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文檔簡介

1、高中物理必修一單元教學設計第7單元 牛頓第二定律及應用 一、內容及其解析 (一)內容牛頓第二定律(F=ma) 本單元的內容如下:在物體受力和運動情況分析中的應用“傳送帶類問題”的研究“假設法”在動力學中的應用動力學中的“臨界問題”探究a與F,m的關系的實驗“超重、失重”問題動力學中的“圖象問題”“正交分解法”動力學中的應用動力學中的“兩類基本問題”“整體法”“隔離法”動力學中的應用矢 量 性瞬 時 性獨 立 性同 一 性牛頓第二定律的理解(四個性質)牛頓第二定律的應用 本單元主要內容:牛頓第二定律的內容、理解和應用。核心內容:牛頓第二定律的應用。教學應該按照公式課的課型設計。本單元設計15個課

2、時完成教學。 (二)解析1、 對核心內容的分析:牛頓第二定律具體地、定量地回答了物體的加速度與它所受外力的關系,以及加速度與物體自身的慣性質量的關系,因而成為經典力學的基礎和核心。牛頓第二定律是高中物理知識點中的重中之重,是聯系物體受力和運動的關鍵知識點。牛頓第二定律這一單元的主要內容包括:定律的內容(F=ma)、對定律的理解(即牛頓第二定律的“四個性質”矢量性、同一性、獨立性、瞬時性)和定律的應用。而牛頓第二定律的應用很自然地成為本單元的核心內容。 二、目標及其解析(一)目標1、單元目標:理解、掌握牛頓第二定律的內容及其應用2、課堂教學目標:第1-3課時:理解牛頓第二定律的內容。第4-15課

3、時:掌握牛頓第二定律的應用. (2) 解析1 、理解牛頓第二定律的內容就是指要理解牛頓第二定律的“四個性質”。即:矢量性、同一性、獨立性、瞬時性,并會運用這些性質解決相關的問題(a與F在方向上的關系、瞬時加速度的求解等)。2、 掌握牛頓第二定律的應用就是指能利用牛頓第二定律解決以下十類問題:動力學中的“兩類基本問題”“整體法”“隔離法”動力學中的應用“正交分解法”動力學中的應用探究a與F,m的關系的實驗“超重、失重”問題動力學中的“圖象問題”在物體受力和運動情況分析中的應用動力學中的“臨界問題”“假設法”在動力學中的應用“傳送帶類問題”的研究三、教學問題診斷分析在本單元教學中可能遇到的主要困難

4、是牛頓第二定律理解及其運用,尤其是運用牛頓第二定律解決兩類動力學問題將會是本節內容訓練的一個重點,只有突破了此重點才能針對不同的超、失重問題、連接體問題、圖像問題、臨界極值問題、瞬時性問題、傳送帶問題等一些列問題進行學習和運用。4、 教學支持條件分析 本單元主要利用ppt中的投影功能展示課堂練習和動畫功能進行一些實驗演示幫助學生更好理解課堂內容。五、教學過程設計問題一 短跑運動員在起跑時的好壞,對于取得好成績十分關鍵,因此發令槍響必須奮力蹬地,發揮自己的最大體能,以獲得最大的加速度,在最短的時間內達到最大的運動速度。師生活動:1、判斷運動員做什么運動?怎樣獲得最大加速度?2、運動員的最大加速度

5、跟所受的力和質量有什么關系?設計意圖:通過復習第二節的實驗,讓學生判斷出物體的加速度與所受的力和質量之間的定性和定量關系知識點一:一、牛頓第二定律1.內容:物體的加速度跟所受合力成正比,跟物體的質量成反比加速度的方向跟合力方向相同2表達式:Fma.3適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或勻速直線運動的參考系)(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠小于光速)的情況4力學單位(1)力的單位:比例系數k的含義:a、在F=kma中,k的選取是有一定的任意性b、在國際單位之中k=1,牛頓第二定律的表達式為F=ma1N的定義:(2)力學單位單位制由基本

6、單位和導出單位共同組成力學單位制中的基本單位有質量(kg)、長度(m)和時間(s)導出單位有N、m/s、m/s2等.針對訓練:對于及的理解的說法正確的是( )A、a與成正比,與成反比 B、a與F成正比,與m成反比C、a由決定,與F無關 D、a由F、m決定,與、無關 【變式1】質量m=2.0kg的物體靜止在水平地面上,用F=18N的水平力推物體,t=2.0s內物體的位移x=10m,此時撤去力F。求:(1)推力F作用時物體的加速度(2)撤去推力F后物體還能運動多遠。問題二:有牛頓第一定律我們知道力是改變物體運動狀態的原因,即力是產生加速度的原因,因此先有力,后產生加速度,這種說法正確嗎?設計意圖:

