3.2牛顿第二定律 动力学两类基本问题

3.2牛顿第二定律动力学两类基本问题课前自主预习学案预习目标1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题．二、预习内容一、牛顿第二定律1．内容物体的加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成______，加速度的方向与作用力的方向________。2．表达式a＝eq\f(F,m)。3．“五个”性质同向性公式F合＝ma是矢量式，任一时刻，F合与a________瞬时性a与F合对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F合为该时刻__________________因果性F合是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性F合＝ma中，F合、m、a对应__________或__________，各量统一使用__________独立性①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和4.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于______________(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。(2)牛顿第二定律只适用于______________(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)、弱力作用的情况。二、两类动力学问题牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况与运动情况联系起来。1．已知受力情况求运动情况已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律，可以求出物体的____________；已知物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体的运动情况。2．已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出______________，再根据牛顿第二定律可确定物体的__________，从而求出未知的力，或与力相关的某些物理量。如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等。课内合作探究学案一、学习目标1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题．二、学习过程探究一、对牛顿第二定律的理解1.(2012·海南单科)根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是()A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比思考1：加速度与速度有直接关系吗？思考2：合外力与加速度的产生有先后之分吗？归纳要点理解牛顿第二定律的“四性”1．瞬时性：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系。若a为某一瞬时的加速度，F为该时刻物体所受的合外力，对同一物体a与F有瞬时对应的关系。2．矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式，任一瞬间a的方向均与F的方向相同。当F方向变化时，a的方向同时变化，且任意时刻两者均保持一致。3．同一性：牛顿第二定律公式中的三个物理量必须是针对同一物体而言的；物体受力运动时必然只有一种运动情形，其运动状态只能由物体所受的合力决定，而不能是其中的一个力或几个力。4．同时性：牛顿第二定律中F、a只有因果关系而没有先后之分，F发生变化时a同时变化，包括大小和方向。探究二、如何判断物体的运动性质2.(2012·北京顺义区调研)在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带，可将放在其上的小工件(可视为质点)运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时，恰好带动传送带的电动机突然断电，导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面()A．做匀减速直线运动直到停止B．先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动C．先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动D．先做匀减速直线运动，然后做匀速直线运动思考1：小工件刚被放到传送带上时，相对传送带向哪运动？对地加速度方向向哪？思考2：小工件相对传送带有静止的时刻吗？思考3：小工件速度与传送带速度相等后，小工件又将做何运动？归纳要点合外力的方向决定加速度的方向，与速度方向无关。当合外力方向与速度方向共线时，物体做直线运动，当合外力与速度方向一致时做加速运动，反向时做减速运动。合外力与速度方向不共线时，物体做曲线运动。探究三、动力学两类基本问题3.(2012·浙江理综)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零。“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的eq\f(10,9)倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1；(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB。思路点拨：分析“鱼”在水中受力时，不能忽略浮力，且“鱼”下潜过程中合力不变，运用牛顿第二定律和运动学知识可求解。解题要点：规律总结1．动力学两类基本问题的分析流程图2．基本方法(1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程。(2)根据问题的要求和计算方法，确定研究对象进行分析，并画出示意图。图中应注明力、速度、加速度的符号和方向。对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有。(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果。3．应用牛顿第二定律的解题步骤(1)明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体。(2)分析物体的受力情况和运动情况。画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程。(3)选取正方向或建立坐标系。通常以初速度的方向为正方向或以初速度方向为某一坐标轴的正方向。(4)求合外力F合。(5)根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论。我的收获：知识：方法：检测达标1．(2012·无为大江、开城中学联考)如图所示，光滑水平面上，AB两物体用轻弹簧连接在一起，A、B的质量分别为m1、m2，在拉力F作用下，AB共同做匀加速直线运动，加速度大小为a，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2，则()A．a1＝0，a2＝0B．a1＝a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)aC．a1＝eq\f(m1,m1＋m2)a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a1＝a，a2＝eq\f(m1,m2)a2．一箱苹果在倾角为θ的斜面上匀速下滑，已知箱子与斜面间的动摩擦因数为μ，在下滑过程中处于箱子中间的质量为m的苹果受到其他苹果对它的作用力大小和方向为()A．mgsinθ沿斜面向下B．mgcosθ垂直斜面向上C．mg竖直向上D.eq\r(1＋μ2)mg沿斜面向上3．(2012·江苏徐州模拟)物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，则以下关系正确的是()A．mA＜mB＜mCB．mA＜mB＝mCC．μA＝μB＝μCD．μA＜μB＝μC4．(2012·杭州二中调研)在倾斜角为θ的长斜面上，一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块(连同风帆)的质量为m，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，风帆受到的沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即Ff＝kv。滑块从静止开始沿斜面下滑的vt图象如图所示，图中的倾斜直线是t＝0时刻速度图线的切线。(1)由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小。(2)若m＝2kg，θ＝37°，g＝10m/s答案:预习内容:一、1.反比相同3．同向物体所受合外力同一物体