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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A物體所受合力不為零時(shí)，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(shí)，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(duì)但物體運(yùn)動(dòng)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(cuò)當(dāng)代入的物理量的單位全部取國(guó)際單位時(shí)，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(duì) 【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(wú)關(guān)，故B錯(cuò)；物體受到的合力的大小由施力物體決定，故A錯(cuò) 3下面說(shuō)法中正確的是()A同一物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，受到的合力越大B同一物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度變化越大，受到的合力也越大【答案】B 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的題目中，有兩類(lèi)基本問(wèn)題：一類(lèi)是已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；另一類(lèi)是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況1已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的運(yùn)動(dòng)速度和位移處理這類(lèi)問(wèn)題的基本思路是：先求出幾個(gè)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(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式求出速度和位移知 識(shí) 梳 理 2已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況解答這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)情況的橋梁 思考：(1)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題研究的是做什么運(yùn)動(dòng)的物體？【答案】勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)“已知運(yùn)動(dòng)求力或已知力求運(yùn)動(dòng)”中的“力”和“運(yùn)動(dòng)”分別指的什么？【答案】“運(yùn)動(dòng)”指勻變速直線運(yùn)動(dòng)；“力”是指物體所受的合力. 1基本思路首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況和運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解由物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況 2解題步驟(1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)出物體的受力圖要注意畫(huà)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?gòu)椓?，最后是摩擦?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(yùn)動(dòng)的加速度(4)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)量任意時(shí)刻的位移和速度，以及運(yùn)動(dòng)軌跡等 特別提醒：(1)正確的受力分析是解答本類(lèi)題目的關(guān)鍵(2)若物體受兩個(gè)力作用，用合成法求加速度往往要簡(jiǎn)便一些；若物體受三個(gè)或三個(gè)以上力作用時(shí)，要正確應(yīng)用正交分解

5、法求加速度(3)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力的方向一定在物體運(yùn)動(dòng)的直線上 【例1】 如圖452所示，水平地面上放置一個(gè)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(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)情況是由受力情況和初始狀態(tài)共同決定的，如果無(wú)法確定物體的初始狀態(tài)，也就不能正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況(2)分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，要注意區(qū)分加速度方向和速度方向(3)運(yùn)動(dòng)和受力緊

6、密聯(lián)系，受力變，運(yùn)動(dòng)情況也變，反之亦如此 如圖453所示，在傾角37的足夠長(zhǎng)的固定的斜面底端有一個(gè)質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面間動(dòng)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(dòng)，拉力F10 N，方向平行斜面向上，經(jīng)時(shí)間t4 s繩子突然斷了，求：圖453 (1)繩斷時(shí)物體的速度大小(2)從繩子斷了開(kāi)始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(lèi)問(wèn)題的逆過(guò)程，一般是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)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(yùn)

7、動(dòng)情況確定受力情況 2解題步驟(1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖(2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)速度為24 m/s，則物體在下落過(guò)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(yùn)動(dòng)情況a確定受力情況(2)注意分析物體運(yùn)動(dòng)情況，考慮物體下落時(shí)加速度小于重力加速度的原因 民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門(mén)外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)在著陸后，打開(kāi)緊急出口的艙門(mén)，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來(lái)若某型號(hào)的客機(jī)緊急出口離地面高度為4 m，構(gòu)成斜面的氣囊長(zhǎng)度為5 m要求緊急疏散時(shí)乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)不得超過(guò)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(yùn)動(dòng)，說(shuō)明三者具有相同的加速度，因此可以把三者看作一個(gè)系統(tǒng)，作為一個(gè)整體來(lái)研究，這個(gè)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(shí)，加速度a也最大，此時(shí)A剛剛要開(kāi)始滑動(dòng) 答案：20.7 N1.88 m/s2 題后反思：(1)連接體：兩個(gè)(或兩個(gè)以上)物體相互連接在一起，在外力作用下運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)稱(chēng)為連接體(2)方法：解決連接體有關(guān)問(wèn)題時(shí)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(shí)，可選隔離法，求系統(tǒng)外力或加速度時(shí)，可選整體法，整體法和隔離法是相對(duì)統(tǒng)一、相輔相成的在解決本來(lái)單用隔離法就可以解決的問(wèn)題時(shí)，如果把這兩種方法交叉使用，則問(wèn)題處理起來(lái)將更為簡(jiǎn)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(shí)，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(shí)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(dòng)摩擦因數(shù)都為，用平行于斜面向上的力F拉兩個(gè)物體一起向上加速運(yùn)動(dòng)，求中間繩的張力 圖455