沪科版物理高一年级第一学期第一篇第三章D牛顿运动定律的应用-学案

牛顿运动定律的应用【学习目标】1．能利用牛顿第二定律求解已知受力求运动和已知运动求受力的两类动力学问题2．认识超重、失重现象，掌握超重、失重、完好失重的实质3．认识基本单位和导出单位，认识国际单位制【学习重难点】1．能利用牛顿第二定律求解已知受力求运动和已知运动求受力的两类动力学问题2．认识超重、失重现象，掌握超重、失重、完好失重的实质【学习过程】一、考点一已知受力求运动[特别提示]已知物体的受力情况求物体运动情况：第一要确定研究对象，对物体进行受力解析，作出受力求，建立坐标系，进行力的正交分解，尔后依照牛顿第二定律求加速度a，再依照运动学公式求运动中的某一物理量。[例1]以下列图，在水平桌面的边角处有一轻质圆滑的定滑轮，一条不能伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块．B相连，细A绳处于挺直状态，物块A和B的质量分别为mA=8kg和B，m=2kg物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B距地面的高度h=0.15m。桌面上部分的绳足够长。现将物块B从h高处由静止释放，直到A停止运动。求A在水平桌面上运动的时间。（g=10m/s2）[解析]对B研究，由牛顿第二定律得mBg-T=mBa1同理，对A：T-f=mAa1fNANAmAg0代入数值解得a11.2m/s2B做匀加速直线运h1a1t12；va1t12解得t10.5sv0.6m/sB落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动fmAa2v；t1a2解得：t20.6stt1t21.1s[方法技巧]本题特别应注意研究对象和研究过程的采用，在B着地从前，B处于失重状态，千万不能认为A所受绳子的拉力和B的重力相等。自然B着地从前，我们也能够把A．B视为一整体，依照牛顿第二定律求加速度，同学们不如一试。二、考点二已知运动求受力[特别提示]已知物体的运动情况求受力情况：也是第一要确定研究对象，进行受力解析，画出受力表示图，建立坐标系，进行力的正交分解，尔后依照运动学公式求加速度，再依照牛顿第二定律求力，能够看出，这两各种类的问题的前几个步骤是相同的，最后两个步骤颠倒序次即可。[例2]如图3-13-32所示，质量为m的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成θ角斜向上、大小为F的拉力作用下，以速度v向右做匀速直线运动。重力加速度为g。求：（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数。图3－13－32（2）若是从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？解析：（1）取物体的运动方向为正，由平衡条件有Fcosf0NmgFsin又fN所以有FcosmgFsin（2）由牛顿第二定律有mgmaagFcosgFsinmg20v02v2mgFsin据0v02as有s2gFcos2a三、考点三超重与失重1．超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体所受重力的情况称为超重现象。当物体拥有的加速度时（向上加速运动或向下减速运动），物体处于超重状态。2．失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体所受重力的情况称为失重现象。当物体拥有的加速度时（向上减速运动或向下加速运动），物体处于失重状态。3．完好失重：当物体向下的加速度为g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于，这种状态称为完好失重。参照答案：考点3．大于，向上，小于；向下，零。[特别提示]：物体处于失重状态还是超重状态，仅由加速度的方向决定，而与物体的速度方向没关。无论物体处于超重还是失重状态，物体自己的重力并未发生改变。物体处于完好失重时，由于重力产生的所有物理现象都将消失。[例3]一质量为m=40kg的少儿在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图3-13-12所示。试问：在F/N440这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度400g=10m/s2．320[解析]由图可知，在0-2s内，体重计的示数大于mg，100故电梯应做向上的加速运动。设在这段时间内体重计作用于0123456t/s少儿的力为N1，电梯及少儿的加速度为1图3－13－12a，依照牛顿第二定律，得N＝1－1在这段时间内电梯上升的高度h1＝122a1t1在2-5s内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻的电梯的速度，即v1＝11，在这段时间内电梯上升的高度h2＝12atvt在5-6s内，体重计的示数小于mg，故电梯应做减速上升运动。设这段时间内体重计作用于少儿的力为N2，电梯及少儿的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：mg－f2＝ma2在这段时间内电梯上升的高度h3＝v1(t3t2)1a2(t3t2)22电梯上升的总高度h＝h1＋h2+h3代入数据解得h＝9m[方法技巧]要理解超重和失重的含义，超重和失重问题实际上是竖直方向利用牛顿第二定律解题。四、考点四力学单位制物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量间的，选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导其他物理量的单位，被选定的物理量叫做，它们的单位叫做，由基本物理量的单位依照物理关系式推导出来的其他物理量的单位叫做，基本单位和导出单位一起组成了。国际单位制在力学范围内，选定了、、作为基本物理量，它们的单位是、、。在物理计算中，关于单位的要求是。参照答案：考点5．单位关系，基本物理量，基本单位，导出单位，单位制；长度，质量，时间，m，kg，s；一致单位。[例4]以下有关力学单位制的说法中不正确的选项是（）．在有关力学的解析计算中，只能采用国际单位，不能够采用其他单位B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量、力C．力学单位制中，国际单位制中的基本单位有kg、m、sD．单位制中的导出单位能够用基本单位来表示【解析】物理计算中，一般采用国际单位，但有时也能够采用其他单位，力学中的三个基本单位是kg、m、s。【答案】AB【方法小结】物理学中选定了7个物理量作为基本物理量，其他的物理量叫导出物理量，基本物理量的单位叫做基本单位，导出物理量的单位叫导出单位，导出单位都能够由基本单位推导出来。要牢记力学中的三个基本物理量及其单位，在物理计算中，只要采用国际单位制的单位，中间过程就无需带单位，最后的结果必然是国际单位制中的单位。【达标检测】1．以下实例属于超重现象的是（）．汽车驶过拱形桥顶端B．荡秋千的少儿经过最低点C．跳水运动员被跳板弹起，走开跳板向上运动D．火箭点火后加速升空2．关于力学单位制说法中正确的选项是（）A．kg、m/s、N是导出单位B．kg、m、J是基本单位C．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也能够是gD．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma3．在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动，作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零，则在水平推力逐渐减小到零的过程中（）．物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小B．物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小C．物体速度先增大后减小，加速度先增大后减小D．物体速度先增大后减小，加速度先减小后增大4．质点所受的力F随时间变化的规律以下列图，力的方向始终在素来线上，已知t=0时质点的速度为零，在图3-13-30示的tl、tt和t各时刻中（）2．34A．t1时刻质点速度最大图3－13－30B．t2时刻质点速度最大C．t3时刻质点离出发点最远D．t4时刻质点离出发点最远5．在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向，拉力为Fa，绳b处于水平方向，拉力为Fb，以下列图。现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球有关于车厢的地址仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是（）FaFbA．Fa变大，Fb不变B．Fa变大，Fb变小C．Fa变大，Fb变大D．Fa不变，Fb变小6．如图7所示，某人经过定滑轮用不能伸长的轻质细绳将质量为已知人拉绳的端点沿平面匀速向右运动，若滑轮的质量和摩擦均不

m的货物提升到高处。计，则以下说法中正确的选项是（

）．货物匀速运动上升B．货物加速运动上升C．绳的拉力T大于物体的重力mgD．绳的拉力T等于物体的重力mg参照答案1．BD[物体拥有向上的加速度时，物体处于超重状态，应选BD]2．D[在国际单位制中，牛顿第二定律的比