学案十、牛顿第二定律应用(一)
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牛顿第二定律应用教学案例牛顿第二定律是物理学中的重要概念,被广泛应用于各种实际情境中。
为了让学生更好地理解和应用牛顿第二定律,我们可以设计一份教学案例,通过实际例子和活动来帮助学生深入理解这一定律的应用。
案例名称:牛顿第二定律在日常生活中的应用一、背景介绍牛顿第二定律描述了力与物体的加速度之间的关系,公式为F = ma。
F代表作用在物体上的净外力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这一定律在力学中有着重要的应用,也可以在我们的日常生活中找到各种实例。
二、教学目标1. 理解牛顿第二定律的概念和公式。
2. 能够应用牛顿第二定律解决实际生活中的问题。
3. 通过实际例子和活动,加深对牛顿第二定律的理解。
三、教学过程1. 导入通过一个简单的例子引入牛顿第二定律的概念,比如小车在平地上行驶和上坡行驶时的差异,引导学生思考为什么同样的车在上坡时需要施加更大的力才能行驶。
2. 概念讲解解释牛顿第二定律的概念和公式,引导学生理解力、质量和加速度之间的关系。
提供实际例子,比如汽车加速、物体下落等,让学生理解这一定律在日常生活中的应用。
3. 案例分析给学生提供一些案例,让他们应用牛顿第二定律来解决问题,比如用牛顿第二定律解释为什么拖拉机能够拉动重物、为什么推车需要更大的力才能上坡等。
4. 实验活动设计一些简单的实验活动,让学生通过实验来验证牛顿第二定律。
比如用弹簧测力计测量物体在不同力作用下的加速度,或者通过小车和坡道的实验来观察力和加速度的关系。
5. 应用练习提供一些日常生活中的实际问题,让学生运用牛顿第二定律进行分析和解决,比如计算推车上坡所需的最小力、分析自行车骑行时的力和加速度等。
6. 总结与讨论通过总结和讨论,加深学生对牛顿第二定律的理解,鼓励他们提出自己的问题和见解。
四、教学评估通过学生的参与和讨论,实验活动的观察和记录,以及应用练习的成果来评估学生是否理解了牛顿第二定律的概念及其在日常生活中的应用。
4.3 牛顿第二定律 (第2课时)一.学法指导一、牛顿第二定律的应用1.解题步骤 (1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动情况分析,作出运动或受力示意图. (3)求合力或加速度.(4)据F 合=ma 列方程求解.2.解题方法 (1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向,加速度的方向就是物体所受合外力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力. 例题1如图所示,装有架子的小车,用细线拖着小球在水平地面上运动,已知运动中,细线偏离竖直方向30°,则小车在做什么运动?解析:运动过程小球与小车的状态始终一致,由小车只能水平方 向加速或减速运动,小球的合力只能在水平方向,对小球受力分 析如图由牛顿第二定律列方程(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度时,在实际应用中常将受到的力分解,且将加速度所在的方向选为坐标系的轴或y 轴所在的方向;有时也可分解加速度,即⎩⎪⎨⎪⎧F x =ma xF y =ma y .①分解力而不分解加速度例题2、如图所示质量为m 的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向加一个力F ,使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动,则F 的大小为多少?[解析] 以物体为研究对象,受力分析如右下图所示,正交分解, 由牛顿第二定律得:ma =--==f mgsin Fcos f -Gx -Fy F x αα合0sin cos N Fy -Gy -N F y =--==ααF mg 合又N f μ=联立以上三式得:αμααμαsin cos cos sin F +++=mg mg ma②分解加速度而不分解力例4、 如图所示,电梯与水平面的夹角为30°,当电梯向上运动时,人对电梯的压力是其重力的65倍,则人与电梯间的摩擦力是重力的多少倍?[解析] 人在电梯上受到三个力的作用:重力m g 、支持力N 、摩擦力f ,如图1所示,以水平向右为x 轴正方向建立直角坐标系,分解加速度如图2所示,并根据牛顿第二定律列方程有图1 图2解得53mgf 点评:在利用牛顿运动定律进行正交分解时,究竟是分解力还是分解加速度,要灵活掌握。
成功源于勤奋成功源于勤奋
=g =
四、连接体弹簧
6.一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定
将物体托住,并使弹簧处于自然长度。
如图7
匀加速向下移动。
求经过多长时间木板开始与物体分离。
的最大速度为
的大小为mg
恒力在此过程中做的功为
的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为
,弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧
后,物体刚运动时的加速度大小为
)
.大小为
.大小为
定在框架上,下端固定
加速度为的加速度可能也为只有重力和弹力对
:对篮球受力分析如图,
、
,解得:越来越大,压力传感器的示数逐渐增大。
故项可能。
:若升降机正在减速下降,对篮球受力分析,由牛顿第二定律可得:
,解得:
逐渐增小。
故项不可能。
的位移,即为,解得:,故
解决本题关键处理好当B刚好离开地面时,
出弹簧的伸长量,结合刚开始时系统处于平衡状态即可求出弹簧的压缩量,进而求出间的弹簧拉伸量减小,当弹簧的弹力为时,的加速度为的加速度为。
牛顿第二定律的应用一导学案一、复习目标1、 知道牛顿第二定律表达式的确切含义;2、 会应用牛顿第二定律由受力情况分析、求解运动;3、 能应用牛顿第二定律对多过程的运动进行定量计算。
二、教学重难点1、应用牛顿第二定律分析由力求运动2、对牛顿第二定律的理解和应用三、知识回顾1、牛顿第二定律的表达式:加速度的方向:2、由受力情况求解物体加速度的流程:3、匀变速直线运动的基本公式:四、知识运用1、对球受力分析2、对物块受力分析,写出合力表达式V3、对上滑物体受力分析4、对下滑物体受力分析VV5、如图所示,一个放置在水平面上的物块,质量为1kg,受到一个斜向下的,与水平方向成370角的推力F=10N的作用,从静止开始运动,已知物块与水平面间的动摩擦因数u=0.25.(g 取10m/s2)求:(1)物块在5s末的速度和这5s内的位移;(2)若5s末撤去推力,物块在水平面上运动的总位移是多少?前5s内物块的加速度a1=5s末物块的速度V1=5s内物块的位移S1=撤去推力后物块的初速度为撤去推力后物块的加速度a2=撤去推力后物块运动的位移S2=整个过程物块的总位移S总=6、可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。