7、讓學生知道F=ma中力與加速度對應同一物體,方向相同,并且同時產生同時消失同時變化。知識點二牛頓第二定律的“四”性二、牛頓第二定律的運用(一)1、“瞬時加速度”的求解分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關鍵是分析那一時刻前后的受力情況及運動狀態,再由牛頓第二定律求出瞬時加速度。此類問題應注意兩種基本模型的建立。 (1)鋼性繩(或接觸面):認為是一種不發生明顯形變就能產生彈力的物體,若剪斷(或脫離)后,其中彈力立即消失,不需要恢復彈性形變時間。一般題目中所給細線和接觸面在不加特殊說明時,均可按此模型處理。(2) 彈簧(或橡皮繩):此種物體的特點是形變量大,恢復彈性形變需要較長時間,在瞬時問題中,其彈

8、力的大小往往可以看成不變。 【典例1】如圖(甲)、(乙)所示,圖中細線均不可伸長,兩小球均處于平衡狀態且質量相同如果突然把兩水平細線剪斷,剪斷瞬間小球A的加速度的大小為_,方向為_;小球B的加速度的大小為_,方向為_;剪斷瞬間(甲)中傾斜細線OA與(乙)中彈簧的拉力之比為_(角已知)【變式1】 如圖所示,天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的質量相同的小球,兩小球均保持靜止當突然剪斷細繩的瞬間,上面小球A與下面小球B的加速度分別為(以向上為正方向)()Aa1ga2g Ba12ga20Ca12ga20 Da10a2g【變式2】 如圖所示,A、B兩木塊間連一輕桿,A、B質量相等,一起靜止地放在一塊光

9、滑木板上,若將此木板突然抽去,在此瞬間,A、B兩木塊的加速度分別是()AaA0,aB2gBaAg,aBgCaA0,aB0DaAg,aB2g【變式3】 質量均為m的A、B兩個小球之間系一個質量不計的彈簧,放在光滑的臺面上A緊靠墻壁,如圖所示,今用恒力F將B球向左擠壓彈簧,達到平衡時,突然將力撤去,此瞬間()AA球的加速度為 BA球的加速度為零CB球的加速度為 DB球的加速度為2、矢量性的運用【典例1】如圖所示,沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中,懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角,球和車廂相對靜止,球的質量為1kg。(g10m/s2,sin37°0.6,cos37°

10、0.8) (1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況;(2)求懸線對球的拉力。【變式1】質量為m的木塊,以一定的初速度沿傾角為的斜面向上滑動,斜面靜止不動,木塊與斜面間的動摩因數為,如圖所示,求(1)木板向上滑動的加速度(2)若此木塊滑到最大高度后,能沿斜面下滑,下滑時加速度多大?3、獨立性的運用【典例1】已知質量為m=2kg的質點停在一平面直角坐標系的原點O處,受到平行于平面的三個力作用,正好處于平衡狀態,已知其中一個力F2=4N,方向指向y軸負方向,從t=0時開始,停止F1的作用,到第2s末物體的位置坐標為(-2m,0),求:(1) F1的大小和方向(2) 若從第2s末起就受F

11、1的作用,而同時停止F3的作用,則到第2s末質點的位置坐標是多少?則到第4s末質點的速度的大小和方向如何?4、 同一性的運用【典例1】  如圖所示,車內繩AB與繩BC拴住一小球,BC水平,車由原來的靜止狀態變為向右加速直線運動,小球仍處于圖中所示的位置,則()AAB繩、BC繩拉力都變大BAB繩拉力變大,BC繩拉力變小CAB繩拉力變大,BC繩拉力不變DAB繩拉力不變,BC繩拉力變大問題四:質量為2kg的物體在水平面上,在拉力的作用下以5m/s的速度勻速運動,某時刻起撤去拉力,停下來的所用的時間為10s,如何求解物體在此過程中的位移及其摩擦力?設計意圖:讓學生回顧運動學加速度與速度、位移

