20xx粵教版高中物理必修一45牛頓第二定律的應(yīng)用word學(xué)案(已修改)
2024-12-25 01:53 本頁面
【正文】 第四章 力與運動 第五節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用 課前自主預(yù)習(xí) 1． 牛頓第二定律給出了加速度與 力 、 質(zhì)量之間的定量關(guān)系： ， 我們在已知受力的情況下可以結(jié)合 ____________， 解決有關(guān)物體運動狀態(tài)變化的問題；我們也可以在已知物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的情況下 ， 運用運動學(xué)公式求出物體的 ________， 再結(jié)合牛頓第二定律確定物體的受力情況． 2． 兩類基本問題 （ 1） 已知物體的 受力情況 ， 確定物體的運動情況．求解此類題的思路是：已知物體的受力情況 ， 根據(jù) __________， 求出物體的 ________， 再由物體的初始條件 ， 根據(jù) ________________求出 未知量 (速度 、 位移 、 時間等 )， 從而確定物體的運動情況． （ 2） 已知物體的 運動情況 ， 確定物體的 受力情況 ．求解此類題的思路是：根據(jù)物體的運動情況 ， 利用 ____________求出 __________， 再根據(jù) ____________就可以確定物體____________， 從而求得未知的力 ， 或與力相關(guān)的某些量 ， 如動摩擦因數(shù) 、 勁度系數(shù)等． 3． (單選 )用 30 N的水平外力 F， 拉一個靜止放在光滑水平面上的質(zhì)量為 20 kg的物體 ， 力F作用 3 s后 消失 ， 則第 5 s末物體的速度和加速度分別是 ( ) A． v＝ m/s， a＝ m/s2 B． v＝ m/s， a＝ m/s2 C． v＝ m/s， a＝ 0 D． v＝ m/s， a＝ 0 4． (雙選 )一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動 ， 小球通過細(xì)繩與車頂相連．小球某時刻正處于如圖 7所示狀態(tài)．設(shè)斜面對小球的支持力為 FN， 細(xì)繩對小球的拉力為 FT， 關(guān)于此時刻小球的受力情況 ， 下列說法中正確的是 ( ) A． 若小車向左運動 ， FN可能為零 B． 若小車向左運動 ， FT可能為零 C． 若小車向右運動 ， FN不可能為零 D． 若小車向右運動 ， FT不可能為零 [課前自主 預(yù) 習(xí) ] 1． a＝Fm 運動學(xué)公式 加速度 2． （ 1） 牛頓第二定律 加速度 運動學(xué)規(guī)律 （ 2） 運動學(xué)公式 加速度 牛頓第二定律 所受的力 3． C 4． AB 課堂互動探究 知識點 1 從受力情況確定運動情況 新知探究 在高速公路上行車，如果車輛發(fā)生故障，要停車檢修，應(yīng)在離車 150m 遠(yuǎn)的地方豎一警示牌．這是因為汽車在高速公路上高速行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況到采取剎車，須要有一定的反應(yīng)時間，對應(yīng)有一段反應(yīng)距離；汽車在剎 車過程中受阻力 f 做勻減速直線運動，則可通過 ________________計算出其剎車的加速度 a，再通過運動學(xué)公式計算出剎車距離。若汽車的質(zhì)量為 m，初速度為 v，則剎車距離的表達(dá)式為 ___________.。 答案：牛頓第二定律， 22vs a? 重點歸納 圖 452 圖 451 已知一物體的受力情況，由牛頓第二定律 F＝ ma 可知物體的加速度 a＝ mF ，據(jù)此結(jié)合運動學(xué)的規(guī)律就可以確定物體的運動情況． （ 1）基本處理思路： 先分析物體的受力情況，求出合力，根據(jù)牛頓第二定律 F＝ ma 求出加速度，再利用運動學(xué)的相關(guān)公式求出所需求的運動學(xué)物理量． 對物體進(jìn)行正確的受力分析是解決問題的關(guān)鍵，加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁． 分析物體受力情況 ? 求物體的合力 ? 由 a＝Fm求加速度 ? 結(jié)合運動學(xué)公式 ? 求運動學(xué)量 ①受力分析的依據(jù) a．力的產(chǎn)生條件是否存在，是受力分析的重要依據(jù)之一． b．力的作用效果與物體的運動狀態(tài)之間有相互制約的關(guān)系，結(jié)合物體的運動狀態(tài)分析受力情況是不可忽 視的． c．由牛頓第三定律（力的相互性）出發(fā)，分析物體的受力情況，可以化難為易． ②受力分析的基本方法 a．明確研究對象，即對誰進(jìn)行受力分析． b．把要研究的物體從周圍物體中隔離出來． c．按順序分析受力情況，畫出力的示意圖，其順序為：重力、彈力、摩擦力、其他力． （ 2）基本步驟 ①確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動分析，并畫出物體的受力圖． ②根據(jù)力的合成與分解的方法，求出物體所受的合外力（包括大小和方向）． ③根據(jù)牛頓第二定 律列方程，求出物體的加速度． ④結(jié)合給定的物體運動的初始條件，選擇運動學(xué)公式，求出所需運動參量． [例 1]如圖 453 所示，一個放置在水平臺面上的木塊，其質(zhì)量為 2kg，受到一個斜向下的、與水平方向成 37176。 角的推力 F=10N的作用，使木塊從靜止開始運動， 4s后撤去推力，若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為 。（ g取 10m/s178。） （ 1）撤去推力 F時木塊的速度為多大？ （ 2）撤去推力 F到停止運動過程中木塊的加速度為多大？ （ 3） 木塊在水平面上運動的總位移為多少 ？ 解析： (1)撤去力 F之前，對木塊受力分析如圖 所示。 由牛頓第二定律得，水平方向： Fcos370— f = ma1 豎直方向： FN=mg+Fsin370 又有 f=μ FN 解得 a1=4s末的速度為 v=a1t= 4= （ 2）撤去 F后，根據(jù)牛頓第二定律 μ mg=ma2 a2=μ g=1m/s2 （ 3）撤去 F 時，物塊前進(jìn)的位移 21 1 at m?? 撤去 F 后，物塊前進(jìn)的位移 22 2 22vsma?? 所以，物塊運動的總位移為 s=s1+s2= 觸類旁通 1． 一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角 θ ＝ 30176。，滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù) ，求 10s內(nèi)滑下來的路程和 10s末的速度大?。?g取 10m／ s2） 解析 以滑雪人為研究對象，受力情況如圖 4－ 5－ 2 所示． 圖 453 FN f F2 F F1 G 答圖 451 研究對象的運動狀態(tài)為：垂直于山坡方向，處于平衡；沿山坡方向，做勻加速直線運動． 將重力 mg 分解為垂直于山坡方向和沿山坡方向，據(jù)牛頓第二定律列方程： FN－ mgcosθ＝ 0 mgsinθ－ Ff＝ ma 又因為 Ff＝ μ FN 由①② ③可得： a＝ g（ sinθ－ μ cosθ） 故 x＝ gat2121 2＝（ sinθ－ μ cosθ） t2 ＝21 10（21－ 23） 102m＝ 233m v＝ at＝ 10（21－ 23） 10m／ s＝ ／ s 答案 233m， ／ s． 知識點 2 從運動情況確定受力情況 新知探究 一位同學(xué)通過電視觀看火箭發(fā)射時的情景。他聽到現(xiàn)場總指揮倒計時結(jié)束發(fā)出 “點火 ”命令后，立刻用秒表計時。假設(shè)測得火箭底部經(jīng)過發(fā)射架頂端的時間是 s，如果他想算出對火箭
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