如图所示,有一企鹅在倾角为370的倾斜冰面上,先以加速度a1=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t1=8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。
若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数为u=0.25,已知sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2.求:(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小;(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)企鹅向上“奔跑”过程的位移S1=“奔跑”过程的末速度V1=上滑过程的初速度为上滑过程的加速度大小a2=上滑过程的位移S2=下滑过程的加速度的大小a3=下滑滑过程的位移S3=退滑到出发点的速度V3=。
牛顿第二定律应用题教案。
而对于学生来说,掌握牛顿第二定律的应用是十分重要的,特别是在高中阶段的物理学习中,牛顿第二定律更是一个必须要熟练掌握的基础知识点。
因此,本篇文章将着重介绍牛顿第二定律应用题的教学案例,帮助学生更好的理解和掌握这一定律的应用。
一、教学目标1.理解牛顿第二定律的概念及公式。
2.能够运用牛顿第二定律,解决相关的物理问题。
3.培养学生分析和解决实际问题的能力,以及一定的创新思维和团队协作能力。
二、教学重点1.掌握牛顿第二定律的概念。
2.熟练掌握牛顿第二定律的公式,能够巧妙运用公式求解实际问题。
三、教学难点1.如何根据物理问题的实际情况,合理运用公式求解问题。
2.如何培养学生自主思考和解决问题的能力。
四、教学内容一、牛顿第二定律的概念和公式牛顿第二定律是物理学中非常基础的定律之一,它描述了物体的加速度与所受的力的关系。
换句话说,牛顿第二定律表明一个物体受到的合力愈大,其加速度也就愈大。
如图所示,物体受到的力F越大,其加速度a也就越大,二者之间存在着直接的比例关系。
牛顿第二定律的公式表达为F=ma,其中F代表物体所受的合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度,根据这个公式我们可以计算出物体所受的合力,也可以计算出物体的加速度等。
二、牛顿第二定律的应用1.运动和力的关系我们可以根据牛顿第二定律的公式计算出一个物体受到的合力,比如下图中的竞赛场景。
在这幅图中,两个人在互相比赛,其中甲方和乙方所受到的力分别是F1和F2,同时甲方和乙方的质量分别为m1和m2。
我们可以通过牛顿第二定律的公式计算出两个人的加速度a1和a2,然后将其进行比较,就可以看到两个人谁更快地跑得过线。
2.匀加速直线运动在匀加速直线运动中,物体的加速度a是一定的,而且在这个过程中物体所受的合力也是一定的。
这时,我们可以利用牛顿第二定律的公式,计算出物体受到的合力。
如图所示,一个物体在匀加速直线运动中,假设其质量为m,加速度为a,所受到的摩擦力为Ff,所受到的向下的重力为mg,我们可以根据牛顿第二定律的公式求出其所受到的合力F,用F减去Ff和mg即为所需的推力Ft。
高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料,教师若希望在教学中脱颖而出,应高度重视教案的撰写和规划,以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇,供大家参考。
高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。
牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
【学情分析】在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。
这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教学目标】1、知识目标(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标(1)渗透物理学研究方法的教育。
(2)认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
(3)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。
向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系?能用公式反应他们之间的关系吗?回忆上节课知识,集体回答。
课题(第 1 课时)教学目标知识与技能1、巩固记忆牛顿第二定律内容、公式和物理意义;2、掌握牛顿第二定律的应用方法过程与方法1、通过例题分析、讨论、练习使学生掌握应用牛顿定律解决力学问题的方法,培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力。
2、训练学生解题规范、画图分析、完善步骤的能力。
情感目标解决物理问题中体验物理与生活的密切联系,提高将物理知识应用于生活和生产实践的意识教学重点本节为习题课,重点内容是选好例题,讲清应用牛顿第二定律解决的两类力学问题及解决这类问题的基本方法教学难点应用牛顿第二定律解题重要的是分析过程、建立图景;确定研究对象、受力情况和初始条件;依据定律列方程求解.但学生往往存在重结论、轻过程,习惯于套公式得结果,所以培养学生良好的解题习惯、建立思路、掌握方法是难点。
主要教法讲授法讨论法归纳法教学媒体黑板擦、多媒体教学过程(一) 复习1.牛顿第二定律的内容是什么?物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。
2.公式:(二)引入新课牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系.因此,应用牛顿第二定律即可解答一些力学问题.我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和步骤.例1.(1)质量为m=10kg的物体沿倾角为θ=300的光滑斜面下滑的加速度是多少? (g取10m/s2)(2)若物体以初速度v0沿着倾角为θ=300的光滑斜面向上滑动的加速度是多少?(3) 若(1)中斜面粗糙,且物体与斜面间动摩擦因数为0.1,则物体沿斜面下滑的加速度是多少?解析(1)沿光滑斜面下滑的物体受两个力的作用,重力mg和斜面支持力F N,由于物体沿光滑斜面做匀加速直线运动,故其合外力沿斜面向下,加速度沿斜面向下,作出平行四边形如图所示,物体所受的合外力为F合=mgsin300=10*10*1/2N=50N,由牛顿第二定律F合=m a可求得球的加速度为a=F合/m= gsin300=5m/s2(2) 物体以初速度v0沿着倾角为θ=300的光滑斜面向上滑动时,物体受力不变,所以合外力不变,加速度不变。
高中物理教案牛顿第二定律的应用高中物理教案牛顿第二定律的应用引言:牛顿第二定律是力学中最基本且重要的定律之一,它描述了物体受力后的运动状态。
本教案将重点介绍牛顿第二定律在高中物理中的应用,帮助学生深入理解定律的概念并掌握应用方法。
