細(xì)繩對和的拉力大小分別為和，已知下列四個關(guān)于的表達(dá)式中有一個是正確的，請你根據(jù)所學(xué)的物理知識，通過一定的分析，判斷正確的表達(dá)式是 . B. C. D. 5.（2010·安徽卷）22.（14分）質(zhì)量為的物體在水平推力的作用下沿水平

11、面作直線運(yùn)動，一段時間后撤去，其運(yùn)動的圖像如圖所示。取，求：(1)物體與水平面間的運(yùn)動摩擦因數(shù)； (2)水平推力的大??；（3）內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小。6.（2013高考山東理綜第22題）（15分）如圖所示，一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊，以v0=2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)t=2s的時間物塊由A點運(yùn)動到B點，A、B之間的距離L=10m。已知斜面傾角=30o，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。重力加速度g取10 m/s2.（1）求物塊加速度的大小及到達(dá)B點時速度的大小。（2）拉力F與斜面的夾角多大時，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？7、（2009上海22

12、）（12分）如圖（a），質(zhì)量m1kg的物體沿傾角q37°的固定粗糙斜面由靜止開始向下運(yùn)動，風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖（b）所示。求：（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)m；（2）比例系數(shù)（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）【考點提升訓(xùn)練】1.(2012·南寧模擬)下列說法正確的是( ).物體所受到的合外力越大，其速度改變量也越大B.物體所受到的合外力不變(F合0)，其運(yùn)動狀態(tài)就不改變C.物體所受到的合外力變化，其速度的變化率一定變化D.物體所受到的合外力減小時，物體的速度可能正

13、在增大2.關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系，下列說法正確的是 () 物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用B物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用C若物體的位移與時間的平方成正比，表示物體必受力的作用D物體的速率不變，則其所受合力必為0 3. 下列對牛頓第二定律的表達(dá)式Fma及其變形公式的理解，正確的是 ()由Fma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比與物體的加速度成反比B由m可知，物體的質(zhì)量與其所受的合外力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比C由a可知，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質(zhì)量成反比D由m可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求出4. 一個質(zhì)量為2 kg的物體，在

14、5個共點力的作用下保持靜止若同時撤消其中大小分別為15 N和10 N的兩個力，其余的力保持不變，此時該物體的加速度大小可能是 ()2 m/s2 B3 m/s2 C12 m/s2 D15 m/s2 5.如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體m.現(xiàn)將彈簧壓縮到點，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動到B點，如果物體受到的阻力恒定，則 ()物體從到O先加速后減速B物體從到O加速運(yùn)動，從O到B減速運(yùn)動C物體運(yùn)動到O點時所受合力為0 D物體從到O的過程加速度逐漸減小6.“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩質(zhì)量為m的小明如圖3218所示靜止懸掛時，兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時小

15、明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時()速度為零B加速度ag，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下C加速度ag，沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上D加速度ag，方向豎直向下7(2012·哈爾濱高三檢測)在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為()7 m/s B14 m/s C10 m/s D20 m/s8.(2012·高考沖刺卷)在一種速降娛樂項目中，人乘坐在吊籃中，吊籃通過滑輪沿一條傾斜的鋼

16、索向下滑行現(xiàn)有兩條彼此平行的鋼索，它們的起、終點分別位于同一高度小紅和小明分別乘吊籃從速降的起點由靜止開始下滑，在他們下滑的過程中，當(dāng)?shù)趸@與滑輪達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)時，分別拍下一張照片，如圖所示已知兩人運(yùn)動過程中，空氣阻力的影響可以忽略，則()小明到達(dá)終點用時較短B小紅到達(dá)終點用時較短C小明到達(dá)終點時速度較大D兩人的運(yùn)動都一定是勻速運(yùn)動9.(2012·衡陽模擬)如圖所示為雜技“頂竿”表演,一人站在地上,肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿,當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時,竿對地面上的人的壓力大小為( ).(M+m)g-maB.(M+m)g+maC.(M+m)gD.(M-m)g10(201

17、2·銀川模擬)在水平地面上運(yùn)動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊,木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接,彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球.某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為,在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止,如圖所示.不計木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內(nèi)彈簧的形變( ).伸長量為B.壓縮量為C.伸長量為 D.壓縮量為11.(2012·黃浦區(qū)模擬)某同學(xué)用位移傳感器研究木塊在斜面上的滑動情況,裝置如圖(a).已知斜面傾角=37°.他使木塊以初速度v0沿斜面上滑,并同時開始記錄數(shù)據(jù),繪得木塊從開始上滑至最高點,然后又下滑回到出發(fā)處過程中的x -t圖線如圖(b)所示.圖中曲線左側(cè)起始端的坐標(biāo)為(0,1.4),曲線最低點的坐標(biāo)為(0.5,0.4).重力加速度g取10 m/s2.sin