12、的關系,結合加速度與質量、合力之間關系,尋找力學與運動學的連接“橋梁”-加速度師生活動:1、 讓學生自己回顧速度-時間、位移-時間、速度位移等運動學知識2、 比較運動學公式中和牛頓第二定律公式中相同物理量從而分析力學與運動學的聯系3、 對物體受力分析和運動狀態的分析,運用加速度這一中間量求解摩擦力知識點四四、動力學兩類基本問題受力分析加速度運動情況由力求運動由運動求力牛頓第二定律運動學公式1、已知物體受力情況確定運動情況解題步驟:(1) 確定研究對象,對研究對象進行受力分析,并畫出物體的受力分析圖(2) 運用力的合成與分解的方法,求出物體受到的合外力(3) 根據牛頓第二定律列方程,求出物體的加

13、速度(4) 結合給定條件,運用運動學公式,求出物理量【典例1】如圖所示,在傾角=37°的足夠長的固定斜面上,有一質量m=1kg的物體,物體與斜面間動摩擦因數=0.2物體受到沿平行于斜面向上的輕細線的拉力F=9.6N的作用,從靜止開始運動,經2s繩子突然斷了求繩斷后多長時間物體速度大小為22m/s(結果保留兩位有效數字,已知sin37°=0.6,g取10m/s2)2、 已知物體的運動情況確定受力情況解題步驟:(1) 確定研究對象,對研究對象進行運動分析(2) 選擇合適的運動學公式,求出物體的加速度(3) 根據牛頓第二定律列方程,求出物體所受的合外力(4)根據力的合成與分解列方

14、程,求出物體受到的合外力【典例1】質量為100 t的機車從停車場出發,做勻加速直線運動,經225m后速度達到54 km/h。此時司機關閉發動機,讓機車做勻減速直線運動進站,機車又行駛了125m才停在站臺上。設機車在運動過程中所受阻力不 變,求:機車關閉發動機前所受的牽引力。【變式1】如圖所示一根勁度系數k=200N/m的輕質彈簧拉著質量為m=0.2kg的物體從靜止開始沿傾角為= 37。的斜面勻加速上升,此時彈簧伸長量x=0.9cm,在t=1.0s內物體前進s=0.5m求:(1)物體加速度的大小;(2)物體和斜面間的動摩擦因數。(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)3

15、、共點力的平衡條件(1)共點力:幾個力作用在物體的同一點上,或者它們的作用線相交于一點,則這幾個力叫共點力(2)平衡狀態:物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態。(3)平衡條件:物體所受的合外力為零(4)平衡條件的表示方法: 用正交分解法:沿x軸合力為零: 沿y軸合力為零:(5)共點力平衡條件的推論: 二力平衡:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上三力平衡:其中任意兩個力的合力必定與第三個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上(6)動態平衡問題:物體受到幾個力的作用而始終處于平衡狀態,這類問題叫做動態平衡。此問題往往有這樣【典例1】一質量為m的物塊恰好靜止在傾角為的斜面上現對物塊施加一個

16、豎直向下的恒力F,如圖2117所示則物塊 ()A仍處于靜止狀態B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不變D 受到的合外力增大【變式1】如圖2316所示,墻上有兩個釘子a和b,它們的連線與水平方向的夾角為45°,兩者的高度差為l.一條不可伸長的輕質細繩一端固定于a點,另一端跨過光滑釘子b懸掛一質量為m1的重物在繩子距a端的c點有一固定繩圈若繩圈上懸掛質量為m2的鉤碼,平衡后繩的ac段正好水平,則重物和鉤碼的質量比為 ()A.     B2        C.     

17、;   D.【變式2】如圖所示,小球系在細繩的一端,放在光滑斜面上用一水平力向左沿水平桌面推動斜面,使小球緩慢上升(設斜面最高點足夠高),那么,小球在上升過程中,繩的拉力將()A、先減小后增加 B、先增加后減小C、一直增加 D、一直減小牛頓定律運用(二)運用牛頓第二定律解決問題常用的幾種方法:1、 “隔離法”與“整體法”(1) 外力和內力如果以物體組成的系統為研究對象,則系統之外的作用力為該系統受到的外力,而系統內各物體間的相互作用力為該系統受到的內力。(2) 整體法:把整個系統作為一個確定的對象來分析的方法,不必考慮系統的內力的影響,只考慮系統的受到的外力,依據牛頓第二定

