高中物理 第4章 第5節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用課件 粵教版必修11

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1、 第五節(jié)牛頓第二定律的應(yīng)用 1下列說法錯誤的是()A物體所受合力不為零時，加速度不可能為零B物體所受合力的方向，就是物體速度的方向C加速度的方向一定與物體所受合力的方向相同DFkm a中k的取值隨代入的物理量的單位不同而不同【答案】B精 彩 回 眸 【解釋】根據(jù)Fm a可知物體所受合力不為零時，加速度一定也不為零，加速度的方向就是合力的方向，A、C對但物體運動的方向可能與加速度的方向相反，即物體所受合力的方向不一定是物體速度的方向，B錯當(dāng)代入的物理量的單位全部取國際單位時，公式Fkm a中k1，即Fkm a中k的取值隨代入的物理量的單位不同而不同，D對 【答案】CD【解釋】物體的質(zhì)量與物體本身

2、所含物質(zhì)的多少有關(guān)，與物體所受的合外力F和加速度a無關(guān)，故B錯；物體受到的合力的大小由施力物體決定，故A錯 3下面說法中正確的是()A同一物體的運動速度越大，受到的合力越大B同一物體的運動速度變化率越小，受到的合力也越小C物體的質(zhì)量與它所受的合力成正比D同一物體的運動速度變化越大，受到的合力也越大【答案】B 關(guān)于力和運動關(guān)系的題目中，有兩類基本問題：一類是已知物體的受力情況，確定物體的運動情況；另一類是已知物體的運動情況，確定物體的受力情況1已知物體受力情況確定運動情況在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的運動速度和位移處理這類問題的基本思路是：先求出幾個力的合力，根據(jù)牛

3、頓第二定律(Fm a)求出加速度，再利用運動學(xué)有關(guān)公式求出速度和位移知 識 梳 理 2已知物體運動情況確定受力情況解答這類問題時，應(yīng)首先分析清楚物體的運動情況，根據(jù)運動學(xué)公式求出物體的加速度；然后在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，利用牛頓第二定律列式求力3加速度a是聯(lián)系物體受力情況和運動情況的橋梁 思考：(1)動力學(xué)的兩類基本問題研究的是做什么運動的物體？【答案】勻變速直線運動(2)“已知運動求力或已知力求運動”中的“力”和“運動”分別指的什么？【答案】“運動”指勻變速直線運動；“力”是指物體所受的合力. 1基本思路首先對研究對象進(jìn)行受力情況和運動情況分析，把題中所給的情況弄清楚，然后由牛頓第二定律

4、，結(jié)合運動學(xué)公式進(jìn)行求解由物體的受力情況確定物體的運動情況 2解題步驟(1)確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析，并畫出物體的受力圖要注意畫出物體所受到的所有力，不能漏力或添力，分析受力的順序一般是先重力，再彈力，最后是摩擦力(2)根據(jù)力的合成與分解，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，求出物體運動的加速度(4)結(jié)合物體運動的初始條件，選擇運動學(xué)公式，求出所需的運動學(xué)量任意時刻的位移和速度，以及運動軌跡等 特別提醒：(1)正確的受力分析是解答本類題目的關(guān)鍵(2)若物體受兩個力作用，用合成法求加速度往往要簡便一些；若物體受三個或三個以上力作用時，要正確應(yīng)用正交分解

5、法求加速度(3)物體做直線運動時，合外力的方向一定在物體運動的直線上 【例1】 如圖452所示，水平地面上放置一個質(zhì)量為m10 kg的物體，在與水平方向成37角的斜向右上方的拉力F100 N的作用下沿水平地面從靜止開始向右運動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5.求：5 s末物體的速度大小和5 s內(nèi)物體的位移(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)圖452 答案：30 m/s75 m 題后反思：(1)物體的運動情況是由受力情況和初始狀態(tài)共同決定的，如果無法確定物體的初始狀態(tài)，也就不能正確判斷物體的運動情況(2)分析動力學(xué)問題時，要注意區(qū)分加速度方向和速度方向(3)運動和受力緊

