人教版本必修一第四章（牛顿运动定律）单元教案2

1、第三章 牛顿运动定律新课标要求：内容标准(1)通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题，通过实验认识超重和失重现象例通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会探究过程中所用的科学方法例根据牛顿第二定律说明物体所受的重力与质量的关系 (2)认识单位制在物理学中的重要意义知道国际单位制中的力学单位 例 在等式a=k中给定k=1，从而定义力的单位. 2活动建议 ()通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等，了解和体验失重与超重 ()根据牛顿第二定律，设计一种

2、能显示加速度大小的装置 ()通过听讲座、看录像等活动，了解宇航员的生活，了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验，尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下实验的方案第一单元 牛顿运动定律考点解读典型例题知识要点一、牛顿第一定律：1内容：一切物体总保持匀速直线运动运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态2理解：定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态”,这种性质叫惯性牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性定律的后一句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”这实际上是给力下的定义，即力是改变运动状态的原因（力并不是产生

3、和维持物体运动的原因）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律实际上，不受外力作用的物体是不存在的物体所受到的几个力的合力为零时，其运动效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态（例题1，针对练习1）二、牛顿第二定律1内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比2公式：F=ma3物理意义：它突出了力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因 4理解：模型性 牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或可看成质点模型的物体因果性 力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果矢量性 加速度与合外力都是矢量，它们的

4、方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定瞬时性 物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失相对性 定律中的加速度是以地面或相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参照物所量度的，即定律仅在惯性系中成立统一性 牛顿第二定律是实验定律，通过实验得出Fma，写成等式为F=kma，其中k为比例系数为使k=1，力、质量、加速度的单位必须统一使用同一单位制（通常使用国际单位制）独立性 物体受到多个力作用时，每个力都独立地产生一个加速度，且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律，就好象其他力不存在一样局限性 牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决

5、物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子5牛顿第二定律解题的一般方法和步骤：取对象确定研究对象；画力图对研究对象进行受力分析（和运动状态分析）；定方向选取正方向（或建立坐标系），通常以加速度方向为正方向较为适宜；列方程根据牛顿运动定律列运动方程；根据运动学公式列方程；解方程统一单位，求解方程，并对计算结果进行分析检验或讨论（例题2、3，针对练习2、3）三、牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上2表达式：F甲对乙=-F乙对甲，负号表示方向相反3意义：揭示了力的作用的相互性，即两个物体间只要有作用就必然会出现一对作用力和反作用力4特

6、点：作用力、反作用力特点1是同种性质的力如G与G/、FN与FN/、f与f/2作用在两个物体上，如G作用于人，G/作用于地球3同时产生、同时消失（甲对乙无作用、乙对甲也无作用）4不管静止或运动，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反5与物体是否平衡无关（例题4，针对练习4）疑难探究四、怎样把平衡力和作用力、反作用力区分开来？内容作用力和反作用力平衡力受力物体作用在两个物体上作用在同一个物体上依赖关系相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，只是不再平衡叠加性两个力的效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两个力的作用效果可以抵消，可叠加，可求合力，合力可为零力的性质一定是同性质的力可

7、以是同性质的力，也可以不是同性质的力（例题5，针对练习4）五、怎样解决突变类问题(力的瞬时性)？1物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变;或合外力变为零，加速度也立即变为零(物体运动的加速度可以突变)2中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性:A轻:即绳(或线)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等B软:即绳(或线)只能受拉力，不能承受压力(因绳能变曲)，由此特点可知，绳与其物体相互间作用力的方向总是沿着绳子且

8、背离受力物体的方向C不可伸长:即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变3中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性:A轻:即弹簧(或橡皮绳)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等B弹簧既能承受拉力，也能承受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力C由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变，但是，当弹簧或橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失4做变加速度运动的物体，加速度时刻在变化(大小变化或方向变化或大小、方向都变化)，某时刻的加速度叫瞬时

