高中物理 3.5牛顿运动定律的应用学案 教科版必修1

用心 爱心 专心 1 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用 学习目标 1 进一步理解牛顿三定律的内容 2 熟练应用牛顿运动定律处理相关问题 3 锻炼分析解题能力 熟悉解题步骤 学法指导 首先熟练掌握并理解牛顿运动定律的内容 在此基础上结合 相互作用 章节中 所学重力 弹力 摩擦力的基本知识 准确无误的对物体进行受力分析 同时对运动 学中所学物体运动公式及运动规律再度复习 然后结合典型例题对该部分知识进行应 用性训练 达到应用自如的目的 知识准备与导航 1 什么是匀变速直线运动 典型特点 2 匀变速直线运动的基本公式 速度公式 位移公式 3 三个常用推论 a b c 4 弹力 摩擦力有无及方向的判断 5 摩擦力 静摩擦力及滑动摩擦力的计算方法及公式 注 认清是动摩擦还是静摩擦之后再进行运算 摩擦力的方向与物体运动及相对运动方向的关系 6 牛顿第一定律说明的问题 力不是 力是 7 惯性 a 惯性是物体的固有属性 与物体的运动状态 所处位置无关 b 是描述物体惯性大小的唯一量度 8 牛顿第二定律表达式 公式中各物理量的含义 五个关系 因果 瞬时 矢量 同体 数值 9 牛顿第三定律 作用力反作用力的关系及与平衡力的异同 10 对物体受力分析的方法及注意事项 应用类型思路分析 牛顿第二定律 F ma 典型例题解析与欣赏 例题 一个滑雪的人 质量 75kg 以 v0 2m s 的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的 倾角 30o 在 t 5s 的时间内滑下的路程 x 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦 和空气阻力 解析 分析 这个题目是 已知运动情况求未知力 滑雪人受到 3 个力的作用 重 力 G mg 方向竖直向下 山坡的支持力 F2 方向垂直于山坡 指向滑雪人 阻力 F1 方向 沿山坡向上 用心 爱心 专心 2 如图 3 11 所示的那样 建立平面直角坐标系 把重力 G 沿 x 轴和 y 轴的方向分解 得 G1 mgsin G2 mgcos 在垂直于山坡的方向上 物体没有发生位 移 没有加速度 G2和 F2大小相等 方向相反 彼此平衡 物体所受的合力 F 等于 G1和 F1的合力 取沿山 坡向下的方向为正方向 则有 F G1 F1 合力的方向沿山坡向下 使滑雪人产生沿山坡向 下的加速度 滑雪人的加速度可由运动学的公式求得 再根据牛顿第二定律即可求得未知力 解 已知 v0 2m s s 60m t 5s 30 m 75kg 用运动学 4m s2 滑雪人所受的阻力可由牛顿第二定律 F G1 F1 ma 求得 F1 G1 ma mgsin ma 67 5N 在实际问题中 常常需要从物体的运动情况来确定未知力 例如 知道了列车的 运动情况 根据牛顿运动定律可以确定机车对列车的牵引力 又如 根据天文观 测知道了月球的运动情况 就可以知道地球对月球的引力情况 牛顿当初探讨了 这个问题 并进而发现了万有引力定律 问题思考 1 受力分析应注意什么问题 2 分析求合力 过程中方法选择的技巧是什么 3 正交分解法应用时的技巧 4 应用牛顿运动定律解题的思路 用心 爱心 专心 3 课堂练习 1 以 15m s 的速度行驶的无轨电车 在关闭电动机后 经过 10s 停下来 电 车的质量是 4 0 103kg 求电车所受阻力 2 民航客机一般都有紧急出口 发生意外情况的飞机紧急着陆后 打开紧急 出口 狭长的气囊会自动冲气 生成一条连接出口与地面的斜面 人员可沿斜面 滑到底上 若机舱口下沿距地面 3 2m 气囊所构成的斜面长度为 4 0m 一个质量 60kg 的人沿气囊滑下时所受阻力为 240N 人滑至气囊底端时速度有多大 小结 1 利用牛顿运动定律解题常见类型有两个 已知运动情况分析受力情况 已知受力情况分析运动情况 2 解题过程中对研究对象受力分析为关键环节 准确无误的画出物体所受 的力 避免添和漏的情况 按顺序受力分析 3 受力情况较复杂的应建立正交坐标系 注意建正交坐标系的法 4 准确列出方程 注意力的方向 用心 爱心 专心 4 3 5 2 牛顿运动定律的应用 班级 姓名 学号 学习目标学习目标 1 知道连结体问题 2 理解整体法和隔离法在动力学中的应用 3 初步掌握连结体问题的求解思路和解题方法 学习重点学习重点 连结体问题 学习难点学习难点 连结体问题的解题思路 主要内容主要内容 一 连结体问题一 连结体问题 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 二 解连接体问题的基本方法 整体法与隔离法二 解连接体问题的基本方法 整体法与隔离法 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 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 例一 如图所示 置于光滑水平面上的木块 A 和 B 其质量为 mA和 mB 当水平 力 F 作用于 A 左端上时 两物体一起作加速运动 其 A B 间相互作用力大 F AB F AB F V B A 用心 爱心 专心 5 小为 N1 当水平力 F 作用于 B 右端上时 两物体一起做加速度运动 其 A B 间相互作用力大小为 N2 则以下判断中正确的是 A 两次物体运动的加速度大小相等 B N1 