人教版必修一第4章第3节教案：牛顿第二定律：两类动力学基本问题(无答案)

1、 课 题牛顿第二定律，两类动力学基本问题教学目的1、理解牛顿第二定律。 2、能应用牛顿第二定律解决两类动力学的基本问题。教学内容【考纲全景透析】一、牛顿第二定律1.内容物体加速度的大小跟_成正比，跟_成反比，加速度的方向跟_相同.2.表达式：_.3.适用范围(1)只适用于_参考系，即相对于地面_或_运动的参考系；(2)只适用于解决_物体的_运动问题，不能用来处理二、牛顿定律的应用1.两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的_;(2)已知运动情况求物体的_.2.解决两类基本问题的方法以_为“桥梁”，由_和_列方程求解。三、单位制1.单位制：由_和_一起组成了单位制.2.基本单位：_的单位.力学中

2、的基本量有三个，它们分别是_、_、_，它们的国际单位分别是_、_、_.3.导出单位：由_根据逻辑关系推导出的其他物理量的单位.【热点难点全析】考点一用牛顿第二定律分析瞬时加速度1.牛顿第二定律的“四”性【例1】如图所示，两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为F1=30 N，F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则( ).弹簧测力计的示数是10 NB.弹簧测力计的示数是50 NC.在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变D.在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变【总结提升】瞬时性问题的解题技巧1.分析物体在某一时

3、刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意以下几种模型：2.在求解瞬时性加速度问题时应注意(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析.(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变.考点二 动力学两类基本问题1.求解两类基本问题的思路框图2.两类动力学问题的基本解题方法(1)由受力情况判断物体的运动状态，处理思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体的运动情况.(

4、2)由运动情况判断物体的受力情况，处理思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法则(平行四边形定则)或正交分解法.3.两类动力学问题的解题步骤(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.画好受力分析图和过程图，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=ma列方程求解，必要时要对结果进行讨论.【例2】质量为1吨的汽车在平直公

5、路上以10 m/s的速度匀速行驶阻力大小不变，从某时刻开始，汽车牵引力减少2 000 N，那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是 () 50 m B42 m C25 m D24 m考点三 国际单位制中的七个基本物理量和基本单位【例3】关于单位制，下列说法中正确的是( ).kg、m/s、N是导出单位B.kg、m、C是基本单位C.在国际单位制中，时间的单位是s,属基本单位D.在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的考点四 在动力学问题中常出现的临界条件1.在动力学问题中常出现的临界条件(1)地面、绳子或杆的弹力为零；(2)相对静止的物体间静摩擦力达到最大，通常在计算中取最大静摩擦力等于

6、滑动摩擦力；(3)两物体分离瞬间满足的三个要素：加速度相同;速度相同;二者虽然相互接触但相互作用力为零.(4)一个物体在另一个物体上滑动时恰不滑离的条件是运动到物体末端时二者速度恰好相等.2.解决此类问题，一般先以某个状态为研究的突破点，进行受力分析和运动分析，以临界条件为切入点，根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解讨论. 【例4】(2012·南昌模拟)如图所示，一细线的一端固定于倾角为=30°的光滑楔形块的顶端处，细线的另一端拴一质量为m的小球.(1)当楔形块至少以多大的加速度向左加速运动时，小球对楔形块压力为零?(2)当楔形块以a=2g的加速度向左加速运动时，小球对线

7、的拉力为多大？ 考点五 物理学常见的理想模型1.理想化方法是一种科学抽象，是研究物理学的重要方法，它根据所研究问题(一般都是十分复杂，涉及诸多因素)的需要和具体情况，确定研究对象的主要因素和次要因素，抓住主要因素，忽略次要因素，排除无关干扰，从而简明扼要地揭示事物的本质.在研究物理问题时，常通过建立理想模型来解决问题.理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型. (1)对象模型.用来代替研究对象实体的理想化模型，如质点、点电荷、理想变压器等都属于对象模型.是对实物的一种理想简化. (2)条件模型.把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型.如光滑表面、轻杆、轻绳、轻弹簧、均匀介质、匀

