高中牛頓第二定律教案

牛頓定律的應(yīng)用。

第二講牛頓定律的應(yīng)用
一、內(nèi)容與解析
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容牛頓定律的應(yīng)用指的是解決兩類問題已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況和已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況，其核心是架在力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)中間的橋梁加速度,理解它關(guān)鍵就是要理解牛頓第二定律即力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)，本節(jié)課的內(nèi)容牛頓定律的應(yīng)用就是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展。由于它還與曲線運(yùn)動(dòng)和天體運(yùn)動(dòng)有密切的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有重要的地位，并有重要的作用,是本學(xué)科的核心內(nèi)容。
二、教學(xué)目標(biāo)與解析
1．教學(xué)目標(biāo)
牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用
2．目標(biāo)解析
牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用就是能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律綜合分析和解決兩類典型的動(dòng)力學(xué)問題。
三、問題診斷分析
在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問題是整體法與隔離法的應(yīng)用，產(chǎn)生這一問題的原因是不清楚整體與部分的關(guān)系。要解決這一問題，就要知道整體與部分的加速度是相等的。
四、教學(xué)過程
問題一：動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題
1.已知物體的[1]受力情況,求物體的運(yùn)動(dòng)情況.
2.已知物體的[3]運(yùn)動(dòng)情況,求物體的受力情況.
兩類基本問題中,受力分析是關(guān)鍵,加速度是解題的樞紐和橋梁

應(yīng)用牛頓第二定律解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)主要把握:兩分析——物體的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析,一橋梁——物體運(yùn)動(dòng)的加速度.
問題1：已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況
解題步驟：
(1)確定研究對象；
(2)分析受力情況
（3）沿加速度方向?yàn)閤軸建立直角坐標(biāo)系
（4）x軸，y軸列方程求合力
(5)用牛頓第二定律求加速度；
(6)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量。
例題一：如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=37°,從A?B長度為16m,傳送帶以10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端A無初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.求物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需要時(shí)間是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

變式訓(xùn)練1如圖所示,樓梯口一傾斜的天花板與水平面成θ=37°角,一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板.工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上,大小為F=10N,刷子的質(zhì)量為m=0.5kg,刷子可視為質(zhì)點(diǎn).刷子與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,板長為L=4m,取sin37°=0.6,試求:

問題2已知運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況
解題步驟
（1）確定研究對象
（2）分析物體的運(yùn)動(dòng)情況
（3）應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度
（4）對物體進(jìn)行受力分析
（5）應(yīng)用牛頓第二定律受力情況
【例2】升降機(jī)由靜止開始上升,開始2s內(nèi)勻加速上升8m,以后3s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng),最后2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),速度減小到零.升降機(jī)內(nèi)有一質(zhì)量為250kg的重物,求整個(gè)上升過程中重物對升降機(jī)底板的壓力,并作出升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象和重物對底板壓力的F-t圖象.(g取10m/s2)
例題2：質(zhì)量為0.5kg的物體在與水平方向成300角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.5m的距離，速度由0.6m/s變?yōu)?.4m/s，已知物體與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，求作用力F的大小。

問題二：超重和失重
1.超重:物體由于具有[6]向上的[7]加速度,而對支持面的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體自身的重力的現(xiàn)象.
2.失重:物體由于具有[8]向下的[9]加速度而對支持面的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體自身的重力的現(xiàn)象.
當(dāng)a=g時(shí),即物體處于完全失重狀態(tài).
考點(diǎn)3超重與失重
例3某人站在一靜止的臺(tái)秤上,當(dāng)他猛地下蹲的過程中,若不考慮臺(tái)秤的慣性,則臺(tái)秤的讀數(shù)()
A.先變大后變小,最后等于他的重力B.變大,最后等于他的重力
C.先變小后變大,最后等于他的重力D.變小,最后等于他的重力
五、小結(jié)（928d.COm 策劃書范文網(wǎng)）

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高考物理牛頓定律的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢？為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便，下面是小編整理的“高考物理牛頓定律的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)”，相信能對大家有所幫助。