18、律列方程適用條件:系統中各部分物體的加速度大小和方向相同的情況(3) 隔離法:把系統中的各部分(或某一部分)隔離,作為一個單獨的研究對象來分析的方法,此時系統的內力就有可能成為該研究對象的外力,在分析時應加以注意。然后依據牛頓第二定律列方程求解適用條件:系統中各部分物體的加速度大小和方向相同或不相同的情況均適用【典例1】如圖6所示,質量為2m的物塊A,與水平地面的摩擦不計,質量為m的物塊B與地面的摩擦因數為,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速運動,則A對 B的作用力為_。 【變式1】如圖所示,長為L=2m、質量為M=8 kg的木板,放在水平地面上,木板向右運動的速度v=6m/s時,在木板前

19、端輕放一個大小不計,質量為m=2kg的小物塊。木板與地面、物塊與木板間的動摩擦因數均為=0.2,g=10m/s2,求:(1)物塊及木板的加速度;(2)物塊滑離木板時的速度。【變式2】 如圖12所示,兩個用輕線相連的位于光滑平面上的物塊,質量分別為m1和m2。拉力F1和F2方向相反,與輕線沿同一水平直線,且。試求在兩個物塊運動過程中輕線的拉力。圖12【變式3】 如圖13所示,疊放的a、b、c三塊粗糙物塊,其上面的接觸處均有摩擦,但摩擦系統不同,當b物體受到一水平力F作用時,a和c隨b保持相對靜止,做向右的加速運動,此時( )A. a對c的摩擦力的方向向右;B. b對a的摩擦力的方向向右;C. a

20、對b、a對c的摩擦力大小相等;D. 桌面對c的摩擦力大于a、b間的摩擦力。圖13本題正確選項為AB。2、正交分解法:當涉及多個共點力作用下的動力學問題時,常采用力的正交分解法。所謂正交分解法是把一個矢量分解在兩個相互垂直的坐標軸上的方法,是一種常見的矢量運算方法。(1)表示方法: (2)注意:建立X-Y直角坐標系的原則“兩個盡可能”; 注意合理選擇研究對象“整體法、隔離法”的選擇應用; 物體受力越多,則運用力的正交分解法越方便。(3) 應用: 分解力而不分解加速度以加速度a的方向為x軸正方向,建立直角坐標系,將物體所受的各個力分解在x軸和y軸上: 分解加速度而不分解力若物體分解的力太多,比較繁

21、瑣,所以在建立直角坐標系時,可根據物體物體受力情況,使盡可能多的力位于兩坐標軸上而分解加速度a,得ax和ay: 【典例1】用細線AO、BO懸掛重物,如圖所示,BO水平,AO與豎直方向成45°角,若AO、BO能承受的最大拉力分別為10N和5N,OC繩能承受的拉力足夠大。為使細線不被拉斷,重物G最大重力為多少?【變式1】如圖所示,傳送帶與地面的傾角=37°,從A到B的長度為16m,傳送帶以v0=10m/s的速度逆時針轉動,在傳送帶上端無初速的放一個質量為0.5kg物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數=0.5,求物體從A運動到B所需的時間是多少?(sin37°=0.6,co

22、s37°=0.8)3、臨界、極值問題在應用牛頓定律解決動力學問題中,當物體運動的加速度不同時,物體有可能處于不同的狀態,特別是題目中出現“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時,往往會有臨界現象,此時要采用極限分析法,看物體在不同的加速度時,會有哪些現象發生,盡快找出臨界點,求出臨界條件。 【典例1】如圖所示,斜面是光滑的,一個質量是0.2kg的小球用細繩吊在傾角為53°的斜面頂端。斜面靜止時,球緊靠在斜面上,繩與斜面平行;當斜面以8m/s2的加速度向右做勻加速運動時,求繩子的拉力及斜面對小球的彈力。 解析:必須先求出小球離開斜面的臨界值a0,然后,才能確定某一狀態下小球是否在

23、斜面上。 處于臨界狀態時小球受力如圖示: 則有:mgcotma0解得:a0gcot7.5m/s2a8m/s2a0小球在此時已經離開斜面 繩子的拉力斜面對小球的彈力:N0 【變式1】一個彈簧放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為一重物,已知P的質量 M=10.5kg,Q的質量m1.5kg,彈簧的質量不計,勁度系數k=800N/m,系統處于靜止,如下圖所示,現給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,已知在前0.2s以后,F為恒力,求:力F的最大值與最小值。(取g=l0m/s2) 答案:力F的最大值:F小(Mm)a72N 力F的最大值:F大M(ga)168N 4