9、加速度，由牛顿第二定律知，瞬时力决定瞬时加速度，确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力（例题6、7，针对练习5、6、7）六、在应用牛顿第二定律时怎样使用正交分解法？正交分解是矢量运算的一种常见方法在牛顿第二定律中应用正交分解时，直角坐标系的建立有两种方法通常以加速度a的方向为x轴正方向，与此垂直方向为y轴，建立直角坐标系，将物体所受的力按x轴及y轴方向的分解，分别求得x轴和y轴方向上的合力Fx和Fy根据力的独立性原理，各个方向上的力产生各自的加速度，得方程组Fx=ma，Fy=0但有时用这种方法得到的方程组求解较为繁琐，因此在建立直角坐标系时，可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而

10、分解加速度a得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程组Fx=max，Fy=may求解至于采用哪种方法，要视具体情况灵活使用（例题8，针对练习8、9题）【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 （ ）A人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度【例2】一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东

11、的恒力F，历时1s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；接着又把此力改为向东，大小不变历时1s；如此反复，只改变力的方向，共历时1min，在此1min内（）A物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东B物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置C物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动D物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东【例3】在水平面上有一质量为5kg的物体，它受到与水平方向成530角并斜向上的25N的拉力时，恰好做匀速直线运动，取g=10m/s，问：（1）当拉力为50N时，加速度多大？（2）当拉力为62.5

12、N时，加速度多大？【例4】甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜，则比赛过程中( )A甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反D甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反【例5】粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则 （ ）A拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力【例6】如图3-1-1所示，木块A与B用轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者

13、静止A、B、C的质量之比为1:2:3设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬间，A和B的加速度分别为aA_，aB=_图3-1-1【例7】如图3-1-2所示，质量为m的小球与细线和轻弹簧连接后被悬挂起来，静止平衡时AC和BC与过C的竖直线的夹角都是600，则剪断AC线瞬间，求小球的加速度；剪断B处弹簧的瞬间，求小球的加速度 图3-1-2图3-1-3xmgNf图3-图3-图3-图3-m图3-图3-图3-图3-B图3-图3-图3-【例8】如图3-1-3表示某人站在一架与水平成角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上，人的质量为m，鞋底与阶梯的摩擦系数为，求此时人所受的摩擦力（请用两种方法沿加

14、速度方向为x轴建立坐标系沿水平向右方向为x轴建立坐标系，分解加速度）_典型例题答案_【例1】解析：人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用，保持着原来所具有的速度作匀速直线运动，所以仍落回车上原处答案：D说明：如果人跳起的瞬间，车厢沿水平直轨以加速度a作匀加速运动或匀减速运动，那么人将不会落回车上原处，落地点在原处后方处（火车加速时）或在原处前方处（火车减速时），式中t就是人从起跳到落地的时间.【例2】解析：物体在第1s内受恒力作用向东作匀加速运动在第2s内，受力向西，加速度方向向西，但速度方向仍向东，物体作向东的匀减速运动由于力的大小不变，前、后两秒内物体的加速度大小不变，仅方向相反，所

15、以至第2s末，物体向东运动的速度恰减为零，且第2s内的位移与第1s内的位移相同以后，力的方向又改为向东、继而向西如此往复，物体则相应地向东作匀加速运动、继而向东作匀减速运动，在1min内物体一直向东运动，至1min末恰静止答案：D说明：物体运动的加速度方向必与受力方向相同，但不一定与速度方向相同若以向东方向为速度的正方向，物体运动的v-t图如答图3-3所示，物体依次作着加速度大小相等、加速度方向相反的匀加速运动、匀减速运动，直到停止整个1min内v0，表示物体一直向东运动图3-1-4【例3】解析：研究对象为5kg的物体，受力分析如图3-2所示，取坐标系如图5-1-5，并规定x轴正向为加速度方向

16、，用正交分解法，匀速运动时a=0有：Fx=Fcos530-f=0 Fy=Fsin530+N-mg=0 F= 联立得：=0.5当F1=50N时有：Fx=F1cos530-1=ma1 Fy=F1sin530+N1-mg=0 由得：a1=5m/s2当F2=62.5N有：因F2 sin530=62.5N×0.8=50N=G,所以物体刚好离开水平面有：a2=7.5m/s2图3-1-5xyFmgNf说明：物体受多个力时，求加速度问题，往往利用正交分解法，一般取加速度的方向为一坐标轴，另一坐标轴上的合力为零【例4】解析:以两队及绳子为整体进行研究，水平方向外力就是地面分别对甲、乙两队的摩擦力，由题