N2 F C Nl十 N2 F D N1 N2 mB mA 例二 如图 A 与 B B 与地面的动摩擦因数都是 物体 A 和 B 相对静止 在拉 力 F 作用向右做匀加速运动 A B 的质量相等 都是 m 求物体 A 受到的 摩擦力 例三 如图所示 质量为 ml的物体和质量为 m2的物体 放在光滑水平面上 用仅 能承受 6N 的拉力的线相连 ml 2kg m2 3kg 现用水平拉力 F 拉物体 ml或 m2 使物体运动起来且不致把绳拉断 则 F 的大小和方向应为 A 10N 水平向右拉物体 m2 B 10N 水平向左拉物体 m1 C 15N 水平向右拉物体 m2 D 15N 水平向左拉物体 m1 例四 如图 ml 2kg m2 6kg 不计摩擦和滑轮的质量 求拉物体 ml的细线的拉 力和悬吊滑轮的细线的拉力 例五 如图所示的三个物体质量分别为 m1和 m2和 m3 带有滑轮的物体放在光 滑水平面上 滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计 为使三 个物体无相对运动 水平推力 F 等于多 少 课堂训练 课堂训练 l 如图所示 光滑水平面上有甲 乙两物体用绳拴在一起 受水平拉力 F1 F2 作用 已知 F1 F2 以下说法中错误的是 A 若撤去 F1 甲的加速度一定增大 B 若撤去 F2 乙的加速度一定增大 C 若撤去 Fl 绳的拉力一定减小 F AB F AB m1m2 F2 F1 甲乙 用心 爱心 专心 6 D 若撤去 F2 绳的拉力一定减小 2 两重叠在一起的滑块 置于固定的 倾角为 的斜面上 如图所示 滑块 A B 的质量分别为 M m A 与斜面间的动摩擦因数为 1 B 与 A 之间的动摩 擦因数为 2 已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从 斜面滑下 滑块 B 受到的摩擦力 A 等于零 B 方向沿斜面向上 C 大小等于 1mgcos D 大小等于 2mgcos 3 如图所示 A B 两物体的质量分别为 mA和 mB 在水平力 Fl和 F2的作用下 向右做匀加速直线运动 设两物体与水平面间的动摩擦因数均为 求 A B 间的压力 4 如图所示 在水平桌面上有三个质量均为 m 的物体 A B C 叠放在一起 水平 拉力 F 作用在物体 B 上 使三个物体一起向右运动 请确定 1 当三个物体一起向右匀速运动时 A 与 B B 与 c C 与桌面之间的摩擦力大 小 2 当三个物体一起向右以加速度 a 匀加速运动时 A 与 B B 与 C C 与桌面之 间的摩擦力大小 课后作业 课后作业 来源来源 Zxxk Com Zxxk Com 1 如图所示 在光滑水平面甲 乙两物体 在力 F1和 F2的作用下运动 已知 F1 F2 则以下说法中正确的是 A 如果撤去 F1则甲的加速度一定增大 B 如果撤去 F1则甲对乙的作用力一定减小 C 如果撤去 F2则乙的加速度一定增大 D 如果撤去 F2则乙对甲的作用力一定减小 2 质量为 M 的人站在地面上 用绳通过定滑轮将质量为 m 的重物从高处 放下 如图 若重物以加速度 a 下降 a g 则人对地面压力为 A M m g ma B M g a ma C M m g ma D Mg ma 3 如图所示 质量是 50kg 的人站在质量是 200kg 的小车上 他通过绳子以 200N 的 拉力向右拉小车 地面光滑 则 A lm s2的加速度向右移动 B 车以 0 8m s2的加速度向右运动 C 车以 4m s2的加速度向右运动 D 车对地保持静止 4 三个质量相同 形状也相同的斜面体放在粗糙地面上 另有三个质量相同的小物 体从斜面顶端沿斜面滑下 由于小物体与斜面间的摩擦力不同 第一个物体作匀 F2F1 甲乙 用心 爱心 专心 7 加速下滑 第二个物体匀速下滑 第三个物体以初速 v0匀减速下滑 如图 三个 斜面均保持不动 则下滑过程中斜面对地面的压力大小关系是 A N1 N2 N3 B N1 N2 N3 C N1 N2N3 5 在光滑的水平面上 放着两块长度相同 质量 分别为 M1和 M2的木板 在两木板的左端各放一个大小 形状 质量完全相同的物 块 如图所示 开始时 各物均静止 今在两物块上各作用一水平恒力 F1 F2 当物块与木板分离时 两木板的速度分别为 v1和 v2 物块与两木板之间的摩擦因 数相同 下列说法正确的是 A 若 F1 F2 M1 M2 则 Vl V2 B 若 F1 F2 M1V2 C 若 F1 F2 M1 M2 则 Vl V2 D 若 F1V2 6 如图所示 质量为 M 倾角为 的斜面体静止在水平地面上 有一 个 质量为 m 的物体在斜面顶端由静止沿斜面无摩擦滑下 在物体下 滑 过程中 斜面体静止不动 这时斜面体对地面的压力大小是 地面对斜面体的摩擦力大小是 7 质量为 m1 l0kg 和 m2 20kg 的两物体靠在一起置于同一水平面上 如图所示 两 物体与水平面间的动摩擦因数分别为 1 0 1 2 0 2 现对它们施加一个 F 80N 向右的水平力 使它们一起做加速运动 取 g l0m s2 求 1 两物体间的作用力 Nl 2 若 F1从右向左作用在 m2 上 求的作用力 N2 3 若 1 2 或水平面光滑 则 N1 N2 8 一质量为 M 倾角为 的楔形木块 静置在水平桌面上 与 桌面间的动摩擦因数为 一物块 质量为 m 置于楔形 木块的斜面上 物块与斜面的接触是光滑的 为了保持物 块相对斜面静止 可用一水平力 F 推楔形木块 如图所示 此水平力的大小等