6、密聯(lián)系，受力變，運動情況也變，反之亦如此 如圖453所示，在傾角37的足夠長的固定的斜面底端有一個質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面間動摩擦因數(shù)0.25.現(xiàn)用輕細(xì)繩將物體由靜止沿斜面向上拉動，拉力F10 N，方向平行斜面向上，經(jīng)時間t4 s繩子突然斷了，求：圖453 (1)繩斷時物體的速度大小(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間(sin 370.60，cos 370.80，g10 m/s2)【答案】(1)8 m/s(2)4.2 s 1基本思路解決第一類問題的逆過程，一般是應(yīng)用運動學(xué)公式求出物體的加速度，再應(yīng)用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進(jìn)而可以求出物體所受的其他力由物體的運

7、動情況確定受力情況 2解題步驟(1)確定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析和運動過程分析，并畫出受力圖和運動草圖(2)選擇合適的運動學(xué)公式，求出物體的加速度(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力(4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力 特別提醒：(1)由運動學(xué)規(guī)律求加速度，要特別注意加速度的方向，從而確定合外力的方向，不能將速度的方向和加速度的方向混淆(2)題目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根據(jù)力的合成與分解求分力 【例2】 質(zhì)量為0.2 kg的物體從36 m高處由靜止下落，落地時速度為24 m/s，則物體在下落過程中所受的平均阻力

8、是多少？(g取10 m/s2) 答案：0.4 N題后反思：(1)注意解題的思路，由運動情況a確定受力情況(2)注意分析物體運動情況，考慮物體下落時加速度小于重力加速度的原因 民用航空客機的機艙除通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機在著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個由氣囊組成的斜面，機艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來若某型號的客機緊急出口離地面高度為4 m，構(gòu)成斜面的氣囊長度為5 m要求緊急疏散時乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時間不超過2 s，則(1)乘客在氣囊上下滑的加速度至少為多大？(2)氣囊和下滑乘客間的動摩擦因數(shù)不得超過多少？(g10 m/s 2) 綜 合拓

9、 展提 高 圖454 解析：由于A、B、C三者一起向左做勻加速運動，說明三者具有相同的加速度，因此可以把三者看作一個系統(tǒng)，作為一個整體來研究，這個整體的質(zhì)量等于各物體質(zhì)量之和，整體在水平方向上所受的外力為F，根據(jù)牛頓第二定律即可求出整體的加速度再隔離A和B分別進(jìn)行受力分析，即可求出外力F，顯然當(dāng)F最大時，加速度a也最大，此時A剛剛要開始滑動 答案：20.7 N1.88 m/s2 題后反思：(1)連接體：兩個(或兩個以上)物體相互連接在一起，在外力作用下運動的系統(tǒng)稱為連接體(2)方法：解決連接體有關(guān)問題時通常選擇整體法和隔離法，一般情況下，求系統(tǒng)內(nèi)力或加速度時，可選隔離法，求系統(tǒng)外力或加速度時，可選整體法，整體法和隔離法是相對統(tǒng)一、相輔相成的在解決本來單用隔離法就可以解決的問題時，如果把這兩種方法交叉使用，則問題處理起來將更為簡捷 (3)當(dāng)系統(tǒng)中各物體具有相同的加速度，要求系統(tǒng)中某兩物體間的作用力時，往往先用整體法求出加速度，再用隔離法求出物體間的相互作用力，即先整體，再隔離注意隔離時應(yīng)分析受力少的物體整體法和隔離法是物理學(xué)中的基本方法之一 如圖455所示，質(zhì)量分別為m、M的物體用細(xì)繩連接，放在傾角為的斜面上，物體與斜面間動摩擦因數(shù)都為，用平行于斜面向上的力F拉兩個物體一起向上加速運動，求中間繩的張力 圖455