牛頓定律的應(yīng)用
知識(shí)要點(diǎn)：
1、牛頓定律的應(yīng)用
到此為止力學(xué)已講完三章知識(shí)。應(yīng)該知道:第一章力,是講述了力的基本概念:知道了力是物體間的相互作用,力是矢量有大小、方向,掌握了力的圖示法,通過牛頓第二定律的學(xué)習(xí)了解到力的單位牛頓(N)的來歷,認(rèn)識(shí)了力學(xué)中的三種力(G、N、f)的學(xué)生計(jì)算,方向的確定,力的合成分解的運(yùn)算法則,初步理解到力的作用效果。通過第二章,物體的運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí),掌握了直線運(yùn)動(dòng)中,勻速直線運(yùn)動(dòng),特別是變速直線中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,從中理解并掌握速度、位移、加變速、間間這些描述物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理量。第三章,牛頓運(yùn)動(dòng)定律詳細(xì)闡明了運(yùn)動(dòng)和力(即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化和力)的關(guān)系。認(rèn)識(shí)到物體為什么會(huì)這樣或那樣的運(yùn)動(dòng)的原因。因此三章知識(shí)的關(guān)系應(yīng)是第一章,力學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)認(rèn)識(shí)力,第二章運(yùn)動(dòng)學(xué),只講運(yùn)動(dòng)規(guī)律,研究物體如何運(yùn)動(dòng),第三章研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系稱之力動(dòng)力學(xué)。本專題講述牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,就是綜合以上所學(xué)知識(shí)進(jìn)行較全面地分析歸納,簡單的邏輯思維推理,建立物理情景,縷出解題思路,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)列出方程求解,借此培養(yǎng)和提高各種能力,初步掌握解決力學(xué)問題的第一條途徑即:兩種類型三種運(yùn)動(dòng)方式。
A兩種類型:①知道力求得加速度決定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
要求認(rèn)真分析研究對象的受力情況畫出受力示意圖,依據(jù)力的作用效果進(jìn)行正交分解,并求得所受力的合力,通過牛頓第二定律可以求出運(yùn)動(dòng)的加速度,如果再知道物體的初始條件,v0初速度初位置,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)或就可以求出物體在任意時(shí)刻的位置和速度,這就是已知物體的受力情況,就可以確定物體運(yùn)動(dòng)的情況。與此相反②如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度,也可以根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的外力。

B、三種運(yùn)動(dòng)方式及其在運(yùn)動(dòng)應(yīng)該特別注意的問題
(1)水平方向運(yùn)動(dòng),看有無不水平力,此時(shí)會(huì)影響到壓力N從而影響摩擦力f,因?yàn)橹挥兴搅ψ饔脮r(shí)Nmg
(2)豎直方向運(yùn)動(dòng),千萬不可忘記重力mg,勻速運(yùn)動(dòng)F=mg,然后看v0,的方向確定是向上或向下運(yùn)動(dòng)。

如果勻加向上F－mg=ma,若勻加向下,mg－F=ma
(3)物體沿斜面方向運(yùn)動(dòng),看有無水平力,此時(shí)會(huì)影響壓力N從而影響摩擦力f的大小:當(dāng)無水平方向力的作用時(shí),N=mgcos,f=,當(dāng)有水平方向力的作用時(shí),N=mgcos如圖所示。

C、解題步驟
(1)確定研究對象(視為質(zhì)點(diǎn))一個(gè)物體,一個(gè)點(diǎn)或相對靜止的多個(gè)物體組成的物體系。
(2)研究對象的受力分析。
a、畫受力示意圖,只畫被分析物體受到的實(shí)際力(內(nèi)力不畫它對外界物體的力不畫,等效力(含力分力)不畫)
b、受到的實(shí)際力,不能多畫,也不能漏畫,(可繞行物體一周,找出可能受到的力,按力的性質(zhì)順序畫出重力、彈力、摩擦力)
c、判斷被分析物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是平衡,還是有加速度(不平衡)
d、作受力分析,即通過矢量分解合成的方法把受到的多個(gè)力簡化一個(gè)等效力(即),若被分析物平衡則=0,若有加速度則方向與a方向相同。
(3)建立物理情景,弄清物理過程確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
(4)列方程,已知量統(tǒng)一單位制(國際單位)
(5)代入數(shù)值求解
(6)對結(jié)果必要應(yīng)加以說明或取舍。