8、强电场和匀强磁场都属于条件模型.是对相关环境的一种理想简化. (3)过程模型.实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型.是对干扰因素的一种简化.例如：在空气中自由下落的物体，在高度不大时，空气的作用忽略不计，可抽象为自由落体运动；另外匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、稳恒电流都属于过程模型.下面分别就轻杆、轻绳、轻弹簧等理想模型进行讨论:1.模型比较2.理想化模型问题解题时应注意的问题(1)分析问题属于哪类理想化模型.(2)抓住模型的受力方向和大小变化的特点. 【高考零距离】12012·安徽卷 如图4所示，

9、放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则（ ） 物块可能匀速下滑B物块仍以加速度a匀加速下滑C物块将以大于a的加速度匀加速下滑 图4D物块将以小于a的加速度匀加速下滑2（2010·上海物理）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（ ）（）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3（2010·全国卷1）15如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的

10、光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有， B，C， D，4.（2011·福建理综·T18）如图，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和。若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对和的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是 . B. C. D. 5.（2010·安徽卷）22.（14分）质量为的物体在水平推力的作用下沿水平

11、面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如图所示。取，求：(1)物体与水平面间的运动摩擦因数； (2)水平推力的大小；（3）内物体运动位移的大小。6.（2013高考山东理综第22题）（15分）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度g取10 m/s2.（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？7、（2009上海22

12、）（12分）如图（a），质量m1kg的物体沿倾角q37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示。求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数m；（2）比例系数（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）【考点提升训练】1.(2012·南宁模拟)下列说法正确的是( ).物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大B.物体所受到的合外力不变(F合0)，其运动状态就不改变C.物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化D.物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正

13、在增大2.关于力和运动的关系，下列说法正确的是 () 物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用B物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用C若物体的位移与时间的平方成正比，表示物体必受力的作用D物体的速率不变，则其所受合力必为0 3. 下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是 ()由Fma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比与物体的加速度成反比B由m可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比C由a可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比D由m可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求出4. 一个质量为2 kg的物体，在

14、5个共点力的作用下保持静止若同时撤消其中大小分别为15 N和10 N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是 ()2 m/s2 B3 m/s2 C12 m/s2 D15 m/s2 5.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则 ()物体从到O先加速后减速B物体从到O加速运动，从O到B减速运动C物体运动到O点时所受合力为0 D物体从到O的过程加速度逐渐减小6.“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳质量为m的小明如图3218所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小

15、明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时()速度为零B加速度ag，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C加速度ag，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D加速度ag，方向竖直向下7(2012·哈尔滨高三检测)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的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是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，则汽车刹车前的速度为()7 m/s B14 m/s C10 m/s D20 m/s8.(2012·高考冲刺卷)在一种速降娱乐项目中，人乘坐在吊篮中，吊篮通过滑轮沿一条倾斜的钢

16、索向下滑行现有两条彼此平行的钢索，它们的起、终点分别位于同一高度小红和小明分别乘吊篮从速降的起点由静止开始下滑，在他们下滑的过程中，当吊篮与滑轮达到相对静止状态时，分别拍下一张照片，如图所示已知两人运动过程中，空气阻力的影响可以忽略，则()小明到达终点用时较短B小红到达终点用时较短C小明到达终点时速度较大D两人的运动都一定是匀速运动9.(2012·衡阳模拟)如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为( ).(M+m)g-maB.(M+m)g+maC.(M+m)gD.(M-m)g10(201

17、2·银川模拟)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变( ).伸长量为B.压缩量为C.伸长量为 D.压缩量为11.(2012·黄浦区模拟)某同学用位移传感器研究木块在斜面上的滑动情况,装置如图(a).已知斜面倾角=37°.他使木块以初速度v0沿斜面上滑,并同时开始记录数据,绘得木块从开始上滑至最高点,然后又下滑回到出发处过程中的x -t图线如图(b)所示.图中曲线左侧起始端的坐标为(0,1.4),曲线最低点的坐标为(0.5,0.4).重力加速度g取10 m/s2.sin