教学目标:1. 了解牛顿第二定律的基本原理和公式表达;2. 掌握应用牛顿第二定律解决物体运动问题的方法;3. 培养学生分析、推理和解决问题的能力。
教学内容:一、牛顿第二定律的原理牛顿第二定律表明,物体所受的合外力等于质量乘以加速度,即 F = ma,其中 F 代表合外力,m 代表物体的质量,a 代表物体的加速度。
该定律着重强调了力与加速度之间的数量关系。
二、应用实例讲解1. 自由落体运动自由落体运动是一个常见的物理现象,根据牛顿第二定律可以计算自由落体过程中物体的速度和位置。
以一个自由下落的物体为例,假设质量为 m,下落加速度为 g,可以利用牛顿第二定律得到 F = mg。
由于在自由落体过程中只有重力作用,所以 F 即为物体所受的重力。
2. 斜面上的物体滑动当一个物体位于倾斜角度为θ 的斜面上时,可以使用牛顿第二定律解决物体滑动的问题。
在斜面上,物体受到重力和斜面的支持力,根据平行和垂直分解的原理,可以得到物体在斜面上的加速度。
利用牛顿第二定律,可以通过计算合外力来解决物体滑动问题。
3. 弹簧振子弹簧振子是一个常见的周期性振动系统,可以利用牛顿第二定律来分析和计算振子的周期和频率。
通过施加质量和弹簧常数,可以计算振子的加速度,并由此推导出振子的周期公式。
三、示例题解析1. 题目一:一个质量为 2 kg 的物体受到一个 10 N 的力,求物体的加速度。
解析:根据牛顿第二定律 F = ma,将已知量代入公式,即可求得加速度 a = F / m = 10 N / 2 kg = 5 m/s²。
2. 题目二:如果一个质量为 5 kg 的物体位于一个倾斜角度为 30°的斜面上,斜面上的摩擦力为 20 N,求物体的加速度。
牛顿第二定律的应用——传送带与板块模型(导学案)姓名:教学目的:1、知识与技能:能理解牛顿第二定律,利用问题分析培养学生的解题能力,对给定情境进行受力分析和运动过程分析,培养学生分析物理问题的能力。
2、过程与方法:通过教师示范和学生自主分析与讨论相结合,让学生体验物理解题的逻辑性、严谨性以及物理试题表达的规范性。
3、情感态度与价值观:通过规范表达、示范分析、师生共情,让学生体验物理问题的解决总是将复杂的问题分解成简单的问题进行处理的方法,让学生体验科学态度和物理学的美。
重点:牛顿第二定律方程的建立,运动学公式的应用,对运动情境的分析及其过程中的受力分析。
难点:对运动情境的分析和受力分析。
学习过程:知识框图一、复习旧知识1、回顾所学运动学公式有哪些:2、所学重力、弹力和摩檫力的表达式是怎样的:3、知道物体的受力情况,要讨论运动情况的关键是什么?知道物体的运动情况,要讨论受力情况的关键又是什么?二、学习新知识1、传送带模型例题1:水平传送带A、B以v=10m/s的速度沿顺时针方向匀速运动,如图1-a所示,A、B相距L=16m,一质量m=1kg的木块(可视为质点)从A点由静止释放,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。
g取10m/s2(1)求木块从A沿传送带运动到B所需的时间为多少?(2)若将传送带右端放低到传送带与水平面成θ=37°且仍以v=10m/s的速度沿逆时针方向匀速运动,如图1-b所示,木块以v0=6m/s的速度冲上传送带,求木块从A沿传送带运动到B所需的时间为多少?练习:如图2所示,水平传送带以v=13 m/s的速度逆时针匀速转动,两端相距x=8 m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,工件滑上A端时速度v A=10 m/s,求工件到达B端时的速度v B和工件由A到B所用的时间。
(取g=10 m/s2)2、板块模型例题2:如图3所示,有一质量M=4 kg、长L=2.5 m的木板静置于水平地面上,在其最右端放一质量m=1 kg且可视为质点的木块,木板上表面与木块间动摩擦因数μ=0.3,下表面与地面之间的动摩擦因数μ1=0.2,现给木板施加水平向右的恒力F=30 N,则木块滑离木板需要多长时间?g取10 m/s2。
牛顿第二定律教案(优秀3篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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牛顿第二定律在生活中的应用教学案例。
案例一:汽车行驶汽车的行驶是我们每天都会接触到的,而牛顿第二定律对汽车行驶的原理作出了很好的解释。
我们知道,汽车行驶需要燃料进行推进,而这个过程就是牛顿第二定律的体现。
燃料中蕴含的能量被释放出来,被传递到车轮上,产生了一种向前的推力,使得汽车运动加速。
这个过程中,汽车的重量相当于物体的质量,而推动汽车的动力是作用在汽车上的力。
根据牛顿第二定律,这个力越大,汽车加速就越快,而车身越重,加速度就越小。
从中学的角度来讲,可以通过举办汽车模型的竞赛活动,让学生自己制作汽车模型并对模型进行测试,加深他们对牛顿第二定律的理解。
活动营造出趣味性,让学生在动手制作的过程中,了解汽车行驶的基本原理,并发现其中的物理问题。
让学生通过实验、观察和测量数据等方法,探究汽车重量、发动机功率、轮胎摩擦力等因素对汽车行驶过程的影响,锻炼他们的动手操作能力和科学思维能力。
案例二:运动员奔跑体育课上的跑步运动同样可以用牛顿第二定律进行讲解和理解。
在运动员奔跑的过程中,如果想要加快奔跑速度,除了增加脚步频率之外,就需要增加腿部肌肉的收缩力。
这个力就是运用牛顿第二定律进行解释的。
人体的重量相当于质量,肌肉的收缩力可以看作是作用在身体上的力。
根据牛顿第二定律,重力不变的情况下,如果增加身体向前的推力,奔跑速度就会加快。
从中学角度来讲,可以通过组织班级田径比赛活动,让学生在实际运动中探究身体推力与加速度之间的关系。
比如,可以通过比较不同的脚步频率和肌肉收缩力对奔跑速度的影响,让学生了解身体运动的科学原理,提高他们的实际操作能力和探究能力。
案例三:飞机起飞飞机起飞是航空工业中最为重要的一步,也是牛顿第二定律的一个经典应用。
在飞机起飞的时候,飞机发动机产生的推力需要克服引力和空气阻力。
这个过程同样可以用牛顿第二定律来进行解释。
飞机的重量相当于物体的质量,发动机产生的推力是作用在飞机上的力。
在飞机起飞的过程中,如果推力大于各种阻力的合力,那么飞机就能够顺利起飞。
牛顿第二定律的应用二、知识构建,方法梳理(一)动力学的两类基本问题1.已知物体的受力情况,要求确定物体的运动情况处理方法:已知物体的受力情况,可以求出物体的合力,根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度,在利用物体初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度。
也就是确定了物体的运动情况。
2.已知物体的运动情况,要求推断物体的受力情况处理方法:已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情况。
(二)动力学问题的求解1.基本思路牛顿第二定律反映的是,加速度、质量、合外力的关系,而加速度可以看成是运动的特征量,所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁,是解决动力学问题的关键。