17、知甲队获胜，一定是地面对甲队的摩擦力大于地面对乙队的摩擦力，故B对，C错，以绳子为研究对象，甲队胜，一定是甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力（考虑绳子的质量），它们并不是作用力和反作用力，则A对D错，故正确答案为A、B【例5】解析：拉力与地面对木箱的摩擦力作用在一个物体上，是一对平衡力，所以A错木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱，作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，故C正确木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同，作用在两个物体上，不是一对平衡力，D错答案；C【例6】解析： 当木块A、B处于平衡时，木块A受到重

18、力mg、弹力Nmg的作用，木块B受到重力2mg、弹簧对木块B的压力mg和C对木块B的支持力N/3mg的作用当沿水平方向迅速抽出木块C时，只是木块C对B的支持力消失了，木块A、B受到的其他力没有变，所以aA=0，aB=【例7】解析：本题所说细线、轻弹簧即是把线和弹簧理想化，认为他们质量可忽略不计，还认为线的长度一定(即线的长度变化可忽略不计)弹簧要考虑形变大小图3-1-6小球平衡时受三个力的作用：重力mg，拉力T1，弹力T2，则T1=T2mg 剪断线AC瞬间，拉力T1立即变为零，弹簧长度不变，弹力T2不变，小球受力为mg和T2，这两个力的合力Fmg，方向与竖直方向成60O角斜向右下方由牛顿第二定

19、律知，小球加速度大小为aF/mg.方向与竖直方向成60o角斜向右下方剪断B处弹簧瞬间，由于不考虑弹簧质量，弹簧形变立即消失，弹力T2立即变为零，小球将以A为圆心、AC长为半径做变速圆周运动，其加速度沿圆周的切线方向，即与AC垂直斜向左下方，绳的拉力T1立即变为Tl/；Tl/与mg的合力为F/, F/的方向垂直AC，如图3-1-6所示，=300，F/=mgcos=根据牛顿第二定律有a=方向与竖直方向成300斜向左下方 说明：从上可以看出，牛顿定律应用中的有关弹簧问题，只要抓住了弹簧产生力的特点，问题就容易解决了【例8】解析：方法一：人受力如图3-1-7，建立图示的坐标系，根据牛顿第二定律得：图3

20、-18fNGxy图3-1-7x方向：Nsin+fcos-mgsin=ma y方向：Ncos-mgcos-fsin=0 由得：f=macom 方向水平向右方法二：如答图3-1-8，建立直角坐标系并将加速度a沿已知力的方向正交分解水平方向加速度a2=acos答图3-1-8由牛顿第二定律知f = ma2 = macos 方向水平向右说明：恰当地选取坐标轴的方向，会给计算带来方便_针对练习_图3-1-91如图3-1-9所示，运输液体货物的槽车，液体上有气泡， 当车向前开动时气泡将向_运动，刹车时，气泡将向_运动，其原因是_具有惯性.图3-1-102一倾角为300的斜面上放一木块，木块上固定一支架，支架

21、末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，小球与滑块相对静止共同运动，当细线(1)沿竖直方向；(2)与斜面方向垂直；(3)沿水平方向，求上述三种情况下滑块下滑的加速度(如图3-1-10所示)3如图3-2-11所示，带有斜面的小车上放一光滑均匀的球，球质量为m，当小车向右以加速度a作匀加速直线运动时，球对斜面的压力为_，对小车的压力为_(斜面倾角为)图3-1-11图3-1-124如图3-1-12所示，用质量不计的轻绳L1和L2将A、B两重物悬挂起来，下列说法中正确的是( )A.L1对A的拉力和L2对A的拉力是一对平衡力B.L2对A的拉力和L2对B的拉力是一对作用力与反作用力C.L1对A的拉力和A