24、、圖像法利用圖象求解動力學與運動學的題目時,必須把題目描述的物理過程與圖像結合起來分析。在理解圖象所表示的物理規律時要注意: (1)看清坐標軸所表示的物理量及單位,并注意坐標原點是否從零開始。 (2)圖象上每一點都對應著兩個數,沿圖象上各點移動,反映著一個量隨另一量變化的函數關系。因此,圖象都應該與一個代數方程相對應。 (3)圖象上任一點的斜率,反映了該點處一個量隨另一個量變化的快慢(變化率),如st圖象中的斜率為速度,vt圖象中的斜率為加速度。 (4)一般圖象與它對應的橫軸(或縱軸)之間的面積,往往也能代表一個物理量,如vt圖象中,曲線與t軸所夾的面積代表位移。 【典例1】放在水平地面上的一

25、物塊,受到方向不變的水平推力的作用,F的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系,如圖甲、乙所示。取重力加速度g10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數分別為 ( ) A、m0.5kg,0.4 B、m1.5kg,C、m0.5kg,0.2 D、m1kg,0.2 答案選A。 5、假設法用假設法分析物體的受力 :方法1:首先假定某力不存在,查看物體會發生怎樣的運動,然后再確定此力應在什么方向,物體才會產生題目給定的運動狀態。 方法2:假定此力沿某一方向,用運動規律進行驗算,若算得正值,說明此力與假定的方向相同,否則相反。 方法3:在力的作用線上定出坐標軸的正方向將

26、此力用正號運算,若求得是正值,說明此力與坐標軸同向,否則相反。 【典例1】兩個疊在一起的滑塊,置于固定的、傾角為的斜面上,如下圖所示,滑塊A、B質量分別為M、m,A與斜面間的動摩擦因數為1,B與A之間的動摩擦因數為2,已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下,滑塊B受到的摩擦力 ( ) A、等于零 B、方向沿斜面向上 C、大于等于1mgcos D、大于等于2mgcos 答案:B、C 6、傳送帶問題1、傳送帶問題的力學特點:滑塊與傳送帶間相對靜止,相互間沒有相互作用的摩擦力滑塊與傳送帶間相對運動,相互作用的滑動摩擦力傳送帶上的物體所受摩擦力可能發生突變,不論是大小突變或是方向突變,都發生在

27、物體與傳送帶速度剛好相等的時刻。2、 傳送帶上物體的運動性質: 水平傳送帶如圖,傳送帶順時針以V勻速轉動,物體m輕放在傳送帶上的A點,剛放上去瞬間物體初速度為零,因此相對與傳送帶向左運動,受到向右的摩擦力的作用,產生向右的加速度。可能的兩種情況:、物體m在全程中始終都沒有達到與傳送帶相同的速度,則物體全程中都處于勻加速運動狀態。、先經過一段勻加速直線運動,其速度達到和傳送帶相等時,此時摩擦力突然變為零,之后物體保持和傳送帶相同的速度做勻速直線運動達到B點 傾斜傳送帶傳送帶傾斜且做勻速直線運動,當把物體輕放在傳送帶A端時,可分為兩種情況:、傳送帶以恒定的速率向下運行物體先做勻加速直線運動,直到物

28、體與傳送帶有相同速度時,之后又分兩種情況:a、 若,物體將保持和傳送帶相同的速度做勻速直線運動直線到B端b、 若,滑動摩擦力的由原來的沿斜面向下突變為沿斜面向上,物體勻加速直線運動直到B端、傳送帶以恒定的速率向上運行物體所受摩擦力沿斜面向上,可分三種情況:a、 當,物體將會被傳送帶卷上去b、 當,物體將相對地面靜止c、 當,物體受力全程不變,做初速度為零、加速度為的勻加速直線運動【典例1】 如圖所示為水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v02 m/s的恒定速率運行,一質量為m的工件無初速度地放在A處,傳送帶對工件的滑動摩擦力使工件開始做勻加速直線運動,設工件與傳送帶間的動摩擦因數為0

29、.2 ,AB的之間距離為L10m ,g取10m/s2 求工件從A處運動到B處所用的時間【變式1】如圖甲所示為車站使用的水平傳送帶的模型,傳送帶長L8m,現有一個質量為m10kg的旅行包以速度v010m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶已知旅行包與皮帶間的動摩擦因數為0.6 ,設旅行包到達B端時的速度為vB(g=10m/s2)圖 甲(1)若傳送帶靜止不動,求vB(2)若傳送帶順時針轉動,工件還能到達B端嗎?若不能,說明理由,若能,求到達B點的速度vB(3)若傳送帶以v=13m/s逆時針勻速轉動,求vB及工件由A到B所用的時間。圖21【變式2】如圖21所示,傳送帶與地面成夾角=37°,以1

