2019-2020年高中物理3.5牛顿运动定律的应用（第2课时）教学案教科版必修1

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1、2019-2020年高中物理3.5牛顿运动定律的应用（第2课时）教学案教科版必修1[目标定位]　1.学会分析含有弹簧的瞬时问题.2.应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题.3.掌握临界问题的分析方法．1．牛顿第二定律的表达式F＝ma，其中加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系，a与F同时产生、同时变化、同时消失；a的方向始终与合外力F的方向相同．2．解决动力学问题的关键是做好两个分析：受力情况分析和运动情况分析，同时抓住联系受力情况和运动情况的桥梁：加速度.一、瞬时加速度问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时时刻前、后的受力情况，再由牛

2、顿第二定律求出瞬时加速度．此类问题应注意以下两种基本模型：1．刚性绳(或接触面)：可认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体．若剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要考虑形变恢复时间．2．弹簧(或橡皮绳)：此类物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间．在撤去其他力的瞬间，其弹力的大小往往可以看成不变．例1　如图1所示，质量为m＝1kg的小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止平衡状态，当剪断轻绳的瞬间，取g＝10m/s2，此时轻弹簧的弹力大小为________；小球的加速度大小为________．

3、图1解析　小球的受力分析图如图所示，根据共点力平衡得，弹簧的弹力F＝mg＝10N，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，则轻弹簧的弹力F＝10N.此时小球所受的合力F合＝mg，则小球的加速度a＝＝g＝14.14m/s2.答案　10N　14.14m/s2针对训练　质量均为m的A、B两球之间连有一轻弹簧，放在光滑的水平台面上，A球紧靠墙壁，如图2所示．今用力F将B球向左推压弹簧，静止后，突然将力F撤去的瞬间(　　)图2A．A的加速度大小为B．A的加速度为零C．B的加速度大小为D．B的加速度大小为解析　撤去F之前，水平方向受到推力F和弹簧的弹力作用，处于静止状

4、态，有：F＝F弹．A球受到弹簧向左的弹力和墙壁向右的支持力处于静止状态．F撤去瞬间，弹簧弹力不变，所以A球的受力不变，合力仍然为零，加速度为零，A错误，B正确；对于B球，此时水平方向只受到弹簧向右的弹力，所以加速度a＝，C错误，D正确．故选B、D.答案　BD二、动力学中的临界问题1．临界问题：某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态．2．关键词语：在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件．3．常见的三类临界问题的临界条件(1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件

5、是：相互作用的弹力为零．(2)绳子松弛的临界条件是：绳的拉力为零．(3)存在静摩擦的系统，当系统外力大于最大静摩擦力时，物体间不一定有相对滑动，相对滑动与相对静止的临界条件是：静摩擦力达到最大值．例2　如图3所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A，绳与水平地面间的夹角α＝53°，A与地面间的摩擦不计，求：图3(1)当卡车以加速度a1＝加速运动时，绳的拉力为mg，则A对地面的压力多大？(2)当卡车的加速度a2＝g时，绳的拉力多大？方向如何？解析　(1)设物体刚离开地面时，具有的加速度为a0根据受力可得：ma0＝，则a0＝g因为a1＜a0，所以

6、物体没有离开地面．由物体运动状态得Fcosα＝ma1，Fsinα＋N＝mg.则N＝mg由牛顿第三定律得，A对地面的压力为mg.(2)因为a2>a0，所以物体已离开地面．设此时绳与地面成θ角．所以：F′＝m＝mg方向：tanθ＝1，θ＝45°，即与水平成45°斜向上答案　(1)mg　(2)mg　水平成45°斜向上借题发挥　在某些物理情景中，由于条件的变化，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，某个(或某些)物理量可以取特定的值，例如具有最大值或最小值．三、整体法与隔离法的应用1．在求解连接体问题时常常用到整体法与隔离法．所谓“连接体”问题

7、，是指运动中的几个物体或上下叠放在一起、或前后挤靠在一起、或通过细绳、轻弹簧连在一起的物体组．2．整体法是指当连接体内的物体之间没有相对运动(即有共同加速度)时，可把此物体组作为一个整体对象考虑，分析其受力情况，整体运用牛顿第二定律列式求解．3．隔离法是指在求解连接体内各个物体之间的相互作用力(如相互间的拉力、压力或相互间的摩擦力等)时，可以把其中一个物体从连接体中“单独”隔离出来，进行受力分析的方法．整体法与隔离法在较为复杂的问题中常常需要有机地结合起来联合、交叉运用，这将会更快捷有效．例3　(xx四川绵阳月考)静止在水平面上的A、B两个物体通

8、过一根拉直的轻绳相连，如图4.轻绳长L＝1m，承受的最大拉力为8N．A的质量m1＝2kg，B的质量m2＝8kg.A、B与水平面的动摩擦因