22、对L1的拉力是一对平衡力D.L2对B的拉力和B对L2的拉力是一对作用力5一物体在几个力的共同作用下处于静止状态现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值（方向不变），则（ ）A物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小D物体的速度先增大后减小6如图3-1-13所示的装置中，中间的弹簧质量忽略不计，两个小球质量皆为m，当剪断上端的绳子OA的瞬间小球A和B的加速度多大？图3-1-14图3-1-137如图3-1-14所示，在两根轻质弹簧a、b之间系住一小球，弹簧的另外两端分别固定在地面和天花板上同一竖直线上的两点，等小球静止后，突然撤去弹簧a，则在撤去弹簧

23、后的瞬间，小球加速度的大小为2.5米秒2，若突然撤去弹簧b，则在撤去弹簧后的瞬间，小球加速度的大小可能为（ ）A7.5米秒2，方向竖直向下 B7.5米秒2，方向竖直向上C12.5米秒2，方向竖直向下D12.5米秒2，方向竖直向上8一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图3-1-15所示在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）图3-1-15A当一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C当a一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D当a一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小9一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于在水平

24、面上加速运动的小车中，加速度为，如图31-16所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）A当一定时，a越大，斜面对物体的正压力越大B当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C当一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小D当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越小图3-1-16 _ _1下面几个说法中正确的是 （ ）A静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用B当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态C当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用D物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向图3-1-172如图3-1-17所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜

25、面上在M的水平上表面放一光滑小球m，后释放M，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 （ ）A沿斜面向下的直线B竖直向下的直线C无规则的曲线D抛物线图3-1-183如图3-1-18所示,位于水平地面上的质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动，若木块与地面之间的滑动摩擦系数为,则木块的加速度为 （ ）AF/M BFcosa/MC(Fcosa-Mg)/MDFcosa-(Mg-Fsina)/M 4如图3-1-19所示,底板光滑的小车上用两个量程为20牛顿、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1千克的物块,在水平地面上,当小车作匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10牛顿

26、当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8牛顿,这时小车运动的加速度大小是( ).图3-1-19(A)2米/秒2 (B)4米/秒2 (C)6米/秒 (D)8米/秒25放在粗糙程度一样的水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F （仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a则（）Aa=aBaa2aCa=2a Da2aB图3-1-206物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图31-20所示在A点物体开始与弹簧接触到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是 ( )A物体从A下降到B的过程中，速率不断变小B物体从B上升到A的过程中，速率不断变大

27、C物体从A下降到B，以及从B上升到A的速程中，速率都是先增大，后减小D物体在B点时，所受合力为零7在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动假定两板与冰面的摩擦因数相同已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于 ( )A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小8如图3-1-21所示，A、B两物体在水平力F的作用下共同加以速度a向右移动，则在A、B两物体间的作用力和反作用力有 （ ）A1对B2对C3对D4对图3-1-21图3-

28、1-229如图3-1-22钢索吊着箱子，箱子内有弹簧秤吊着重10N的小球当弹簧秤的示数为10N时，钢索拉力为510N，若弹簧秤示数为7N时，钢索拉力     N此时箱子正在          上升或正在         下降10已知质量为m的木块在大小为T的水平拉力作用下沿粗糙水平地面作匀加速直线运动,加速度为a,则木块与地面之间的滑动摩擦因数为    .若

29、在木块上再施加一个与水平拉力T在同一竖直平面内的推力,而不改变木块加速度的大小和方向,则此推力与水平拉力T的夹角为_11一个质量m=2kg的木块，放在光滑水平桌面上，受到三个大小均为F=10N、与桌面平行、互成120°角的拉力作用，则物体的加速度多大？若把其中一个力反向，物体的加速度又为多少？12地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平成37°角推木箱，如图3-1-23所示，恰好使木箱匀速前进若用此力与水平面成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10ms2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）图3-1-23 第

30、二单元 牛顿运动定律的应用考点解读典型例题知识要点1牛顿运动定律解决的两类基本问题(1)已知力求运动：知道物体受到的全部作用力，应用牛顿第二定律求加速度，如果再知道物体的初始运动状态，应用运动学公式就可以求出物体的运动情况任意时刻的位置和速度，以及运动轨迹。(2)已知运动求力：知道物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律，推断或者求出物体的受力情况。注意：物体运动的性质、轨迹的形状是由物体所受的合外力及初速度共同决定：如v0=0，F合0，则静止；v00，F合0，则物体做匀速直线运动；若v0=0，F合0或v00，F合0并与v0共线，则做变速直线运动，若F合又是恒力，则做