求解两类问题的思路,可用下面的框图来表示:可见,加速度是连接“力”和“运动”的桥梁。
2.一般步骤:⑴确定研究对象;⑵进行受力情况及运动状态分析;⑶选取正方向;⑷统一单位,代入求解;总结说明规律分析方法步骤⑸检验结果。
3.注意事项(1)同体;(2)同向;(3)同时;(4)同单位制(SI制)。
倡导对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景、找到正确解题的关键,以养成良好的思维品质和解题习惯。
【例题讨论】:【例1】质量为M的三角劈静止在粗糙的水平地面上,质量为m的滑块在倾角为θ的斜面上以加速度a匀加速下滑。
求三角劈对地面的压力N和所受地面的摩擦力f。
【解析】如图7所示,把滑块的加速度进行正交分解。
Ax=acosθ;ay=asinθ由于滑块具有向下的加速度,整体对地面的压力(也就是三角劈对地面的压力)为N=(M+m)g-masinθ。
由于滑块具有水平向左的加速度,即:f=max=macosθ【例2】如图11-A-1,传送带水平部分ab=2m,与水平面的夹角为37º的斜面部分bc=4m,小物块与传送带间的动摩擦因素μ=0.25,皮带沿图中箭头方向运动,速率为2m/s,若将小物块轻放多题型训练总结图11-A-1在a点处,最后被送至C点,则物体从a传到b所用的时间物体从b传到c所用的时间(该题根据物体的受力情况分析物体的运动过程,特别注意物体跟皮带之间是相对静止还是相对滑动)4.6牛顿第二定律的应用板书教学反思。
学案12 牛顿第二定律及应用(一)牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题一、概念规律题组1.下列对牛顿第二定律的表达式F =ma 及其变形公式的理解,正确的是( ) A.由F =ma 可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比B.由m =Fa 可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的速度成反比C.由a =Fm 可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比D.由m =Fa可知,物体的质量可以通过测量经的加速度和它所受的合力而求出2.下列说法正确的是( )A .物体所受合力为零时,物体的加速度可以不为零B .物体所受合力越大,速度越大C .速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同图13.如图1所示,质量为20 kg 的物体,沿水平面向右运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.1,同时还受到大小为10 N 的水平向右的力的作用,则该物体(g 取10 m /s 2)( ) A .受到的摩擦力大小为20 N ,方向向左 B .受到的摩擦力大小为20 N ,方向向右 C .运动的加速度大小为1.5 m /s 2,方向向左 D .运动的加速度大小为0.5 m /s 2,方向向右 4.关于国秒单位制,下列说法正确的是( ) A .kg ,m /s ,N 是导出单位 B .kg ,m ,h 是基本单位C .在国际单位制中,质量的单位可以是kg ,也可以是gD .只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F =ma二、思想方法题组图25.(2011·淮南模拟)如图2所示,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑水平面上,如果它们分别受到水平推力F 1和F 2的作用,而且F 1>F 2,则1施于2的作用力大小为( ) A .F 1 B .F 2 C .12(F 1+F 2) D .12(F 1-F 2)图36.如图3所示,在光滑水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之下,以加速度a 做匀速直线运动,某时刻空然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度a 1和a 2,则( ) A .a 1=a 2=0 B .a 1=a ,a 2=0C .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2m 1+m 2aD .a 1=a ,a 2=-m 1m 2a一、对牛顿第二定律的理解矢量性公式F=ma是矢量式,任一时刻,F与a总同向瞬时性a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受的合外力因果性F是产生加速度a的原因,加速度a是F作用的结果同一性有三层意思:(1)加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面);(2)F=ma中,F、m、a对应同一个物体或同一个系统;(3)F=ma中,各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F=ma(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各个方向上的分量也满足F=ma即F x=ma x,F y=ma y【例1】(2010·上海·11)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体()A.刚抛出时的速度最大B.在最高点的加速度为零C.上升时间大于下落时间D.上升时的加速度等于下落时的加速度[规范思维]【例2】(2009·宁夏理综·20)如图4所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()图4A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向左运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零[规范思维][针对训练1] (2009·上海综合·7)图5如图5所示为蹦极运动的示意图.弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连.运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起.整个过程中忽略空气阻力.分析这一过程,下列表述正确的是()①经过B点时,运动员的速率最大②经过C点时,运动员的速率最大③从C点到D点,运动员的加速度增大④从C点到D点,运动员的加速度不变A.①③B.②③C.①④D.②④二、动力学两类基本问题1.分析流程图2.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.通常以加速度的方向为正方向或以加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.特别提醒(1)物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的.