牛顿运动定律的综合应用时学习教案

1、牛顿运动定律的综合牛顿运动定律的综合(zngh)应用时应用时第一页，共26页。1、滑块、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt)的特点：的特点： 涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动2、滑块和滑板常见的两种位移关系：、滑块和滑板常见的两种位移关系： 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向 运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt)第1页/共26页第二页，共26页。【高考真题2】(2011全

2、国新课标)如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化(binhu)的图线中正确的是( )典型典型(dinxng)例例题剖析题剖析A三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt)第2页/共26页第三页，共26页。例2之跟踪训练 如图所示，放在水平地面上的木板B长1 m，质量为2 kg，B与地面间的动摩擦因数为 0.2.一质量为3 kg的小铁块A放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数为0.4.当A以

3、3 m/s的初速度向右运动后，求最终(zu zhn)A对地的位移和A对B的位移.典型典型(dinxng)例题剖析例题剖析 解析 A在摩擦力作用下作减速运动，B在上、下两个表面的摩擦力的合力作用下先做加速运动，当A、B速度相同时，A、B立即保持(boch)相对静止，一起向右做减速运动.A在B对它的摩擦力的作用下做匀减速运动： B在上、下两个表面的摩擦力的合力作用下做匀加速运动2m/s1)(BBABABmgmmgma AmAg （mA +mB）g AmAg由AmAg=mAaA得得 aA=Ag=4 m/s2由AmAg- （mA +mB）g=mBaB得：得：三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题第3页/

4、共26页第四页，共26页。 当A相对B的速度变为零时，A在B上停止滑动(hudng)，此时： vA=vB,即v0-aAt=aBt，解得t=0.6s典型例题典型例题(lt)剖析剖析22111 0.6 m0.18 m22BBsa t 在此时间(shjin)内B的位移在此时间内A的位移2101v-1.08 m2AAsta t0.9=1ABSSSm Lm此时间内AB的位移差0Avvva ta t=0.6m/sABB此时 2aa =2m/sABABmmgmmg对整体由（）（） 得22=0.092AAvsma故12+=1.17AAAsssm故三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题 AmAg （mA +mB）

5、g AmAg （mA +mB）g第4页/共26页第五页，共26页。三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt) 1.滑块与滑板存在相对滑动的临界条件是什么滑块与滑板存在相对滑动的临界条件是什么?(1)运动学条件：若两物体速度和加速度不等，则会相对滑动运动学条件：若两物体速度和加速度不等，则会相对滑动.(2)动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个(y )物体物体“所需要所需要”的摩擦力的摩擦力f;比较比较f与最大静摩擦力与最大静摩擦力fm的关系，若的关系

6、，若ffm，则发生相对滑动，则发生相对滑动.2.滑块滑离滑板的临界条件是什么滑块滑离滑板的临界条件是什么?当滑板的长度一定时，滑块可能从滑板滑下，恰好滑到滑板的边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件当滑板的长度一定时，滑块可能从滑板滑下，恰好滑到滑板的边缘达到共同速度是滑块滑离滑板的临界条件. 第5页/共26页第六页，共26页。【中档题12】(菏泽统测)如图1-2-7所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面(pngmin)上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2

7、，小车足够长求(1)小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大？(2)经多长时间两者达到相同的速度？图127(3)从小物块放上小车开始(kish)，经过t=1.5s小 物 块 通 过 的 位 移 大 小 为 多 少 ？ ( 取g=10m/s2)三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt)第6页/共26页第七页，共26页。22012 m/ s0 . 5 m/ s21 smMmMagFm gaMatvatt物块的加速度小车的加速度：由：得：【解析(ji x)】212221231 s11 m20 .5 s0 .8 m / s10 .5 s1.1 m22.1 mmsatFaMmsvta tsss在 开

8、 始内 小 物 块 的 位 移 ：最 大 速 度 ：在 接 下 来 的物 块 与 小 车 相 对 静 止 ， 一 起 做 加 速运 动 且 加 速 度 ：这内 的 位 移 ：通 过 的 总 位 移三、滑块三、滑块滑板类问题滑板类问题(wnt)第7页/共26页第八页，共26页。四、传送带问题四、传送带问题(wnt)难点与疑点：难点与疑点：难点：传送带与物体运动的牵制。关键是受难点：传送带与物体运动的牵制。关键是受 力分析和情景分析力分析和情景分析 疑点疑点: :牛顿第二定律中牛顿第二定律中a a是物体对地加速度，是物体对地加速度，运动学公式中运动学公式中S S是物体对地的位移，这一点必是物体对地