31、匀变速直线运动【例1】针对练习12超重 失重（完全失重）(1)含义： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（也叫视重）大于物体的重力，叫超重； 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力，叫失重；物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于物体的重力，叫完全失重。(2)产生条件 ：物体具有竖直向上的加速度超重，物体具有竖直向下的加速度失重。物体的加速度为g完全失重。(3)理解：物体处于超重或失重状态，物体的重力始终存在，大小也没有变化发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向在完全失重的状态下，平常一切由于重力产生的物理现象都完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物

32、体不受浮力、液体柱不再产生向下的压强（例2，针对练习2）疑难探究3临界问题的分析与计算在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件 （例题3，针对练习3、4题）4整体法与隔离法处理连接体问题的方法有整体法和隔离体法。（1）整体法：是将一组连接体作为一个整体看待，牛顿第二定律中F合=ma，F合是整体受的外力，只分析整体所受的外力即可（因为连接体的相互作用力是内力，可不分析），简化了受力分析。在研究连接

33、体时，连接体各部分的运动状态可以相同（只要求此种情况），也可以不同。（2）隔离法：是在求解连接体的相互作用力时采用，将某个部分从连接体中分离出来，其它部分对它的作用力就成了外力。整体法与隔离法在研究连接体问题时经常交替使用。（例题4，针对练习5、6）【例1】如图3-2-1所示，在倾角为=370的足够长的固定的斜图3-2-1面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数=0.25现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行斜面向上经时间t=4.0s绳子突然断了，求(1)绳断时物体的速度大小(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin370=0.

34、60，cos370=0.80，g=10m/s2)图3-2-2图3-【例2】如图3-2-2所示，质量为m的人站在放置在升降机中的体重秤上，求；（1）当升降机静止时，体重计的示数为多少？（2）当升降机以大小为a的加速度竖直加速上升时，体重计的示数为多少？（3）当升降机以大小为a的加速度竖直加速下降时，体重计的示数为多少？（4）当升降机以大小为a的加速度竖直减速下降时，体重计的示数为多少？（5）当升降机以大小为a的加速度竖直减速上升时，体重计的示数为多少？【例3】如图3-2-3所示，斜面是光滑的，一个质量是0.2kg的小球用细绳吊在倾角为53o的斜面顶端斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行；当斜

35、面以8m/s2的加速度向右做匀加速运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力图3-2-3【例4】如图3-2-4所示，m和M保持相对静止，一起沿倾角为的光滑斜面下滑，则M和m间的摩擦力大小是多少？图3-2-4_典型例题答案_【例1】解析：(1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F，重力G和摩擦力f，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有Fmgsinf=ma1 因f=mgcos 解得a1=2.0m/s2 所以t=4.0s时物体的速度大小为 v1=alt=8.0m/s(2)绳断时物体距斜面底端的位移s1=a1t2=16m 绳断时物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，则根据牛顿

36、第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mgsin+mgcos=ma2 解得a2=8.0m/s2 物体做减速运动的时间t2v1/a2=1.0s，减速运动的位移s2=v1t2/2=4.0m 此后物体将沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有mgsin一mgcos=ma3 解得a3=4.0m/s2 设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移s1+s2=a3t32，解得t3=s=3.2s 所以物体返回到斜面底端的时间为t总=t2+t3=4.2s【例2】解析：人受力如图3-1，（1）N-mg=0 N=mg（2）N-mg=ma N=mg+m

37、a(3) mg-N=ma N=mg-ma(4)N-mg=ma N=mg+mg (5)mg-N=ma N=mg-ma答案：（1）N=mg （2）N=mg+ma (3) N=mg-ma(4) N=mg+mg （5）N=mg-ma说明：超重 失重只与加速度的方向有关，与速度的方向无关，所以分析超重、失重时，关键是找加速度的方向【例3】解析：必须先求出小球离开斜面的临界值ao,然后才能确定处于临界状态时小球受力如答图3-2-5所示，则有 mgcotmgaoao=gcot=7.5m/s2a=8ms2>ao小球离开斜面T=2.56NN=0图3-2-5【例4】解析：因为m和M保持相对静止，所以可以将（