(2)无论是哪种情况,加速度都是联系力和运动的“桥梁”.(3)如果只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般用正交分解法求其合力.如果物体做直线运动,一般把力分解到沿运动方向和垂直于运动方向;当求加速度时,要沿着加速度的方向处理力即一般情况不分解加速度;特殊情况下当求某一个力时,可沿该力的方向分解加速度.【例3】如图6图6所示,一质量为m的物块放在水平地面上.现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为μ,求:(1)撤去F时,物块的速度大小;(2)撤去F后,物块还能滑行多远.【例4】(2010·安徽理综·22)图7质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图7所示.g取10 m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)水平推力F的大小;(3)0~10 s内物体运动位移的大小.[规范思维][针对训练2] (2009·江苏·13)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m,求飞行器所受阻力f的大小.(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h.(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.【基础演练】1.(2011·海南华侨中学月考)在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下来的痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线的长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10 m/s2,则汽车开始刹车时的速度为()A.7 m/s B.10 m/s C.14 m/s D.20 m/s2.(2011·吉林长春调研)竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,假设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速度的大小成正比,则子弹在整个运动过程中,加速度大小的变化是()A.始终变大B.始终变小C.先变大后变小D.先变小后变大3.如图8甲所示,在粗糙水平面上,物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动,其速度—时间图象如图乙所示,下列判断正确的是()图8A.在0~1 s内,外力F不断增大B.在1~3 s内,外力F的大小恒定C.在3~4 s内,外力F不断增大D.在3~4 s内,外力F的大小恒定图94.(2009·广东理基·4)建筑工人用图9所示的定滑轮装置运送建筑材料,质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N图105.如图10所示,足够长的传送带与水平面间夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ.则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()图116.(2011·福建福州质检)商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为θ的光滑斜面推上水平台,如图11所示.他由斜面底端以初速度v0开始将箱推出(箱与手分离),这箱苹果刚好能滑上平台.箱子的正中间是一个质量为m的苹果,在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是()A.mg B.mg sinθC.mg cosθ D.0题号 1 2 3 4 5 6答案7.在某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80 kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5 s内沿斜面滑下的位移x=50 m.(不计空气阻力,取g=10 m/s2).问:(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F f为多大?(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大?(3)设游客滑下50 m后进入水平草坪,试求游客在水平面上滑动的最大距离.【能力提升】图128.如图12所示,有一长度x=1 m、质量M=10 kg的平板小车静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m=4 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2 s内运动到小车的另一端,求作用在物块上的水平力F是多少?(g取10 m/s2)图139.质量为10 kg的物体在F=200 N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°,如图13所示.力F作用2 s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25 s后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)10.(2010.天星调研)图14如图14所示,长为L的薄木板放在长为L的正方形水平桌面上,木板的两端与桌面的两端对齐,一小木块放在木板的中点,木块、木板质量均为m,木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数都为μ.现突然施加水平外力F在薄木板上将薄木板抽出,最后小木块恰好停在桌面边上,没从桌面上掉下.假设薄木板在被抽出的过程中始终保持水平,且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上.求水平外力F的大小.学案12牛顿第二定律及应用(一)牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题【课前双基回扣】1.CD[牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量之间的数量关系,即已知两个量,可求第三个量,但物体的质量是由物体本身决定的,与受力无关;作用在物体上的合力,是由和它相互作用的物体作用产生的,与物体的质量和加速度无关.故排除A、B,选C、D.]2.D [由牛顿第二定律F =ma 知,F 合为零,加速度为零,由惯性定律知速度不一定为零;对某一物体,F 合越大,a 越大,由a =ΔvΔt知,a 大只能说明速度变化率大,速度不一定大,故A 、B 项错误;F 合、a 、Δv 三者方向一定相同,而速度方向与这三者方向不一定相同,故C 项错误,D 项正确.] 3.AD4.BD [所谓导出单位,是利用物理公式和基本单位推导出来的,力学中的基本单位只有三个,即kg 、m 、s ,其他单位都是由这三个基本单位衍生(推导)出来的,如“牛顿”(N)是导出单位,即1 N =1 kg·m/s 2(F =ma ),所以题中A 项错误,B 项正确.