資源簡介

牛頓第二定律的應用
教學重點：復雜物體運動與牛頓第二定律結(jié)合例題的分析講解
教學難點：彈簧受力問題分析，突變問題分析
牛頓第二定律F合= 本質(zhì)上確定了運動和力之間的關(guān)系，在高中物理相關(guān)習題中，對該定律的應用主要有兩種應用
從受力分析運動情況
例1：一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。
基本思路：（1）確定研究對象，對研究對象進行受力分析和運動分析，并畫出物體的受力示意圖；
（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)合給定的物體的運動的初始條件，選擇運動學公式，求出所需的運動參量。
問題：物體的合外力為多少？
問題：豎直方向上重力G和支持力N為什么可以相互抵消？
物體只是在水平方向上運動，豎直方向上位置未發(fā)生變化即豎直方向是 的，
所以物體豎直方向上受力平衡即N G。
解：物體受力示意圖如右圖，物體所受合力F合= - =ma
代入數(shù)據(jù)解得加速度a== =
根據(jù)運動學方程，知物體從靜止運動在4s末的速度V= （公式）=
= 4s內(nèi)的位移x= （公式）=
=
從運動情況分析受力
例2、一個滑雪的人質(zhì)量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°。在 t＝5s的時間內(nèi)滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力和對地面的壓力（包括摩擦和空氣阻力）
思路：先根據(jù)已知量用運動學公式求解出加速度，再利用牛頓第二定律 ,求解出物體所受的合外力。最后對物體進行受力分析，確定其中某個分力的大小。
解：根據(jù)x=v0t+1/2 at2得，
加速度方向沿斜面向
根據(jù)牛頓第二定律F合= ，得人受到的合外力F合=
= = N，合外力方向沿斜面向 。
物體受力示意圖如右圖所示：自身重力G，斜面對其支持力FN，沿斜面向 的阻力F阻，這三個力的合力F合= ，沿斜面向 。
建立如圖所受直角坐標系進行受力分解
因為合力方向沿斜面向下，所以重點在于分析人沿斜面方向受到的力。將重力G進行正交分解。在斜面方向，人受到阻力F阻，重力G沿斜面方向的分力Gsinθ，兩者的合力即為F合，故F合= -
垂直于斜面方向，受力關(guān)系有N=
整理得方程
G=mg= = N，將數(shù)據(jù)代入方程解得N= ,F阻=
人對斜坡的壓力大小等于斜坡對人的支持力，故F壓=N=
突變問題
重力加速度為g，小球靜止，從A點剪斷后，甲乙丙丁的加速度各為多少？
解析：分析受力
未剪斷前
乙受繩子拉力F，彈簧彈力T，自重mg,三者關(guān)系
甲受彈簧彈力T，自重mg,兩者關(guān)系
丁受繩子拉力F，繩子拉力T，自重mg,三者關(guān)系
丙受繩子拉力T，自重mg,兩者關(guān)系
剪斷后，
乙受彈簧彈力T，自重mg,合力F合= ，加速度a= =
甲受彈簧彈力T，自重mg,合力F合= ，加速度a=
丁受自重mg，合力F合= ，加速度a=
丙受自重mg，合力F合= ，加速度a=
小結(jié)：繩子斷，力消失，彈簧斷，力存在
四、加速度相同的連接體
m1，m2與地面之間沒有摩擦，m1，m2之間有摩擦力f（第四幅圖），力F拉動兩物體使兩物體以加速度a一起運動，兩物體間的內(nèi)力（相互作用力）為T，用m1，m2，F(xiàn)表示T.
第一幅圖：F-T= ，T= 整理得T=
第二幅圖：
第三幅圖：
第四幅圖：
練習：
1 . 如圖所示，物塊A、B的質(zhì)量均為m，物塊C的質(zhì)量為2m。A放在一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上（未連接），B、C通過一根繞過輕質(zhì)光滑定滑輪的輕繩相連，B疊放在A上，用手托起C使繩子處于伸直但不拉緊的狀態(tài)。某一時刻突然釋放C，一段時間后A、B分離，此時C未觸地，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）

A．剛釋放C的瞬間，A、B間的彈力不變 B．釋放C后至A、B分離前，繩子中的張力不變
C．A、B分離時，A、B的加速度為 D．A、B分離時，A、B上升的高度為
G
N
F
f

展開更多......

收起↑