高中物理 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二定律的应用学案(新人教版)必修.doc

《高中物理 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二定律的应用学案(新人教版)必修.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3节牛顿第二定律的应用◎知识梳理1.物体系.(1)物体系中各物体的加速度相同，这类问题称为连接体问题。这类问题由于物体系中的各物体加速度相同，可将它们看作一个整体，分析整体的受力情况和运动情况，可以根据牛顿第二定律，求出整体的外力中的未知力或加速度。若要求物体系中两个物体间的相互作用力，则应采用隔离法。将其中某一物体从物体系中隔离出来，进行受力分析，应用第二定律，相互作用的某一未知力求出，这类问题，应是整体法和隔离法交替运用，来解决问题的。(2)物体系中某一物体作匀变速运动，另一物体处于平衡状态，两物体在相互作用，这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来解决。应用隔离法，通过对某一

2、物体受力分析应用第二定律(或平衡条件)，求出两物体间的相互作用，再过渡到另一物体，应用平衡条件(或第二定律)求出最后的未知量。2．临界问题某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。临界状态又可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状态。处理临界状态的基本方法和步骤是：①分析两种物理现象及其与临界值相关的条件；②用假设法求出临界值；③比较所给条件与临界值的关系，确定物理现象，然后求解◎例题评析【例7】如图所示，光滑的水平桌面上放着一个长为L的均匀直棒，用水平向左的拉力F作用在棒的左端。则棒的各部分相互作用的力沿棒长向左的变化规律是_______。【分析与解答】本题研究棒内

3、各部分间的相互作用力的变化规律，要将整个棒隔离成两段。从离右端距离为x处将长棒隔离。若令棒的质量为m，则其右端部分质量为xm/L，整体：F=ma隔离右端部分：T=xma/LT=xF/L【说明】使用隔离法时，可对构成连接体的不同物体隔离，也可以将同一物体隔离成若干个部分。取隔离体的实质在于把系统的内力转化为其中某一隔离体的外力，以便应用牛顿定律解题。【例8】如图，质量M的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，假定小车足够长，问：（1）经过多长时间物块停止与小车间的相对

4、运动？（2）小物块从放在车上开始经过所通过的位移是多少？（g取）【分析与解答】：（1）依据题意，物块在小车上停止运动时，物块与小车保持相对静止，应具有共同的速度。设物块在小车上相对运动时间为t，物块、小车受力分析如图：物块放上小车后做初速度为零加速度为的匀加速直线运动，小车做加速度为匀加速运动。由牛顿运动定律：物块放上小车后加速度：小车加速度：由得：（2）物块在前2s内做加速度为的匀加速运动，后1s同小车一起做加速度为的匀加速运动。以系统为研究对象：根据牛顿运动定律，由得：物块位移【例9】如图所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计，盘内放一个质量的静止物体P，弹簧的劲度系数。现施加给

5、P一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在头0.2s内F是变力，在0.2s以后，F是恒力，取，求拉力F的最大值和最小值。【分析与解答】：根据题意，F是变力的时间，这段时间内的位移就是弹簧最初的压缩量S，由此可以确定上升的加速度a，由得：根据牛顿第二定律，有：得：当时，F最小当时，F最大拉力的最小值为90N，最大值为210N【例10】将质量为m的小球用轻质细绳拴在质量为M的倾角为θ的楔形木块B上，如图所示。已知B的倾斜面是光滑的，底面与水平地面之间的摩擦因数为μ。(1)若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动，而A不离开B的斜面，这个拉力不得超过多少?(2)若对B施以向

6、左的水平推力，使B向左运动，而A不致在B上移动，这个推力不得超过多少?【分析与解答】：（1）若拉力F太大，B的加速度大，使A脱离，设恰好不脱离时拉力为F，如图示，对小球：mgcotθ=ma对整体:F1-μ(m+M)g=(M+m)aF≤(M+m)g(μ+)(2)当推力F太大,B的加速度大,A相对B沿斜面向上运动,绳子松驰,恰好不松驰的推力为F2,如图示,对小球作受力分析得:mgtanθ=ma对整体:F2-μ(M+m)g=(M+m)aF2=(m+M)(tanθ+μ),故:随堂训练1、如图所示，AB两物体以细绳相连，mA=2kg，mB=3kg，当物体B从静止开始向下运动时，问AB两物体之间绳

7、子的张力。2、如图所示，两物体以细绳相连，mA=2kg，mB=3kg，A和水平桌面间的动摩擦因数u=0.25，求系统的加速度和绳子中的张力。3、如图所示，两物体的质量分别为m、M，用细绳连接放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间动摩擦因数都为u，用平衡斜面向上的力拉两个物体一起向上加速运动，求中间绳子的张力。4、一固定光滑斜面顶端，固定一定滑轮，质量分别为m1=1kg，m2=4kg的物体用细线相连，当某向下运动时，问m1和m2之间绳子的张力。（其中