在国际单位制中,质量的单位只能是kg ,C 错误.在牛顿第二定律的表达式中,F =ma (k =1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D 项正确.]5.C [将物体1、2看做一个整体,其所受合力为:F 合=F 1-F 2,设质量均为m ,由第二定律得F 1-F 2=2ma ,所以a =F 1-F 22m以物体2为研究对象,受力情况如右图所示..由牛顿第二定律得F 12-F 2=ma ,所以F 12=F 2+ma =F 1+F 22.] 6.D [两物体在光滑的水平面上一起以加速度a 向右匀速运动时,弹簧的弹力F 弹=m 1a ,在力F 撤去的瞬间,弹簧的弹力来不及改变,大小仍为m 1a ,因此对A 来讲,加速度此时仍为a ;对B 物体,取向右为正方向,-m 1a =m 2a 2,a 2=-m 1m 2a ,所以只有D 项正确.]思维提升1.牛顿第二定律是一个实验定律,其公式也就不能像数学公式那样随意变换成不同的表达式.2.a =Δv Δt 是a 的定义式,a =Fm 是a 的决定式,a 虽可由a =Δv Δt进行计算,但a 决定于合外力F 与质量m .3.在牛顿运动定律的应用中,整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法. 4.对于弹簧弹力和细绳弹力要区别开.5.在牛顿运动定律的应用中,整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法,其常用的一种思路是:利用整体法求出物体的加速度,再利用隔离法求出物体间的相互作用力. 【核心考点突破】例1 A [最高点速度为零,物体受重力,合力不可能为零,加速度不为零,故B 项错.上升时做匀减速运动,h =12a 1t 21,下落时做匀加速运动,h =12a 2t 22,又因为a 1=mg +f m ,a 2=mg -f m,所以t 1<t 2,故C 、D 错误.根据能量守恒,开始时只有动能,因此开始时动能最大,速度最大,故A 项正确.][规范思维] 物体的加速度与合外力存在瞬时对应关系;加速度由合外力决定,合外力变化,加速度就变化. 例2 BC [由题意可知,当撤去外力,物块与木板都有向右的速度,但物块速度小于木板的速度,因此,木板给物块的动摩擦力向右,使物块向右加速,反过来,物块给木板的动摩擦力向左,使木板向右减速运动,直到它们速度相等,没有了动摩擦力,二者以共同速度做匀速运动,综上所述,选项B 、C 正确.][规范思维] 正确建立两物体的运动情景,明确物体的受力情况,进而确定加速度的大小方向,再进行运动状态分析.例3 (1) 2(F -μmg )x m (2)(Fμmg-1)x解析 (1)设撤去F 时物块的速度大小为v ,根据牛顿第二定律,物块的加速度 a =F -μmg m又由运动学公式v 2=2ax ,解得v = 2(F -μmg )xm(2)撤去F 后物块只受摩擦力,做匀减速运动至停止,根据牛顿第二定律,物块的加速度a ′=-μmg m =-μg 由运动学公式v ′2-v 2=2a ′x ′,且v ′=0解得x ′=(Fμmg-1)x[规范思维] 本题是已知物体的受力情况,求解运动情况,受力分析是求解的关键.如果物体的加速度或受力情况发生变化,则要分段处理,受力情况改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.多过程问题画出草图有助于解题.例4 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m解析 (1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt 2、初速度为v 20、末速度为v 2t 、加速度为a 2,则a 2=v 2t -v 20Δt 2=-2 m/s 2①设物体所受的摩擦力为F f ,根据牛顿第二定律,有 F f =ma 2② F f =-μmg ③联立②③得μ=-a 2g=0.2④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt 1、初速度为v 10、末速度为v 1t 、加速度为a 1,则a 1=v 1t -v 10Δt 1=1 m/s 2⑤根据牛顿第二定律,有F +F f =ma 1⑥ 联立③⑥得F =μmg +ma 1=6 N(3)解法一 由匀变速直线运动位移公式,得x =x 1+x 2=v 10Δt 1+12a 1Δt 21+v 20Δt 2+12a 2Δt 22=46 m 解法二 根据v -t 图象围成的面积,得x =(v 10+v 1t 2×Δt 1+12×v 20×Δt 2)=46 m[规范思维] 本题是牛顿第二定律和运动图象的综合应用.本题是已知运动情况(由v -t 图象告知运动信息)求受力情况.在求解两类动力学问题时,加速度是联系力和运动的桥梁,受力分析和运动过程分析是两大关键,一般需列两类方程(牛顿第二定律,运动学公式)联立求解. [针对训练]1.B 2.(1)4 N (2)42 m (3)322s(或2.1 s)【课时效果检测】1.C 2.B 3.BC 4.B 5.D [m 刚放上时,mg sin θ+μmg cos θ=ma 1.当m 与带同速后,因带足够长,且μ<tan θ,故m 要继续匀加速.此时,mg sin θ-μmg cos θ=ma 2,a 2<a 1,故D 正确.]6.C [以箱子和里面所有苹果作为整体来研究,受力分析得,Mg sin θ=Ma ,则a =g sin θ,方向沿斜面向下;再以质量为m 的苹果为研究对象,受力分析得,合外力F =ma =mg sin θ,与苹果重力沿斜面的分力相同,由此可知,其他苹果给它的力的合力应与重力垂直于斜面的分力相等,即mg cos θ,故C 正确.]7.(1)80 N (2)315(3)100 3 m8.16 N解析 由下图中的受力分析,根据牛顿第二定律有F -F f =ma 物① F f ′=Ma 车②其中F f =F f ′=μmg ③由分析图结合运动学公式有x 1=12a 车t 2④x 2=12a 物t 2⑤x 2-x 1=x ⑥由②③解得a 车=1 m/s 2⑦ 由④⑤⑥⑦解得a 物=1.5 m/s 2所以F =F f +ma 物=m (μg +a 物)=4×(0.25×10+1.5) N =16 N. 9.0.25 16.25 m解析 设力F 作用时物体沿斜面上升的加速度大小为a 1撤去力F 后其加速度大小变为a 2,则: a 1t 1=a 2t 2①有力F 作用时,物体受力为:重力mg 、推力F 、支持力F N1、摩擦力F f1,如图所示.