2、超重和失重現(xiàn)象,實(shí)質(zhì)上是視重。因?yàn)槲矬w在運(yùn)動(dòng)中重力不變,我們知道物體的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引,而使物體受到的力,物體重力的大小可用彈簧秤稱出來。物體在靜止或上下勻速直線運(yùn)動(dòng)中,=0,有F=mg(F為彈簧的示數(shù))。當(dāng)物體在豎直方向上加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),仍以彈簧秤吊著物體,此時(shí)彈簧的示數(shù)就有變化,稱為視點(diǎn),加速上升時(shí)Fmg,加速下降Fmg,
分析如下:加速上升,以向上為正方向F－mg=ma
減速下降,以向下為正方向F=mg+ma∴Fmg
mg－F=－ma∴Fmg∵F=mg+ma
∴加速上升等效于減速下降
同理分析,減速上升以向上為正方向F－mg=－ma
加速下降以向下為正方向F=mg－maFmg
mg=F=maF=mg－ma∵Fmg
∴加速下降等效于減上升,當(dāng)向下加速a=g時(shí),處于完全失重狀態(tài)。

3、有關(guān)連接體問題
高考說明中明確指出:用牛頓定律處理連接體的問題時(shí),只限于各個(gè)物體的加速度的大小、方向都相同的情況。
所謂連接體是指:在實(shí)際問題中常常碰到的幾個(gè)物體連結(jié)在一起,在外作用下的運(yùn)動(dòng)即連接體運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是:連接體的各部分之間的相互作用力總是大小相等,方向相反的(在將連接體作為一個(gè)整體考慮時(shí)這相互作用力稱之為內(nèi)力)而連接體各部分的運(yùn)動(dòng)情況也是相互關(guān)聯(lián)的。應(yīng)認(rèn)識(shí)到這類問題綜合應(yīng)用了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)、力的合成分解等方面的知識(shí)難度較大,因此必須掌握解此類問題的一般規(guī)律,即整體法求加速度,隔離法求相互作用力。所謂整體法即把連接體看成一個(gè)整體考慮,受力分析時(shí)的外力是連接體以外的物體對整體連接體的作用力(連接體各部分之間的相互作用稱之為內(nèi)力未能考慮在內(nèi))。這些力的合力產(chǎn)生整體加速度。所謂隔離法,就是把連接體中的各個(gè)物體從連接體的整體中隔離出來,單獨(dú)考試它們各自的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,此時(shí)的相互作用力即是外力,在受力分析不能忽略。
常見的連接體有:
①升降機(jī)及機(jī)內(nèi)的物體運(yùn)動(dòng)

②汽車?yán)宪?br>

③吊車吊物上升

④光滑水平面兩接觸物體受力后運(yùn)動(dòng)情況

⑤兩物體置在光滑的水平面受力后運(yùn)動(dòng)情況
⑥驗(yàn)證“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)

⑦如右圖裝置

用牛頓定律解決問題

§4.7用牛頓定律解決問題（二）

【學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)解考綱】
1．知道什么是共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)，理解共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
2．能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決平衡問題。
3．知道超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的原因。
4．能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決有關(guān)超重和失重問題。
【知識(shí)梳理雙基再現(xiàn)】
1．共點(diǎn)力平衡
（1）共點(diǎn)力：_________________________________________________________________________。
（2）在共點(diǎn)力的作用下，如果物體保持_______或做_________________，這個(gè)物體就處于平衡狀態(tài)。
2．超重與失重
（1）超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ________物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。
（2）失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ________物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。
如果物體對支持物、懸掛物的作用力的__________，即物體正好以大于等于_________，方向________的加速度運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體處于完全失重狀態(tài)。
【小試身手輕松過關(guān)】
1．若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是（）
A．靜止B．勻速直線運(yùn)動(dòng)C．速度為零D．各共點(diǎn)力的合力為零
2．關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是（）
A．超重就是物體受的重力增加了
B．失重就是物體受的重力減少了
C．完全失重就是物體一點(diǎn)重力都沒有人
D．不論超重、失重或安全失重，物體所受的重力是不變的
3．大小不同的三個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)小球上，以下各組中可使小球平衡的是（）
A．2N，3N，6NB．1N，4N，6N
C．35N，15N，25ND．5N，15N，25N
4．下列說法中正確的是（）
A．只要物體向上運(yùn)動(dòng)，速度越大，超重部分越大
B．只要物體向下運(yùn)動(dòng)，物體就失重
C．只要物體具有豎直向上加速度，物體就處于超重狀態(tài)，與物體運(yùn)動(dòng)方向和速度大小無關(guān)
D．只要物體在豎直方向運(yùn)動(dòng)，物體就一定處于超重或失重狀態(tài)

