高中物理 第四章 力与运动 第五节 牛顿第二定律的应用教案2 粤教版必修1-粤教版高一必修1物理教案VIP免费

第5节牛顿第二定律的应用新课教学：牛顿第二定律，然而在运动学中与力有关的公式包括由上面的公式，我们得到动力学中的两类问题：1．由左向右求解为第一类问题，即已知物体的受力情况，确定物体的运动情况，可将、、、中任何一个物理量作为未知量进行求解；2．由右向左求解为第二类问题，即已知物体的运动情况，反过来确定物体的受力情况，可将、中任一物理量作为未知求解【例题1】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N。1)求物体在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间。解：1）前4秒根据牛顿第二定律列方程：水平方向F-f=maa=1.5(m/s2)由V=at:V=6(m/s)2）4秒后竖直方向N-mg=0水平方向f=ma′a′=1.0(m/S2)由V=att=v/a=6.0(s)【例题2】一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。解：据牛顿第二定律列方程竖直方向N-Fsinθ-mg=0①水平万向Fcosθ-f=ma②二者联系f=μN③由①、②、③式得由V=at得:【例题3】如图5－1所示,质量为4kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20Ｎ,与水平方向成３０°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(ｇ取10m/s2)解析:以物体为研究对象,其受力情况如图3—6—3所示,建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解,则两坐标轴上的合力分别为物体沿水平方向加速运动,设加速度为ａ,则ｘ轴方向上的加速度ａｘ＝ａ,ｙ轴方向上物体没有运动,故ａy＝０,由牛顿第二定律得所以又有滑动摩擦力以上三式代入数据可解得物体的加速度a=0.58m/s2.小结：当物体的受力情况较复杂时,根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系，利用正交分解法来解。由解答上题我们可以得出，应用牛顿第二定律解题的步骤：1．明确研究对象；可以以某一物体为研究对象，也可以以几个物体组成的系统为研究对象；2．对研究对象进行受力分析；（1）受力分析的依据：①力的产生条件是否存在，是受力分析的重要依据之一。②力的作用效果与物体的运动状态之间有相互制约的关系，结合物体的运动状态分析受力情况是不可忽视的。③由牛顿第三定律（力的相互性）出发，分析物体的受力情况，可以化难为易。（2）受力分析的基本方法：①明确研究对象，即对谁进行受力分析。②把要研究的物体从周围物体中隔离出来。③按顺序分析受力情况，画出力的示意图，其顺序为：重力、弹力、摩擦力、其他力。3．画出物体的受力图，根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）；4．根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；5．结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量；根据上面的思路我们来解答相关的两类物理问题。【例4】静止在水平地面上的物体的质量为2kg,在水平恒力F推动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s,此时将F撤去,又经6s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小.解析:物体的整个运动过程分为两段,前4s物体做匀加速运动,后6s物体做匀减速运动.前4s内物体的加速度为①设摩擦力为f,由牛顿第二定律得②后6s内物体的加速度为③物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得④由②④可求得水平恒力F的大小为小结:解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是像这类运动过程较复杂的问题,更应注意对运动过程的分析.在分析物体的运动过程时,一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分段处理,加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没发生变化.【例5】一斜面AB长为10ｍ,倾角为３０°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图5－2所示(ｇ取10m/s2)(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?解析:(1)以小物体为研...