30、0m/s的速度逆時針轉動,在傳送帶上端輕輕地放一個質量m=0.5的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數=0.5,已知傳送帶從AB的長度L=16m,則物體從A到B需要的時間為多少?問題四 在升降電梯內的地面上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在體重計上,體重計示數為50 kg,電梯運動過程中,某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示,為何會出現這種情況?設計意圖:讓學生對超重失重的現象有一定的認識,并且能用牛頓第二定律分析產生超重和失重現象的原因師生活動:(1)是曉敏同學所受的重力變小了嗎(2)曉敏對體重計的壓力體重計對曉敏的支持力的關系(3)能否判斷電梯的運動方向(4)能否判斷電梯的加速度大小及方

31、向 知識點四 四、 超重和失重1、超重(1)定義:物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)大于物體所受重力的情況(2)產生條件:物體具有向上的加速度2、失重(1)定義:物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)小于物體所受重力的情況(2)產生條件:物體具有向下的加速度3、完全失重(1)定義:物體對水平支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)等于零的情況稱為完全失重現象(2)產生條件:物體的加速度ag,方向豎直向下.【典例1】 一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系圖線如圖所示,則()At3時刻火箭距地面最遠Bt2t3的時間內,火箭在向下降落Ct1t2的時間內,火箭處于失重狀態D0t3的時間內,火

32、箭始終處于失重狀態【變式1】 在升降電梯內的地面上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學站在體重計上,體重計示數為50 kg,電梯運動過程中,某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示,在這段時間內下列說法中正確的是()A曉敏同學所受的重力變小了B曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運動D電梯的加速度大小為,方向一定豎直向下【變式2】 (2012·梅州模擬)2009年當地時間9月23日,在位于印度安得拉邦斯里赫里戈達島的薩蒂什·達萬航天中心,一枚PSLVC14型極地衛星運載火箭攜帶七顆衛星發射升空,成功實現“一箭七星”發射,相關圖片如圖335所示則下列說

33、法不正確的是()A火箭發射時,噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力B發射初期,火箭處于超重狀態,但它受到的重力卻越來越小C高溫高壓燃氣從火箭尾部噴出時對火箭的作用力與火箭對燃氣的作用力大小相等D發射的七顆衛星進入軌道正常運轉后,均處于完全失重狀態小結:1不論超重、失重或完全失重,物體的重力不變,只是“視重”改變2物體是否處于超重或失重狀態,不在于物體向上運動還是向下運動,而在于物體是有向上的加速度還是有向下的加速度3當物體處于完全失重狀態時,重力只產生使物體具有ag的加速度效果,不再產生其他效果平常一切由重力產生的物理現象都會完全消失4物體超重或失重的多少是由物體的質量和豎直加速

34、度共同決定的,其大小等于ma問題五同一輛車,啟動時從不同的檔啟動快慢為什么不一樣? 書本上撒一些碎紙片,先輕輕吹,在用力吹,觀察到的現象?書本上撒一些碎紙片和一些小石子,用力吹,觀察到的現象?設計意圖讓學生找出物體的加速度與力和質量的關系師生活動:、物體運動狀態的改變是什么原因?質量對物體的運動狀態改變有影響嗎? 2、加速度與哪些因素有關?知識點五 探究a與F、m的關系的實驗1探究加速度與力、質量的關系【典例1】圖3-5-2現要驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規律.給定的器材如下:一傾角可以調節的長斜面(如圖3-5-2所示)、小車、計時器一個、米尺.(1)填

35、入適當的公式或文字,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2,記下所用的時間t.用米尺測量A1與A2之間的距離x,則小車的加速度a .用米尺測量A1相對于A2的高度h,設小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F .改變 ,重復上述測量.以h為橫坐標,1/t2為縱坐標,根據實驗數據作圖.如能得到一條過原點的直線,則可驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規律.(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中,某同學設計的方案是:調節斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑.測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0.進行

36、(1)中的各項測量.計算與作圖時用(hh0)代替h.對此方案有以下幾種評論意見:A方案正確可行.B方案的理論依據正確,但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動.C方案的理論依據有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關.其中合理的意見是 2實驗數據處理方法【典例1】某同學在探究加速度a與力F和加速度a與物體質量M的關系時,測出了表1、表2兩組數據, 表1F/N0.140.280.430.550.68a/m·s-20.200.400.610.790.97表21/M2.002.503.334.004.80a/m·s-20.440.560.730.891.08請在圖甲、乙兩個