9、的位移，这一点必须须(bx)(bx)明确。明确。第8页/共26页第九页，共26页。典型例题典型例题(lt)剖析剖析四、传送带问题四、传送带问题(wnt)（3）这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长可能有多长（设袋的初）这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长可能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传送带的转速速度仍为零）？此时传送带的转速(zhun s)n应满足何种条件？应满足何种条件？考题：考题：如图所示。一水平传送装置如图所示。一水平传送装置由由轮半径均为轮半径均为R1/ 米的主动轮米的主动轮O1和和从动轮从动轮 O2 及及传传送带等构成。两轮轴心相送带等构成。两轮轴心相距距S=8m，轮与传送带不打滑。，

10、轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数数为为04，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。O2O1（2）要想要想最最快将这袋面粉由快将这袋面粉由A端送到端送到B端（设端（设袋袋初速度仍为零），初速度仍为零），传送传送带带的的转速转速n至少应为多大？至少应为多大？（1）当传送带以当传送带以V=4m/s的速度的速度向右向右匀速运动时，将这袋面粉由匀速运动时，将这袋面粉由左端左端 正上方的正上方的A点轻放在传送带上后，这袋面粉由点轻放在传送带上后，这袋面粉由A端运送到端

11、运送到右端右端 正正上方的上方的B端所用的时间为多少？端所用的时间为多少？第9页/共26页第十页，共26页。典型例题典型例题(lt)剖析剖析四、传送带问题四、传送带问题(wnt)考题：如图所示。一水平传送装置由轮半径均为考题：如图所示。一水平传送装置由轮半径均为R1/ 米的主动轮米的主动轮(dngln)O1和从动轮和从动轮(dngln) O2 及传送带等构成。两轮轴心相距及传送带等构成。两轮轴心相距S=8m，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为与传送带之间的动摩擦因数为04，这袋面粉中的面粉可不

12、断的从，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。袋中渗出。O2O1（1）当传送带以当传送带以V=4m/s的速度的速度向右向右匀速运动匀速运动时，将这袋面粉由左端时，将这袋面粉由左端 正上方的正上方的A点轻放在传点轻放在传送带上后，这袋面粉由送带上后，这袋面粉由A端运送到端运送到右端右端 正上正上方的方的B端所用的时间为多少？端所用的时间为多少？21mg=maa= g=4m/s解：（ ）由题意知，对面粉有，则= =1 ,vsa1假设面粉先匀加速后匀速，则t21s = 22vma而12-=1.5ss stv则12t= +t =2.5st故第10页/共26页第十一页，共26页。典型例题典型例题(lt)剖

13、析剖析四、传送带问题四、传送带问题(wnt)考题：如图所示。一水平传送装置由轮半径均为考题：如图所示。一水平传送装置由轮半径均为R1/ 米的主动轮米的主动轮O1和从动轮和从动轮 O2 及传送带等构成。两轮轴心及传送带等构成。两轮轴心(zhu xn)相距相距S=8m，轮，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为带之间的动摩擦因数为04，这袋面粉中的面粉可不断的从袋，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。中渗出。O2O1（2）要想要想最最快将这袋面粉由快将这袋面粉由A端送到端送到B端（设端（设袋袋初速度

14、仍为零），初速度仍为零），传送带传送带的的转速转速n至少应为至少应为多大？多大？2（ ）若使面粉最快到达B点，则面粉需一直加速，其临界情况是面粉至B点时，才加速至与传送带相等。v=2nn=4r/s而R ，代入数据得2v =2asv= 2as=8m此时，得，第11页/共26页第十二页，共26页。典型典型(dinxng)例题剖析例题剖析四、传送带问题四、传送带问题(wnt)（3）这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长可）这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长可能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传送带的转速送带的转速n应满足应满足(mnz)何种条件？何种条件？考题：考题：

15、如图所示。一水平传送装置如图所示。一水平传送装置由由轮半径均为轮半径均为R1/ 米的主动轮米的主动轮O1和和从动轮从动轮 O2 及及传传送带等构成。两轮轴心相送带等构成。两轮轴心相距距S=8m，轮与传送带不打滑。，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数数为为04，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。O2O1max=+18Rm则 痕 迹 长 度 最 大 值S2L2，(3)由题意知，痕迹长为面粉与传送带的位移之差。maxABmax=+=L+=26mSSSS面带则，