【基礎(chǔ)訓(xùn)練鋒芒初顯】
5．某物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持其中三個(gè)力的大小和方向均不變，使另一個(gè)大小為F的力方向轉(zhuǎn)過90°，則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加上一個(gè)大小為多少的力（）
A．FB．FC．2FD．3F
6．一個(gè)質(zhì)量m=10kg的圓球被沿水平方向的繩索拉著，處于光滑的斜面上，已知斜面傾角為30°，如圖所示，求繩索的拉力。（g取10m/s2）

7．重2kg的物體用彈簧秤掛在可豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26N，由此可知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做_________運(yùn)動(dòng)，其加速度大小等于___________m/s2。（g取10m/s2）
【舉一反三能力拓展】
8．如圖所示，在傾角為的斜面上放著一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球，球被豎直的木板擋住，則球?qū)δ景宓膲毫Υ笮椋ǎ?br> A．mgcos
B．mgtan
C．
D．

9．一個(gè)質(zhì)量是50kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40N，g取10m/s2，求此時(shí)人對地板的壓力。

10．找一條紙帶，在紙帶中間部位剪個(gè)小缺口，紙帶的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，這時(shí)紙帶沒有斷。然后向上加速提起重物，紙帶就斷了；或者提起重物急劇向下運(yùn)動(dòng)后突然停住，紙帶也會(huì)斷裂。做一做，觀察現(xiàn)象說明理由。

【名師小結(jié)感悟反思】
1．物體在共點(diǎn)力的作用下，合外力為零，則物體處于平衡狀態(tài)及物體保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2．在處理共點(diǎn)力的平衡問題時(shí)，經(jīng)常用力的合成與分解成正交分解來列力的平衡方程。
3．超重不是重力增加，失重也不是重力減小，完全失重也不是重力消失，在超重、失重現(xiàn)象中，物體所受的重力不變。
4.物體加速度向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象；加速度向下，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，與速度方向無關(guān)。

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便，下面是小編整理的“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”，僅供參考，大家一起來看看吧。

教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo)：
（1）能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行受力分析．
（2）掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法，學(xué)會(huì)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決力學(xué)問題．
2、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生審題能力、分析能力、利用數(shù)學(xué)解決問題能力、表述能力．
3、情感目標(biāo)：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣．

教學(xué)建議

教材分析
本節(jié)主要通過對典型例題的分析，幫助學(xué)生掌握處理動(dòng)力學(xué)兩類問題的思路和方法．這兩類問題是：已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況；已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求解物體的受力．

教法建議
1、總結(jié)受力分析的方法，讓學(xué)生能夠正確、快速的對研究對象進(jìn)行受力分析．
2、強(qiáng)調(diào)解決動(dòng)力學(xué)問題的一般步驟是：確定研究對象；分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況；列方程求解；對結(jié)果的合理性討論．要讓學(xué)生逐步習(xí)慣于對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景后再動(dòng)筆算，并養(yǎng)成畫情景圖的好習(xí)慣．
3、根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，對這部分內(nèi)容分層次要求，即解決兩類基本問題——→解決斜面問題——→較簡單的連接體問題，建議該節(jié)內(nèi)容用2－3節(jié)課完成．

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

教學(xué)重點(diǎn)：物體的受力分析；應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決兩類問題的方法和思路．

教學(xué)難點(diǎn)：物體的受力分析；如何正確運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系處理問題．