37、坐標上分別作出a-F和圖線。圖a/m·s-21/M(kg-1)00.20.40.60.81.01.02.03.04.05.0乙a/m·s-2F/N00.20.40.60.81.00.10.30.50.7甲六、作業設計課堂目標檢測1、關于牛頓第二定律,正確的說法是()A、物體的質量跟外力成正比,跟加速度成反比B、加速度的方向一定與合外力的方向一致C、物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比D、由于加速度跟合外力成正比,整塊磚的重力加速度一定是半塊磚重力加速度的2倍2、關于速度、加速度、合外力之間的關系,下列說法正確的是( )A、物體的速度越大,則加速度越大,所

38、受的合外力也越大B、物體的速度為零,則加速度為零,所受的合外力不一定為零C、物體的速度為零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D、物體的速度方向為正,但加速度方向可能為負,所受合外力方向也可能為負3、物體靜止在光滑的水平桌面上.從某一時刻起用水平恒力F推物體,則在該力剛開始作用的瞬間()A、立即同時產生加速度和速度 B、立即產生加速度,但速度仍然為零C、速度和加速度均為零D、立即產生速度,但加速度仍然為零4、用2N的水平力拉一個物體沿水平面運動時,物體可獲得1ms2的加速度;用3N的水平力拉物體沿原地面運動,加速度是2m/s2,那么改用4N的水平力拉物體,物體在原地面上運動的加速度是_m

39、s2,物體在運動中受滑動摩擦力大小為_N.牛頓第二定律作業A類1、關于牛頓第二定律,正確的說法是()A、物體的質量跟外力成正比,跟加速度成反比B、加速度的方向一定與合外力的方向一致C、物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比D、由于加速度跟合外力成正比,整塊磚的重力加速度一定是半塊磚重力加速度的2倍2、關于速度、加速度、合外力之間的關系,下列說法正確的是( )A、物體的速度越大,則加速度越大,所受的合外力也越大B、物體的速度為零,則加速度為零,所受的合外力不一定為零C、物體的速度為零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D、物體的速度方向為正,但加速度方向可能為負,所受合外

40、力方向也可能為負3、物體靜止在光滑的水平桌面上.從某一時刻起用水平恒力F推物體,則在該力剛開始作用的瞬間()A、立即同時產生加速度和速度 B、立即產生加速度,但速度仍然為零C、速度和加速度均為零D、立即產生速度,但加速度仍然為零4、用2N的水平力拉一個物體沿水平面運動時,物體可獲得1ms2的加速度;用3N的水平力拉物體沿原地面運動,加速度是2m/s2,那么改用4N的水平力拉物體,物體在原地面上運動的加速度是_ms2,物體在運動中受滑動摩擦力大小為_N.B類5、力F1單獨作用在物體A上時產生的加速度為a1=5ms2,力F2單獨作用在物體A上時產生的加速度為a2=-1ms2.那么,力F1和F2同時

41、作用在物體A上時產生的加速度a的范圍是() A、0 a 6ms2 B、4ms2 a 5ms2C、4ms2 a 6ms2 D、0 a 4ms26、質量為m的物體從高處靜止釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為f,加速度為,則f的大小是()A、 B、 C、 D、7、如圖所示,質量為4 kg的物體靜止在水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數為0.5物體受到大小為20 N與水平方向成37°角斜向上的拉力F作用時,沿水平面做勻加速運動,(g取10 m/s2,sin37°0.6,cos37°0.8)求:(1)物體加速度的大小(2)10 s末的速度和10 s內的位移 8、質量m

42、=2.0kg的物體靜止在水平地面上,用F=18N的水平力推物體,t=2.0s內物體的位移x=10m,此時撤去力F。求:(1)推力F作用時物體的加速度;(2)撤去推力F后物體還能運動多遠。C類9、如圖所示,一個長方形的箱子里面用如圖所示,一個長方形的箱子里面用細線懸吊著一個小球,讓箱子分別沿甲、乙兩個傾角相同的固定斜面下滑在斜面甲上運動過程中懸線始終豎直向下,在斜面乙上運動過程中懸線始終與頂板垂直,則箱子運動過程中()A箱子在斜面甲上做勻加速運動    B箱子在斜面乙上做勻速運動    C箱子對斜面甲的正壓力較大    D箱子對兩個斜面