16、21s=,t=2s2Bat其临界情况是此时面粉恰好加速至 点，则得=vt=2 Rntn=6.5r/s,n6.5r/sS带由得，第12页/共26页第十三页，共26页。处理方法处理方法(fngf)：由初速度关系，分析摩擦力方向，从而得运动状态。由初速度关系，分析摩擦力方向，从而得运动状态。第13页/共26页第十四页，共26页。图图 1 典型例题典型例题(lt)剖析剖析四、传送带问题四、传送带问题(wnt)第14页/共26页第十五页，共26页。答案答案(d n)2.5 s 第15页/共26页第十六页，共26页。第16页/共26页第十七页，共26页。巩固巩固(gngg)练习练习【1】如图】如图121所

17、示，长所示，长12m质量为质量为50kg的木板右端有一立柱木板置于水平地的木板右端有一立柱木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为，质量为50kg的人立于木板左端，木板的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以与人均静止，当人以4m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立柱，柱，(取取g=10m/s2)试求：试求：(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小(2)人在奔跑过程中木板的加速度人在奔跑过程中木板的加速度(3)人从开始奔跑至到达木板右端所经历人从开始奔

18、跑至到达木板右端所经历(jngl)的时间的时间图121【2】物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动(yndng)，如图7所示，再把物块放到P点自由滑下，则：( ) A. 物块将仍落在Q点 B. 物块将会落在Q点的左边 C. 物块将会落在Q点的右边 D. 物块有可能落不到地面上 PQ第17页/共26页第十八页，共26页。【解析】(1)设人的质量(zhling)为m，加速度为a1，木板的质量(zhling)为M，加速度为a2，人对木板的摩擦力为f.则对人有：f=ma1=200N，方向向右 22222()2m

19、/sfMm gMafMm gaMa对木板由受力分析可知：，则：代入数据解得：，方向向左【解析】(1)设人的质量(zhling)为m，加速度为a1，木板的质量(zhling)为M，加速度为a2，人对木板的摩擦力为f.则对人有：f=ma1=200N，方向向右 2212123.112222s.tLata tLttaa设人从左端跑到右端时间为 由运动学公式得则，代入数据解得图121第18页/共26页第十九页，共26页。【2】物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图7所示，再把物块放到P点自由滑下，则：( )

20、 A. 物块将仍落在Q点 B. 物块将会落在Q点的左边(zu bian) C. 物块将会落在Q点的右边 D. 物块有可能落不到地面上 PQA第19页/共26页第二十页，共26页。小结小结(xioji) 1.滑块与滑板存在相对滑块与滑板存在相对(xingdu)滑动的临界条件是什么滑动的临界条件是什么?2.滑块滑离滑板的临界条件是什么滑块滑离滑板的临界条件是什么?第20页/共26页第二十一页，共26页。作业作业(zuy) 1、 如图示，物体从如图示，物体从Q点开始自由下滑，通过粗糙的静止水平传送带后，落点开始自由下滑，通过粗糙的静止水平传送带后，落在地面在地面P点，若传送带按顺时针方向点，若传送带

21、按顺时针方向(fngxing)转动。物体仍从转动。物体仍从Q点开始自由点开始自由下滑，则物体通过传送带后：下滑，则物体通过传送带后： （ ）A. 一定仍落在一定仍落在P点点 B. 可能落在可能落在P点左方点左方C. 一定落在一定落在P点右方点右方 D. 可能落在可能落在P点也可能落在点也可能落在P点右方点右方QP2、如图示，传送带与水平面夹角为、如图示，传送带与水平面夹角为370 ，并以，并以v=10m/s运行，在传送带的运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5， AB长长16米，米，求：以下两种情况下物体从求：

22、以下两种情况下物体从A到到B所用的时间所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动（2）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动AB第21页/共26页第二十二页，共26页。第22页/共26页第二十三页，共26页。2、如图示，传送带与水平面夹角、如图示，传送带与水平面夹角(ji jio)为为370 ，并以并以v=10m/s运行，在传送带的运行，在传送带的A端轻轻放一个小物端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数体，物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5， AB长长16米，求：以下两种情况下物体从米，求：以下两种情况下物体从A到到B所用的时间所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动）传送带顺时针方向转动（2）传送带逆时针方向转动）传送带逆时针方向转动AB解：解： （1）传送带顺时针方向）传送带顺时针方向(fngxing)转动时受力如图示：转动时受力如图示：vNfmgmg sinmg cos= m aa = gsingcos= 2m/s2S=1/2a t2saSt421622第23页/共26页第二十四页，共26页。ABv（2）传送带逆时针方向）传送带逆时针方向(fngxing)转动物体转动物体受力如图：受力如图： Nfmg开始摩擦力方向向下开始摩擦力方向向下(xin xi),向下向下(xin xi)匀加速运动匀加速运动 a=g sin