高三物理專題二牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用教案及習(xí)題

學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解質(zhì)點(diǎn)、位移、路程、時(shí)間、時(shí)刻、速度、加速度、慣性、超重、失重等概念；2．掌握勻速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,并能夠運(yùn)用圖像解決有關(guān)的問(wèn)題3．理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律、并能夠熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)基本概念的理解,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解,并能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)加速度的理解,力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題,勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用學(xué)習(xí)過(guò)程:【例1】跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)可分為兩個(gè)階段：開(kāi)始一段傘未張開(kāi)，可近似看成自由落體運(yùn)動(dòng)；傘張開(kāi)后，則做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的初始高度為1500m，第一段的下落高度為500m，試求：（1）張開(kāi)傘的一瞬間，運(yùn)動(dòng)員的速度（2）要運(yùn)動(dòng)員充分安全地著地（即著地速度趨于零），第二階段的合適加速度應(yīng)是多少？【例2】如圖所示，質(zhì)量m=4kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，在與水平成θ=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(guò)t2=4.0s物體剛好停下。求：F的大小、最大速度vm、總位移s。(取重力加速度)【例3】一輛公共汽車由靜止開(kāi)始以1m/s2的加速度沿直線前進(jìn)，車后相距s0＝25m處，與車開(kāi)行方向相同，某人同時(shí)開(kāi)始以6m/s的速度勻速追車，問(wèn)人能否追上汽車？若能追上，求追上的時(shí)間；若追不上，求人、車間的最小距離?！纠?】如圖所示，m=4kg的小球掛在小車后壁上，細(xì)線與豎直方向成37°角。求：細(xì)線對(duì)小球的拉力F1和后壁對(duì)小球的壓力F2各多大？(取重力加速度)（1）小車以a=g向右加速；（2）小車以a=g向右減速.【例5】一水平的淺色長(zhǎng)傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。起始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到后，便以此速度勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)。求此黑色痕跡的長(zhǎng)度。【例6】一質(zhì)量為的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？(取重力加速度)。

牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用例證題參考答案【例3】.解析：由題意知，人與車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)人經(jīng)t追上汽車，當(dāng)追上時(shí)，人的位移s人與車的位移s車的關(guān)系是：s人－s車＝s0，即v人t－＝s0，整理后得：由以上式子求t，若有解則能追上，無(wú)解則追不上?！擀ぃ?22－4×50＝－56＜0，故人追不上公共汽車。在人剛開(kāi)始追車的過(guò)程中，由于人的速度大于車的速度，所以人與車之間的距離逐漸減?。划?dāng)車速逐漸增至大于人的速度時(shí)，人與車的距離會(huì)逐漸增大；當(dāng)車的速度等于人的速度時(shí)，人與車之間的距離最小。設(shè)從開(kāi)始追車到距離最小所用時(shí)間為t1，則有v人＝v車＝at1故t1＝v人/a＝6s。此時(shí)，人與車的距離Δsmin＝s車＋s0－s人＝25＋－6×6＝7m 【例5】根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知，煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0，根據(jù)牛頓定律，可得① 設(shè)經(jīng)歷時(shí)間t，傳送帶由靜止開(kāi)始加速到速度等于v0，煤塊則由靜止加速到v，有 ②③ 由，故，煤塊繼續(xù)受到滑動(dòng)摩擦力的作用。再經(jīng)時(shí)間，煤塊的速度由v增加到v0，有④ 此后，煤塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)速度相同，相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的痕跡。 設(shè)在煤塊的速度從v增加到v0的整個(gè)過(guò)程中，傳送帶和煤塊移動(dòng)的距離分別為s0和s.有⑤⑥傳送帶上留下的黑色痕跡的長(zhǎng)度⑦由以上各式得⑧牛頓運(yùn)動(dòng)定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用練習(xí)題1．某質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間的變化的關(guān)系式為v=（2t+4）m/s，則對(duì)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)描述，正確的是 （） A．初速度為4m/s B．加速度為2m/s2 C．在3s末，瞬時(shí)速度為10m/s D．前3s內(nèi)，位移為30m2．如圖所示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30°的光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為（）A．都等于B．和0C．和0D．0和3．踢出去的足球在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在足球停下來(lái)前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 （） A．加速度越來(lái)越小 B．加速度方向總跟運(yùn)動(dòng)方向相反C．位移隨時(shí)間均勻減小 D．速度隨時(shí)間均勻減小4．如圖所示，一個(gè)自由下落的小球，從它接觸彈簧開(kāi)始到彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的速度和所受合外力的變化情況為（） A．速度一直變小直到零B．速度先變大，然后變小直到為零C．合外力一直變小，方向向上D．合外力先變小后變大，方向先向下后向上5．如圖所示，不計(jì)繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩擦，物體A的質(zhì)量為M，水平面光滑，當(dāng)在B端掛一質(zhì)量為m（kg）的物體時(shí)，物體A的加速度為a1，當(dāng)在繩B端施以F=mg（N）的豎直向下的拉力作用時(shí)，A的加速度為a2，則a1與a2的關(guān)系是（） A．a(chǎn)1=a2B．a(chǎn)1＞a2 C．a(chǎn)1＜a2D．無(wú)法確定。6．關(guān)于小孩蕩秋千，在下列四種說(shuō)法中正確的是 （）①秋千蕩到最低點(diǎn)時(shí)，孩子有超重感覺(jué)②秋千蕩到最低點(diǎn)時(shí)，孩子有失重感覺(jué)③要使秋千蕩的更高，可以在上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中提高重心，到最低點(diǎn)降低重心。④秋千蕩到最低點(diǎn)時(shí)，繩子最容易斷裂。A．①②④B．①③④C．①②③D．②③④7．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g＝10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為（）A．m＝0.5kg，μ＝0.4 B．m＝1.5kg，μ＝C．m＝0.5kg，μ＝0.2 D．m＝1kg，μ＝0.28．如圖所示,傳送帶的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng),傳動(dòng)速度為,在其左端無(wú)初速度釋放一小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間不可能是()A．B．C．D．9．質(zhì)量為m和4m的物體以細(xì)繩連接后放在傾角為θ的斜面上(如圖示)，物體與斜面間動(dòng)摩擦系數(shù)為μ，現(xiàn)用平行于斜面的力拉物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩中的張力為：