43、的正壓力大小相等 10、如圖所示,沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中,懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角,球和車廂相對靜止,球的質量為1kg。(g10m/s2,sin37°0.6,cos37°0.8) (1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況;(2)求懸線對球的拉力。11、質量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t圖象如圖所示。g取10 m/s2,求: (1)物體與水平面間的動摩擦因數; (2)水平推力F的大小; (3)010 s內物體運動位移的大小。牛頓第二定律的運用(

44、一)主要知識點:兩類動力學問題、整體隔離法A類1、在下面的物理量和單位中( )密度;牛;米秒;加速度;長度;質量;千克; 時間。A屬于國際單位制中基本單位的是 C屬于國際制單位的是B屬于國際單位制中基本單位的是 D屬于國際制單位的是2、用30N的水平外力F,拉一個靜止放在光滑水平面上的質量為20kg的物體,力作用3s消失,則5s末的速度和加速度分別是()Av=4.5m/s   a=1.5m/s2 Bv=7.5m/s   a=1.5m/s2Cv=4.5m/s   a=0 Dv=7.5m/s   a=03、質量為100

45、t的機車從停車場出發,經225m后速度達到54km/h,此時司機關閉發動機,讓機車進站,機車又行駛了125m才停在站臺上,設所受阻力不變,求機車關閉發動機前所受到的牽引力。B類4、如圖所示,一夾子夾住木塊,在力 F 作用下向上提升夾子和木塊的質量分別為m、M,夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦力均為f若木塊不滑動,力F的最大值是( )A、 B、 C、 D、5、如圖11所示,一個質量為m的人站在電梯上,電梯與水平面夾角為370,已知重力加速度為g,當電梯以a =g/2的加速度向上加速運動時,求電梯對人的支持力和人所受到的摩擦力。370V06、如圖,質量為2kg的物體以16m/s的初

46、速度沿粗糙斜面上滑,斜面與水平方向的夾角為370,2s后到達最高點。求:(1)斜面與物體之間的動摩擦因素;(2)沿斜面上滑和下滑的加速度分別是多少?(3)斜面再次回到出發點時的速度;(4)若物體1.6s就到達最高點,物體能回到出發點嗎?為什么? 7、在粗糙水平面上有一質量為m=10kg的物體,物體與水平面的動摩擦因數為=0.2。現在對物體施加一個斜向下,與水平面成=37°的推力F ,F=100N,物體由靜止開始向右運動。作用5秒后撤去外力F。g取10m/s2。(其中sin370=0.6,cos370=0.8)求:(1)力F作用下物體的加速度為多少? (2)撤去外力F時物體的速度大小(

47、3)物體在水平面上發生的總位移C類8、在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,F的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系如圖所示。取重力加速度g10m/s2。由圖像可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數分別為( )A、m=1kg =0.4 A、m=2kg =0.4A、m=1kg =0.6 A、m=2kg =0.69、如圖所示,一小球自空中自由落下,與正下方的直立輕質彈簧接觸,直至速度為零的過程中,關于小球運動狀態的下列幾種描述中,正確的是()A接觸后,小球作減速運動,加速度的絕對值越來越大,速度越來越小,最后等于零B接觸后,小球先做加速運動,后做減速運動,其速度先

48、增加后減小直到為零C接觸后,速度為零的地方就是彈簧被壓縮最大之處,加速度為零的地方也是彈簧被壓縮最大之處D接觸后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方10、質量為M=1kg的木板放在水平地面上,質量為m=0.5kg的小滑塊(其大小可忽略)放在木板上最右端,如圖所示。木板與地面的摩擦因數為1=0.2,木板與滑塊間的動摩擦因數為2=0.1。在木板右側施加一個水平向右的恒力F,取g=10m/s2,并認為最大靜摩擦力等于同等條件下的滑動摩擦力,請求以下問題:(1)要使木板向右運動,F至少多大;(2)要使滑塊與木板發生相對滑動, F至少多大;(3)若拉力F=9N,且只持續作用了t=1s的時間。設木板足夠長,在從開始運動至最終木板和滑塊都靜止的整個運動過程中,求:滑塊相對于木板的最大位移,以及最終滑塊靜止在木板上的位置(用物塊與木板最右端的距離表示)牛頓第二定律的運用(二)主要知識點:共點力平衡條件、超失重、連接體問題、傳送帶和常用解題方法A類1、A、B

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