示例：

一、受力分析方法小結(jié)

通過基本練習(xí)，小結(jié)受力分析方法．（讓學(xué)生說，老師必要時(shí)補(bǔ)充）

1、練習(xí)：請對下例四幅圖中的A、B物體進(jìn)行受力分析．

答案：

2、受力分析方法小結(jié)

（1）明確研究對象，把它從周圍物體中隔離出來；

（2）按重力、彈力、摩擦力、外力順序進(jìn)行受力分析；

（3）注意：分析各力的依據(jù)和方法：產(chǎn)生條件；物體所受合外力與加速度方向相同；分析靜摩擦力可用假設(shè)光滑法．

不多力、不丟力的方法：繞物一周分析受力；每分析一力均有施力物體；合力、分力不要重復(fù)分析，只保留實(shí)際受到的力．

二、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題

1、已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況．

2、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況．

3、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟：

選取研究對象；（注意變換研究對象）

畫圖分析研究對象的受力和運(yùn)動(dòng)情況；（畫圖很重要，要養(yǎng)成習(xí)慣）

進(jìn)行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解時(shí)，通常選加速度方向?yàn)橐蛔鴺?biāo)軸方向，當(dāng)然也有例外）

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程求解；（要選定正方向）

對解的合理性進(jìn)行討論．

四、處理連接體問題的基本方法

1、若連接體中各個(gè)物體產(chǎn)生的加速度相同，則可采用整體法求解該整體產(chǎn)生的加速度．

2、若連接體中各個(gè)物體產(chǎn)生的加速度不同，則一般不可采用整體法．（若學(xué)生情況允許，可再提高觀點(diǎn)講）

3、若遇到求解連接體內(nèi)部物體間的相互作用力的問題，則必須采用隔離法．

以上各問題均通過典型例題落實(shí)．

探究活動(dòng)
題目：根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，編一份有關(guān)牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的練習(xí)題．
題量：4－6道．
要求：給出題目詳細(xì)解答，并注明選題意圖及該題易錯(cuò)之處．
評(píng)價(jià)：可操作性、針對性，可調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性．

牛頓第二定律的應(yīng)用

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？考慮到您的需要，小編特地編輯了“牛頓第二定律的應(yīng)用”，希望對您的工作和生活有所幫助。

§4.4牛頓第二定律的應(yīng)用―――連接體問題
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道什么是連接體與隔離體。2.知道什么是內(nèi)力和外力。
3.學(xué)會(huì)連接體問題的分析方法，并用來解決簡單問題。
【自主學(xué)習(xí)】
一、連接體與隔離體
兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為。如果把其中某個(gè)物體隔離出來，該物體即為。
二、外力和內(nèi)力
如果以物體系為研究對象，受到系統(tǒng)之外的作用力，這些力是系統(tǒng)受到的力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為。
應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮力。如果把物體隔離出來作為研究對象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的力。
三、連接體問題的分析方法
1.整體法：連接體中的各物體如果，求加速度時(shí)可以把連接體作為一個(gè)整體。運(yùn)用列方程求解。
2.隔離法：如果要求連接體間的相互作用力，必須隔離其中一個(gè)物體，對該物體應(yīng)用求解，此法稱為隔離法。
3.整體法與隔離法是相對統(tǒng)一，相輔相成的。本來單用隔離法就可以解決的連接體問題，但如果這兩種方法交叉使用，則處理問題就更加方便。如當(dāng)系統(tǒng)中各物體有相同的加速度，求系統(tǒng)中某兩物體間的相互作用力時(shí)，往往是先用法求出，再用法求。
【典型例題】
例1.兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑水平面上，如圖所示，對物體A施以水平的推力F，則物體A對物體
B的作用力等于（）
A.B.C.FD.
擴(kuò)展：1.若m1與m2與水平面間有摩擦力且摩擦因數(shù)均為μ則對B作用力等于。
2.如圖所示，傾角為的斜面上放兩物體m1和m2，用與斜面
平行的力F推m1，使兩物加速上滑，不管斜面是否光滑，兩物體
之間的作用力總為。