38、mM）整体视为研究对象。受力如答图32-6，受重力（M+m）g、支持力N如图建立坐标系，根据牛顿第二定律列方程x：(M+m)gsin=(M+m)a    解得a=gsin沿斜面向下。因为要求m和M间的相互作用力，再以m为研究对象，受力如图215。根据牛顿第二定律列方程x: f=max y: N2-mg=may 因为m，M的加速度是沿斜面方向。需将其分解为水平方向和竖直方向如图3-21。 ax =acos ay=asin 由式，解得f=mgsin·cos方向沿水平方向m受向左的摩擦力，M受向右的摩擦力。图3-2-6说明：此题可以视为连接体问题。连接体问题对

39、在解题过程中选取研究对象很重要。有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象。整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉，单个物体作研究对象主要解决相互作用力。单个物体的选取应以它接触的物体最少为最好。如m只和M接触，而M和m还和斜面接触。另外需指出的是，在应用牛顿第二定律解题时，有时需要分解力，有时需要分解加速度，具体情况分析，不要形成只分解力的认识。_针对练习_1传送带与水平面的夹角370，它以4m/s的速度向上匀速运动，在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间的摩擦因数=0.8，AB间（B为顶端）长度为25m，试回答下列问题：(1)什么物体的运动性质（相

40、对地球）(2)物体从A到B的时间为多少？(g=10m/s2)2一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上他看到升降机上挂着一个重物的弹簧秤上的示数为40N，如图3-2-7所示，该重物的质量为5kg，这时人对升降机地板的压力是多大?(g取l0m/s2)。 图3-2-73如图3-2-8所示，矩形盒内用两根细线固定一个质量为m =1.0kg的均匀小球，a线与水平方向成53°角，b线水平。两根细线所能承受的最大拉力都是Fm=15N。当该系统沿竖直方向匀加速上升时，为保证细线不被拉断，加速度可取的最大值是_m/s2；当该系统沿水平方向向右匀加速运动时，为保证细线不被拉断，加速度可

41、取的最大值是_m/s2。（取g=10m/s2）ab图3-2-84一个弹簧秤放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质量M10.5kg，Q的质量，m1.5kg，弹簧的质量不计，劲度系数k=800N/m，系统处于静止，如图3-2-9所示，现给P施加一个方向竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为恒力。求力F的最大值与最小值。(取g1Om/s2)图3-2-95（05山东高密高三第一次月考）如图3-2-10所示，质量为M=4.0kg的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为1

42、=0.20。这时铁箱内一个质量为m=1.0kg的木块恰好能沿箱的后壁向下匀速下滑，木块与铁箱间的动摩擦因数为2=0.50。求水平拉力F的大小。（取g=10m/s2）vF图3-2-106如图3-2-11所示，底座A上装有长0.5 m的直立杆，总质量为2kg，杆上套有质量为0.5kg的小环B，它与杆有摩擦，当环从底座上以4 ms速度升起时，刚好能到达顶端求: (1)在环升起过程中，底座对水平面压力多大？(2)小环从杆顶落回底座需多少时间?图3-2-11_单元达标_1在升降机的天花板上，用轻弹簧悬挂一个小球，升降机静止时，弹簧的伸长量为4cm，升降机运行时，弹簧的伸长量为3cm，则升降机的运动情况是

43、（）A以a=g的加速度加速下降B以a=g的加速度加速下降C以a=g的加速度加速上升D以a=g的加速度加速上升2如图3-2-12所示，水平面上质量为10kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时（ ）A物块A相对小车仍静止B物块A受到的摩擦力将减小C物块A受到的摩擦力大小不变D物块且受到的弹力将增大图3-2-123如图3-2-13所示，质量为M的斜面B放在水平地面上质量为rn的物体A沿斜面以加速度a加速下滑，而斜面B相对水平面静止，斜面倾角为，且A、B间滑动