在沿斜面方向上,由牛顿第二定律可得: F cos θ-mg sin θ-F f1=ma 1②F f1=μF N1′=μ(mg cos θ+F sin θ)③撤去力F 后,物体受重力mg 、支持力F N2、摩擦力F f2,在沿斜面方向上,由牛顿第二定律得: mg sin θ+F f2=ma 2④F f2=μF N2′=μmg cos θ⑤联立①②③④⑤式,代入数据得:a 2=8 m/s 2 a 1=5 m/s 2 μ=0.25物体运动的总位移x =12a 1t 21+12a 2t 22=⎝⎛⎭⎫12×5×22+12×8×1.252 m =16.25 m 10.6μmg解析 设小木块离开薄木板之前的过程,所用时间为t ,小木块的加速度大小为a 1,移动的距离为x 1,薄木板被抽出后,小木块在桌面上做匀减速直线运动,所用时间为t ′,设其加速度大小为a 2,移动的距离为x 2,有 μmg =ma 1① μmg =ma 2②即有a 1=a 2=μg ③根据运动学规律有x 1=x 2,t =t ′④所以x 1=12μgt 2⑤x 2=12μgt 2⑥根据题意有x 1+x 2=12L ⑦解得t 2=L2μg⑧设小木块没有离开薄木板的过程中,薄木板的加速度为a ,移动的距离为x ,有 x =12at 2⑨ 根据题意有x =x 1+12L ⑩联立⑤⑧⑨⑩得a =3μg ⑪对薄木板,根据牛顿第二定律得F -3μmg =ma , 解得F =6μmg . 易错点评1.应用牛顿第二定律时,要注重对定律“四性”的理解.特别是“瞬时性”是常考要点之一;此外“独立性”也是解题中经常用到的.2.解决动力学两类基本问题的关键是找到加速度这一桥梁,除此之外,还应注意受力分析和运动过程分析,最好能画出受力分析图和运动过程草图.。
牛顿第二定律的应用(学案)新课教学(一)、牛顿运动定律解答的两类问题1. 牛顿运动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和运动情况联系起 来,由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类:a. 已知物体的受力情况,确定物体的运动情况。
b. 已知物体的运动情况,求解物体的受力情况2. 用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路s = v 0 +-at 22已知物体的受力情况一据FM T 求得a — -?据{v t =v 0 +at — v ; - v : = 2as已知物体的运动情况 体的受力情况3. 总结由上分析知,无论是哪种类型的题目,物体的加速度都是核心,是联结力和运动的桥梁。
教材例一教材例二教材例三T 可求得 S..V 0..V t .tj Vt =v 0 +at 据 4 s=v 0+ -at 2 I 2 2vt —v2o=2as 曰 据 F =ma一一一—'求得a 一一 —‘ 求得自我总结:练习1 .如图所示,质量 m=2Kg 的物体静止在光滑的水平地面上,现对物体施加大小 F=10N 与水平 方向夹角0 = 370的斜向上的拉力,使物体向右做匀加速直线运动。
已知 sin37 0=0.6,cos37 0=0.8取g=10m/s 2,求物体5s 末的速度及 5s 内的位移?2.如图所示,质量m=2Kg 的物体静止在水平地面上, 物体与水平面的滑动摩擦因数卩=0.25。
现对物体施加与水平方向夹角0 = 370的斜向上的拉力 F 的作用,使物体向右做匀加速直线运动,运动 9s 后撤去拉力,又经过 10s 物体刚好停止。
已知 sin37 0=0.6,cos37 0=0.8取2g=10m/s ,求力F 的大小。
3 .雨滴在下落过程中,由于水汽的凝聚,雨滴质量将逐渐增大,同时由于下落速度逐渐增 大,所受阻力也将越来越大,最后雨滴将以某一速度匀速下降,在雨滴下降的过程中, 说法中正确的是( )A. 雨滴受到的重力逐渐增大,重力产生的加速度也逐渐增大B. 雨滴质量逐渐增大,重力产生的加速度逐渐减小C. 由于雨滴受空气阻力逐渐增大,雨滴下落的加速度将逐渐减小D. 雨滴所受重力逐渐增大,雨滴下落的加速度不变F 的作用,力的方向始终在同一直线上,力F下列F4 .一个静止的质点,在 0〜4s 时间内受到力随时间t 的变化如图所示,则质点在()A. 第2 s 末速度改变方向B. 第2 s 末位移改变方向C. 第4 s 末回到原出发点D. 第4 s 末运动速度为零5.(计算)如图所示,沿水平方向做匀变速直线 运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向1kg . (g = 10m/s , sin37 137 角,球和车厢相对静止,球的质量为=0.6, cos37°= 0.8)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.求悬线对球的拉力.F(1 )物体沿斜面向上运动的加速度大小; (2 )物体沿斜面向下运动的加速度大小;7.(计算)如图所示,一个质量为12kg 的物体以V 0=i2m/s 的初速度沿着水平地面向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2,物体始终受到一个水平向右、大小为 12N 的恒力F 作用(g=10 m/s 2)。
高中物理教案:牛顿第二定律的应用引言嗨,大家好!欢迎来到今天的物理课堂!今天我们要学习的内容是《牛顿第二定律的应用》。
在上一节课中,我们学习了牛顿第二定律的基本概念:物体的加速度与作用在该物体上的合力成正比,与物体质量成反比。
这个定律的公式可以表示为:F = ma,其中F是合力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
那么,牛顿第二定律到底有什么应用呢?在本节课中,我们将学习如何利用牛顿第二定律解决一些实际问题。
让我们一起开始吧!1. 牛顿第二定律解决平衡问题首先,让我们来看一个简单的问题:一个物体在光滑的水平面上,有一质量为10千克的箱子施加在它上面,向右方向拉力为50牛顿。
我们需要求出物体的加速度。
根据牛顿第二定律的公式 F = ma,我们可以得到 a = F/m = 50牛顿 / 10千克 = 5米/秒²。
所以,物体的加速度是5米/秒²。
那么,这个物体在受到50牛顿的拉力的作用下,为什么还能保持静止呢?这是因为存在一个与拉力相等且方向相反的摩擦力,使得物体处于平衡状态。
2. 牛顿第二定律解决运动问题接下来,我们来看一个稍微复杂一点的问题:一个质量为5千克的物体在水平面上,受到一个17牛顿的拉力,开始以一个初速度为0的情况下运动。
我们需要求出物体在10秒后的速度。
根据牛顿第二定律的公式 F = ma,我们可以得到物体的加速度 a = F/m = 17牛顿 / 5千克 = 3.4米/秒²。
接下来,我们可以使用初速度为0、加速度为3.4米/秒²、时间为10秒的运动学公式v = u + at 来求解问题。
代入我们的数值,即可得出物体在10秒后的速度 v = 0 + 3.4米/秒² × 10秒 = 34米/秒。
所以,物体在10秒后的速度为34米/秒。
3. 牛顿第二定律解决斜面上的问题除了水平面上的运动问题,牛顿第二定律还可以应用于斜面上的运动问题。
学案十 <<牛顿第二定律应用(一)>>
● 学习目标:
通过受力分析用牛顿第二定律求a ,再由运动学规律求相关量。
● 重点知识回顾:
1.牛顿第二定律解题的基本思路:(方框图)
动力学规律
F=ma
加速度是力和运动联系的桥梁。
..............