A．F—μmgcosαB．F/5+μmgcosα

C．4F/5D．4F/5+4μmgcosα10．一輛汽車沿著一條平直的公路行駛，公路旁邊與公路平行有一行電線桿，相鄰電線桿間的間隔均為50m。取汽車駛過(guò)某一根電線桿的時(shí)刻為零時(shí)刻，此電線桿作為第1根電線桿，此時(shí)刻汽車行駛的速度為5m/s。若汽車的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在10s末汽車恰好經(jīng)過(guò)第3根電線桿。下列說(shuō)法正確的是()A.汽車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.0m/s2B.汽車?yán)^續(xù)行駛，經(jīng)過(guò)第7根電線桿時(shí)的瞬時(shí)速度為25m/sC.汽車在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為10sD.以上說(shuō)法都不正確11.汽車以10m/s的速度在平直公路上行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方3m處有一自行車正以4m/s的速度做同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車司機(jī)立即剎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，則汽車的加速度至少多大才能避免與自行車相撞?12．質(zhì)量為10kg的物體在F=200N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，與水平地面的夾角θ=37°，力F作用2s后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25s后，速度減為零。求：物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和物體的總位移S.（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）13．質(zhì)量為40kg的雪撬在傾角θ=37°的斜面上向下滑動(dòng)，如圖甲所示，所受的空氣阻力與速度成正比。今測(cè)得雪撬運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示，且AB是曲線的切線，B點(diǎn)坐標(biāo)為（4，15），CD是曲線的漸近線。試求空氣的阻力系數(shù)k和雪撬與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（g=10m/s2）14．一質(zhì)量為，長(zhǎng)的木板，用的水平外力拉此木板，使其以速度的初速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻將質(zhì)量為的鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放在木板的最右端，如圖所示，鐵塊與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。鐵塊和木塊的加速度分別為多大？鐵塊能否最后與木塊保持相對(duì)靜止？如果能，鐵塊在木塊上滑行多長(zhǎng)時(shí)間二者相對(duì)靜止？如果不能，鐵塊將在木板上滑行多長(zhǎng)時(shí)間后掉下來(lái)？

牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用練習(xí)參考答案13．由圖象可得，A點(diǎn)加速度aA＝2.5m/s2最終雪橇勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)最大速度vm=10m/