44、摩擦因数为，则地面对B的摩擦力f的大小和方向分别是 ( )Af=mgcossin，方向水平向左；BF=mgcos2，方向水平向右Cf=macos，方向水平向左Df=Mg+m(g-asin), 方向水平向右图3-2-134如图3-2-14所示，质量为M的框架，放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动，框架始终没有跳起，当框架对地面的压力为零的瞬间，小球的加速度大小为（）Ag BC0 D 图3-2-145甲、乙两个完全相同的球用弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，在甲球上加一水平向右的恒力F所示，在开始一段时间内，两球的速度一时间图象是图3-2-15中的 (

45、 )图3-2-156如图3-2-16所示，叠放一起的a、b两物体在水平力F的作用下沿水平面作匀速直线运动，若保持水平力大小、方向不变，改为作用在物体a时，a、b的运动状态可能为 ( ) A物体a和物体b仍在一起作匀速直线运动 B物体a和物体b都在作匀速直线运动 C物体a作匀加速直线运动，物体b作匀减速直线 运动 D物体a作匀加速直线运动，物体b作匀速直线运动图3-2-167如图3-2-17，传送带与水平面夹角370。，并以v=l0m/s的速度运行，在传送带的A端轻轻地放一小物体，若已知传送带与物体之间的动摩擦因数=0.5，传送带A到B端的距离s= l6m，则小物体从A端运动到B端所需的时间可能

46、是(g=10m/s2) ( ) A1.8s B2.0s C2.ls D4.0s图3-2-178一质量为M，倾角为的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为。一物块质量为m，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面之间是光滑的。为了使物块与斜面保持相对静止，可用一水平外力推动楔形木块，如图3-2-18所示。则此水平力的大小等于 .图3-2-189如图3-2-19所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为以900，两底角为和，a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的，现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于_。图3-2-19

47、10如图3-2-20所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？图3-2-2011如图3-2-21所示，质量为2kg的物体放在水平地面上，物体离墙20m，现用30N的水平推力作用于此物体，经2s时间可达墙边；若仍用30N的水平力推此物体，求能使物体到达墙边，推力的最短作用时间。图3-2-2112如下图3-2-22所示，平板A长5m，质量为M=5kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐，在A上距其右端s=3m处放一个质量m=2kg的小物体B，已知A和B之间的动摩擦因数1=0.1，A、

48、B两物体与桌面间的动摩擦因数均为2=0.2最初系统静止现在对板A右端施一水平恒力F后， 将A从B下抽出，且恰使B停在桌右边缘试求F的大小取g=10m/s2图3-2-22第三单元 实验 探究加速度与力、质量的关系实验指导典型例题1实验目的：探究加速度与力、质量的关系2实验原理： 利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系如图3-3-1所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M和m做加速运动时，可以得到a=图3-3-1当Mm时，可近似认为小车所受的拉力T等于mg. 本实验第一部分保持小车的质量不变，改变m的大小，测出相应的a，探究a与F的关系；第二部分保持m

49、不变，改变M的大小，测出小车运动的加速度a，探究a与M的关系3实验器材 打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，砂，低压交流电源，两根导线，天平，刻度尺，砝码4实验步骤及器材调整 (1)用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数值记录下来 (2)按教材中的装置把实验器材安装好 (3)平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止 (4)将砂桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码 (5)保持小车的质量不变，改变砂桶中的砂量重复步骤(4)

50、，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，列表格将记录的数据填写在表内 (6)建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系上描点，画出相应的图线，探究a与F的关系 (7)保持砂及小桶的质量不变，改变小车的质量(在小车上增减砝码)，重复上述步骤(5)、(6)，探究a与M的关系注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当在位置确定以后，不能再更换倾角(2)改变m和M的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车 (3)每次利用纸带确定a时，应求解其平均加速度(4)作图时，要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，误差较大的舍去【例题l】实验可以利用沙与沙桶代替砝码及砝码盘下图为实验装置图，在所示状态下，开始做实验，该同学在装置和操作中的主要错误是_.图3-3-2 答案：长木板右端垫高以平衡摩擦力 电源应改为1