2.应用牛顿第二定律解题的基本方法:
(1)正交分解法:选取坐标系时一般X 轴方向与物体的加速度方向一致,尽可能减少力的
分解。
有时分解力简单,有时分解加速度简单,要灵活掌握。
(2)整体法和隔离法:对多物体组成的系统,常常需要把某个物体从系统中隔离出来,单独对它进行受力分析,列动力学方程,这就是隔离法。
当系统中各物体的加速度相同时,这时可把系统看作一个整体。
对整体建立动力学方程,这就是整体法。
分析中注意区分内力和外力,对整体内物体之间的作用力为内力,内力不改变物体系的运动状态,当把物体隔离出来后,则原来属于内力的转化为外力。
实际解题中,整体和隔离两种方法经常交叉使用,要灵活掌握。
3.应用牛顿第二定律解题的基本步骤:
(1)仔细审题,弄清题目所给物理条件和物理过程,明确要求的物理量; (2)确定研究对象(物体或系统);
(3)用隔离法(或整体法)分析研究对象的受力情况,并画出受力分析图; (4)分析对象的运动情况,并标出对象的加速度方向;
(5)选好坐标轴,列动力学方程:ma F =∑或x X ma F =∑,y y ma F =∑;
(6)选择适当的运动学规律:v t =v 0+at ,S=v 0+2
1
at 2,v t 2-v 02=2as 等;
(7)统一单位,代入数据求解。
● 精典范例:
范例1:物体M 在一组外力作用下而处于静止状态,现有一个力F=20N 慢慢开始减小,当减小到零后又慢慢恢复,最后恢复到20N 。
有关物体M 的运动说法正确的是: A .物体的速度先增大后减小 B .物体的加速度先增大后减小 C .物体的位移先增大后减小
D .若物体的质量为10kg ,那么物体的最大速度是2米/秒
范例2:质量为M 的物体停放在水平面上,在水平外力F 的作用下从静止开始运动,经时间t 物体的位移是S 。
下列说法正确的是:
A .用F/2的外力作用在M 上,在t 时间内的位移是S/2
B .用F/2的外力作用在M/2上,在t 时间内的位移是S
C .用F 的外力作用在M/2上,在t 时间内的位移是2S
D .用2F 的外力作用在M/2上,在t/2时间内的位移是S
范例3:如图所示,一物块从倾角为θ、长为s 的斜面顶端由静止开始下滑,物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ,求物块滑到底端所需的时间。
● 巩固练习:
1.A 、B 、C 分别为大小、形状相同的实心木球、实心铁球和空心铁球,A 、C 质量不相同,三球同时从同一高度由静止开始下落,若空气阻力相同,则: A .B 球下落的加速度最大 B .A 球下落的加速度最大 C .C 球下落的加速度最大 D .三球同时落地
2.如图所示,底板光滑的小车上,用两个量程为20N 且完全相同的弹簧称甲和乙系住一质量为1kg 的物块。
在水平地面上,当小车匀速直线运动时,两弹簧称示数均为10N ;当小车作匀加速直线运动时,弹簧称甲的示数为8N ,这时小车运动加速度大小为: A .22
s m B .42s m C .62
s
m
D .82
s m
3.如图所示,一木块在光滑水平面上以速度v 运动,前方固定有一个弹簧,对木块压缩弹簧过程的描述,正确的是:
①木块一直做减速运动,直至速度减为零
②木块先做减速运动,后做匀速运动
③木块的速度不断减小,加速度大小也不断减小 ④木块的速度不断减小,加速度大小不断增大 A .②④ B .②③ C .①③ D .①④
4.如图所示,质量为m 的物体在粗糙斜面上以加速度a 有一个恒力F 作用在物体上,力F 施加恒力F 后物体的加速度将: A .增大 B .减小
C .不变
D .无法判断怎样变化
● 提高练习:
1.如图所示,质量为m=1kg 的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成θ=300,球与杆间的动摩擦系数为μ=
6
3
,小球受到竖直向上的拉力F 作用,若F=20N ,则小球运动的加速度大小为 2
s m ,方向为沿斜杆向 ,小为2.52
s
m ,方向沿斜杆向下,则受到竖直向上拉力F 的大小为 。
(g=102
s m
)
2.质量为m=2kg 的物体原来静止在粗糙的水平地面上,现在在第1、3、5…奇数秒内给物体施加大小为6N 、方向水平向右的推力,在第2、4、6…偶数秒内给物体施加大小为2N 、方向仍水平向右的推力,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1,g=102
s m
,问:
(1)物体在奇数秒和偶数秒内各做什么运动? (2)经过多长时间物体位移大小为40.25m ?
● 小结:。