例2.如圖所示，質(zhì)量為M的木板可沿傾角為θ的光滑斜面下滑，
木板上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人，問（1）為了保持木板與斜面相
對靜止，計(jì)算人運(yùn)動(dòng)的加速度？（2）為了保持人與斜面相對靜止，
木板運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？

【針對訓(xùn)練】
1.如圖光滑水平面上物塊A和B以輕彈簧相連接。在水平拉力F作用下以加速度a作直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，當(dāng)突然撤去外力F時(shí)，A和B的加速度分別為（）
A.0、0B.a、0
C.、D.a、
2.如圖A、B、C為三個(gè)完全相同的物體，當(dāng)水平力F作用
于B上，三物體可一起勻速運(yùn)動(dòng)。撤去力F后，三物體仍
可一起向前運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)A、B間作用力為f1，B、C間作
用力為f2，則f1和f2的大小為（）
A.f1＝f2＝0B.f1＝0，f2＝FC.f1＝，f2＝D.f1＝F，f2＝0
3.如圖所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個(gè)物體，物體與壁間
的靜摩擦因數(shù)μ＝0.8，要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的
加速度前進(jìn)？（g＝10m/s2）

4.如圖所示，箱子的質(zhì)量M＝5.0kg，與水平地面的動(dòng)摩擦因
數(shù)μ＝0.22。在箱子頂板處系一細(xì)線，懸掛一個(gè)質(zhì)量m＝1.0kg
的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直
方向θ＝30°角，則F應(yīng)為多少？（g＝10m/s2）

【能力訓(xùn)練】
1.如圖所示，質(zhì)量分別為M、m的滑塊A、B疊放在固定的、
傾角為θ的斜面上，A與斜面間、A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
分別為μ1，μ2，當(dāng)A、B從靜止開始以相同的加速度下滑時(shí)，
B受到摩擦力（）
A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小為μ1mgcosθD.大小為μ2mgcosθ

2.如圖所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終
沒有跳起，當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間，小球的加
速度大小為（）
A.gB.C.0D.
3.如圖，用力F拉A、B、C三個(gè)物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在中間的B物體上加一個(gè)小物體，它和中間的物體一起運(yùn)動(dòng)，且原拉力F不變，那么加上物體以后，兩段繩中的拉力Fa和Fb的變化情況是（）
A.Ta增大B.Tb增大
C.Ta變小D.Tb不變
4.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量
為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，
竿對“底人”的壓力大小為（）
A.（M+m）gB.（M+m）g－maC.（M+m）g+maD.（M－m）g
5.如圖，在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計(jì)
的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突
然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過程中，（即重
物與彈簧脫離之前），重物的運(yùn)動(dòng)情況是（）
A.一直加速B.先減速，后加速
C.先加速、后減速D.勻加速
6.如圖所示，木塊A和B用一輕彈簧相連，豎直放在木塊
C上，三者靜置于地面，它們的質(zhì)量之比是1:2:3，設(shè)所有
接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向抽出木塊C的瞬時(shí)，A和B
的加速度分別是aA=，aB＝。
7.如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊
A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至
少以加速度a＝向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等
于零。當(dāng)滑塊以a＝2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線的拉力大小
F＝。
8.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩物體A、B疊放在一起，放在光滑的水平地面上，已知A、B間的最大摩擦力為A物體重力的μ倍，若用水平力分別作用在A或B上，使A、B保持相對靜止做加速運(yùn)動(dòng)，則作用于A、B上的最大拉力FA與FB之比為多少？

9.如圖所示，質(zhì)量為80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅稱上，小車沿斜面無摩擦地向下運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)只有600N，則斜面的傾角θ為多少？物體對磅秤的靜摩擦力為多少？

10.如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為mo的平盤，盤中有一物體，質(zhì)量為m，當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧的長度比自然長度伸長了L。今向下拉盤使彈簧再伸長△L后停止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度以內(nèi)，剛剛松開手時(shí)盤對物體的支持力等于多少？

