高一物理牛顿第二定律的应用——解决动力学的两类基本问题人教实验版知识精讲.doc

用心 爱心 专心 高一物理牛顿第二定律的应用高一物理牛顿第二定律的应用 解决动力学的两类基本问题解决动力学的两类基本问题人教人教 实验版实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 牛顿第二定律的应用 解决动力学的两类基本问题 知识要点 知识要点 1 进一步学习分析物体的受力情况 达到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问题的基本思路和方法 重点 难点解析 重点 难点解析 一 牛顿第一定律内容 物体总保持静止或匀速直线运动状态 直到有外力迫使它改变 这种状态为止 二 牛顿第三定律 1 内容 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等 方向相反 作用在同一直线 上 2 理解作用力与反作用力的关系时 要注意以下几点 1 作用力与反作用力同时产生 同时消失 同时变化 无先后之分 2 作用力与反作用力总是大小相等 方向相反 作用在同一直线上 与物体的大小 形状 运动状态均无关系 3 作用力与反作用力分别作用在受力物体和施力物体上 其作用效果分别体现在各 自的受力物体上 所以作用力与反作用力产生的效果不能抵消 作用力与反作用力能否求 和 4 作用力与反作用力一定是同种性质的力 平衡力的性质呢 三 牛顿第二定律 1 内容 物体的加速度与物体所受合外力成正比 跟物体质量成反比 加速度方向跟合 外力的方向相同 2 数学表达式 F合 ma 3 关于牛顿第二定律的理解 1 同体性 F m a 是对同一物体而言的 2 矢量性 物体加速度方向与所受合外力方向一致 3 瞬时性 物体的加速度与所受合外力具有瞬时对应关系 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用 一 在共点力作用下物体的平衡 一 在共点力作用下物体的平衡 1 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动状态 称物体处于平衡状态 2 平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是 F合 0 用心 爱心 专心 即 F合 或 Fx合 Fy合 其中 Fx 合为物体在 x 轴方向上所受的合外力 Fy 合为物体在 y 轴方向上所受的合外力 二 处理连接体问题 二 处理连接体问题 连接体 两个或两个以上相互联系的物体组成连接体 整体法 当两个或两个以上有相互联系的物体相对同一参考系具有相同加速度时 可 选整体为研究对象 隔离法 把题目中每一物体隔离出来分别进行受力分析 列方程 当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时 有些题目也可采用整体 与隔离相结合的方法 一般步骤用整体法或隔离法求出加速度 然后用隔离法或整体法求 出未知力 三 两类动力学的基本问题 三 两类动力学的基本问题 1 从受力情况确定运动情况 根据物体的受力情况 可由牛顿第二定律求出物体的加速度 再通过运动学的规律确 定物体的运动情况 2 从运动情况确定受力情况 根据物体的运动情况 可由运动学公式求出物体的加速度 再通过牛顿第二定律确定 物体所受的外力 3 分析这两点问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁 加速度 4 求解这两类问题的思路 可由下面的框图来表示 物体的受 力情况 牛顿第 二定律 物体的 加速度 运动学 公式 物体的运 动情况 第一类 第二类 5 由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤 1 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体的受力图 2 根据力的合成与分解的方法 求出物体所受的合外力 包括大小和方向 3 根据牛顿第二定律列方程 求出物体的加速度 1 结合给定的物体运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需的运动参量 并分 析讨论结果是否正确合理 典型例题典型例题 题型题型 1 已知物体的受力情况 求解物体的运动情况已知物体的受力情况 求解物体的运动情况 例 1 质量 m 4kg 的物块 在一个平行于斜面向上的拉力 F 40N 作用下 从静止开始 沿斜面向上运动 如图所示 已知斜面足够长 倾角 37 物块与斜面间的动摩擦因 数 0 2 力 F 作用了 5s 求物块在 5s 内的位移及它在 5s 末的速度 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 