2019_2020学年高中物理第四章力与运动第五节牛顿第二定律的应用学案粤教版必修1

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1、第五节　牛顿第二定律的应用[学习目标]1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律揭示了运动和力的关系：加速度的大小与物体所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与物体受到的合外力的方向相同．二、两类基本问题1．根据受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况，则可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据运动学规律就可以确定物体的运动情况．2．根据运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况，则可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律

2、就可以确定物体所受的力．判断下列说法的正误．(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(　√　)(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(　×　)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．(　√　)(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．(　×　)一、从受力确定运动情况一辆汽车在高速公路上正以108km/h的速度向前行驶，司机看到前方有紧急情况而刹车，已知刹车时汽车所受制动力为车重的0.5倍．则汽车刹车时的加速度是多大？汽车刹车后行驶多远距离才能停下？汽车的刹车

3、时间是多少？(取g＝10m/s2)答案　由kmg＝ma可得a＝＝5m/s2则汽车刹车距离为s＝＝90m.刹车时间为t＝＝6s.1．由受力情况确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况．流程图如下：2．由受力情况确定运动情况的解题步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图．(2)根据力的合成与分解，求合外力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度．(4)结合物体运动的初始

4、条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等．3．注意问题：(1)若物体受互成角度的两个力作用，可用平行四边形定则求合力；若物体受三个或三个以上力的作用，常用正交分解法求合力；(2)用正交分解法求合力时，通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各力分解在x轴和y轴上，根据力的独立作用原理，两个方向上的合力分别产生各自的加速度，解方程组例1　如图1所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8

5、N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：图1(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小．答案　(1)见解析图　1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s　(3)16.25m解析　(1)对物体受力分析如图．由牛顿第二定律可得：Fcosθ－f＝maFsinθ＋FN＝mgf＝μFN解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)

6、s＝at2＝×1.3×52m＝16.25m从受力情况确定运动情况应注意的两个方面1．方程的形式：牛顿第二定律F＝ma，体现了力是产生加速度的原因．应用时方程式的等号左右应该体现出前因后果的形式．2．正方向的选取：通常选取加速度方向为正方向，与正方向同向的力取正值，与正方向反向的力取负值，同样速度和位移的正负也表示其方向与规定的正方向相同或相反．针对训练1　如图2所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m

7、＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2.试求：图2(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．答案　(1)2m/s2　(2)2s解析　(1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示设杆对刷子的作用力为F，滑动摩擦力为f，天花板对刷子的弹力为FN，刷子所受重力为mg，由牛顿第二定律得(F－mg)sin37°－μ(F－mg)cos37°＝ma代入数据解得a＝2m/s2.(2)由运动学

8、公式得L＝at2代入数据解得t＝2s.二、由运动情况确定受力情况1．由运动情况确定受力情况的基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力；再分析物体的受力情况，求出物体受到的作用力．流程图如下：2．由运动情况确定受力情况的解题步骤(1)确定研究对象，对物体进行受力分析