【學(xué)后反思】

參考答案
典型例題：
例1.分析：物體A和B加速度相同，求它們之間的相互作用力，采取先整體后隔離的方法，先求出它們共同的加速度，然后再選取A或B為研究對象，求出它們之間的相互作用力。
解：對A、B整體分析，則F＝（m1+m2）a
所以
求A、B間彈力FN時(shí)以B為研究對象，則
答案：B
說明：求A、B間彈力FN時(shí)，也可以以A為研究對象則：
F－FN＝m1a
F－FN＝
故FN＝
對A、B整體分析
F－μ（m1+m2）g=（m1+m2）a
再以B為研究對象有FN－μm2g＝m2a
FN－μm2g＝m2
提示：先取整體研究，利用牛頓第二定律，求出共同的加速度
＝
再取m2研究，由牛頓第二定律得
FN－m2gsinα－μm2gcosα＝m2a
整理得
例2.解（1）為了使木板與斜面保持相對靜止，必須滿足木板在斜面上的合力為零，所以人施于木板的摩擦力F應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速下跑?，F(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律得：
對木板：Mgsinθ＝F。
對人：mgsinθ+F＝ma人（a人為人對斜面的加速度）。
解得：a人＝，方向沿斜面向下。
（2）為了使人與斜面保持靜止，必須滿足人在木板上所受合力為零，所以木板施于人的摩擦力應(yīng)沿斜面向上，故人相對木板向上跑，木板相對斜面向下滑，但人對斜面靜止不動(dòng)。現(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律，設(shè)木板對斜面的加速度為a木，則：
對人：mgsinθ＝F。
對木板：Mgsinθ+F=Ma木。
解得：a木＝，方向沿斜面向下。即人相對木板向上加速跑動(dòng)，而木板沿斜面向下滑動(dòng)，所以人相對斜面靜止不動(dòng)。
答案：（1）（M+m）gsinθ/m，（2）（M+m）gsinθ/M。
針對訓(xùn)練
1.D2.C
3.解：設(shè)物體的質(zhì)量為m，在豎直方向上有：mg=F，F(xiàn)為摩擦力
在臨界情況下，F(xiàn)＝μFN，F(xiàn)N為物體所受水平彈力。又由牛頓第二定律得：
FN＝ma
由以上各式得：加速度
4.解：對小球由牛頓第二定律得：mgtgθ=ma①
對整體，由牛頓第二定律得：F－μ(M+m)g=(M+m)a②
由①②代入數(shù)據(jù)得：F＝48N
能力訓(xùn)練
1.BC2.D3.A4.B5.C6.0、7.g、
8.解：當(dāng)力F作用于A上，且A、B剛好不發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，對B由牛頓第二定律得：μmg=2ma①
對整體同理得：FA＝(m+2m)a②
由①②得
當(dāng)力F作用于B上，且A、B剛好不發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，對A由牛頓第二定律得：μμmg＝ma′③
對整體同理得FB＝(m+2m)a′④
由③④得FB＝3μmg
所以：FA:FB＝1:2
9.解：取小車、物體、磅秤這個(gè)整體為研究對象，受
總重力Mg、斜面的支持力N，由牛頓第二定律得，
Mgsinθ＝Ma，∴a=gsinθ取物體為研究對象，受力
情況如圖所示。
將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有
f靜＝macosθ＝mgsinθcosθ①
mg－N＝masinθ＝mgsin2θ②
由式②得：N＝mg－mgsin2θ=mgcos2θ，則cosθ＝代入數(shù)據(jù)得，θ＝30°
由式①得，f靜＝mgsinθcosθ代入數(shù)據(jù)得f靜＝346N。
根據(jù)牛頓第三定律，物體對磅秤的靜摩擦力為346N。
10.解：盤對物體的支持力，取決于物體狀態(tài)，由于靜止后向下拉盤，再松手加速上升狀態(tài)，則物體所受合外力向上，有豎直向上的加速度，因此，求出它們的加速度，作用力就很容易求了。
將盤與物體看作一個(gè)系統(tǒng)，靜止時(shí)：kL＝(m+m0)g……①
再伸長△L后，剛松手時(shí)，有k(L+△L)－(m+m0)g=(m+m0)a……②
由①②式得
剛松手時(shí)對物體FN－mg=ma
則盤對物體的支持力FN＝mg+ma=mg(1+)