用心 爱心 专心 解析 解析 F 如图 建立直角坐标系 把重力 mg 沿 x 轴和 y 轴的方向分解 F G GY GX FN F Gx mgsin Gy mgcos y 轴 FN mgcos F Fn mgcos x 轴 由牛顿第二定律得 F F GX ma 即 F mgcos mgsin ma a m mgmgF sincos 4 6 01048 01042 040 2 4m s2 5s 内的位移 x at2 2 4 52 30m 2 1 2 1 5s 末的速度 v at 2 4 5 12m s 题型题型 2 已知运动情况求物体的受力情况已知运动情况求物体的受力情况 例 2 如图所示 质量为 0 5kg 的物体在与水平面成 300角的拉力 F 作用下 沿水平桌面 向右做直线运动 经过 0 5m 的距离速度由 0 6m s 变为 0 4m s 已知物体与桌面间的动摩 擦因数 0 1 求作用力 F 的大小 g 10m s2 F 300 解析 解析 对物体受力分析 建立直角坐标系如图 用心 爱心 专心 300 mg F FN F 由 vt2 v02 2ax a vt2 v02 2x 0 42 0 62 2 0 5 0 2m s2 负号表示加速度方向与速度方向相反 即方向向左 y 轴方向 FN Fsin30 mg FN mg Fsin300 F FN mg Fsin30 x 轴方向 由牛顿第二定律得 Fcos30 F ma 即 Fcos30 mg Fsin30 ma F m a g cos30 sin30 0 5 0 2 0 1 10 2 0 1 1 2 3 0 44N 模拟试题模拟试题 1 下列关于力和运动关系的几种说法 正确的是 A 物体所受的合外力不为零时 其速度不可能为零 B 物体所受的合外力的方向 就是物体运动的方向 C 物体所受的合外力与物体运动速度无直接联系 D 物体所受的合外力不为零 则加速度一定不为零 2 一根轻弹簧下端挂一重物 上端用手提着 使重物竖直向上做加速运动 加速度 a g 从手突然停止向上运动时起 到弹簧变为最短时止 重物加速度的大小 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先减小后增大 D 先增大后减小 3 如图所示 质量为 ml的木块放在光滑水平面上 木块上放置一质量 m2的另一木块 先后分别用水平力拉 ml和 m2 使两木块都能一起运动 若两次拉动木块时 两木块间的 摩擦力分别为和 则两次拉动时 拉力之比为 1 F 2 F A B C D 1 21 12 m F m F 1 2 F F 11 22 m F m F 用心 爱心 专心 4 设洒水车的牵引力不变 所受阻力与车重成正比 洒水车在平直路面上原来匀速行驶 开始洒水后 它的运动情况将是 A 继续做匀速运动 B 变为做匀加速运动 C 变为做匀减速运动 D 变为做变加速运动 5 放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态 已知 F2垂 直于 F3 若三个力中去掉 F1 物体产生的加速度为 2 5m s2 若去掉 F2 物体产生的加速 度为 1 5m s2 若去掉 F3 则物体的加速度大小为 A 1 0m s2 B 2 0m s2 C 1 5m s2 D 4 0m s2 6 静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用 该力随时间变化的图线如图所 示 则下列说法正确的是 A 物体在 20s 内平均速度为零 B 物体在 20s 末的速度为零 C 物体在 20s 末又回到出发点 D 物体在 10s 末的速度最大 7 一物体质量为 m 受到 F1 F2 F3三个共点力作用而处于静止状态 当去掉 F3后 则物体的加速度大小是 方向 8 质量为 2kg 的物体 静止放于水平面上 现在物体上施一水平力 F 使物体开始沿水 平面运动 运动 10s 时 将水平力减为 F 2 若物体运动的速度图象如图所示 则水平力 F N 物体与水平面间的动摩擦因数 g 取 10m s2 9 水平传送带 A B 以 v 2m s 的速度匀速运动 如图所示所示 A B 相距 11m 一 物体 可视为质点 从 A 点由静止释放 物体与传送带间的动摩擦因数 0 2 则物体 从 A 沿传送带运动到 B 所需的时间为 s g 10m s2 10 一位滑雪者如果以 v0 30m s 的初速度沿直线冲上一倾角为 300的山坡 从冲坡开始 用心 爱心 专心 计时 至 4s 末 雪橇速度变为零 如果雪橇与人的质量为 m 80kg 求滑雪人受到的阻力 是多少 g 取 10m s2 11 物体由 A 点沿不同光滑斜面滑下 高为 h 倾角不同 求它到达底端的速率 A h 12 如图所示 底座 A 上装有长 0 5m 的直立杆 其总质量为 0 2kg 杆上套有质量为 0 05