高考物理 第3章 牛頓定律 牛頓運動定律應(yīng)用(第5課時)復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
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牛頓運動定律應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標】(主要說明本節(jié)課要完成的任務(wù),要目標明確,簡捷明了)1、掌握連接體問題的處理方法,會使用整體法與隔離法。2、會對臨界狀態(tài)進行分析?!局攸c、難點】重點:連接體問題分析 難點: 整體法隔離法的使用【使用說明與學(xué)法指導(dǎo)】(主要交待學(xué)生應(yīng)該怎么樣做才能完成目標)1、整體法與隔離法是高中物理中的很重要方法,你要投入激情和精力學(xué)會。學(xué)習(xí)中是會有困難的,不懂的問題請同學(xué)老師幫你。只要你堅持不懈一定能學(xué)會的。【溫故而知新】(復(fù)習(xí)上一節(jié)課的內(nèi)容,即和上節(jié)課有關(guān)的35個題目)1、(黃山市2013屆第三次質(zhì)量檢測)如圖所示,質(zhì)量m=1kg的小球穿在長L=1.6m的斜桿上,斜桿與水平方向成=370角,斜桿固定不動,小球與斜桿間的動摩擦因數(shù)=0.75.小球從斜桿的頂端由靜止開始向下滑動時,受到水平向左的拉力F=1N,(sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2)求:(1)小球運動的加速度大小 (2)小球運動到斜桿底端時速度的大小解:(1)由牛頓第二定律得: Fcos+mgsin-N=ma Fsin+N=mgcos解得:(2)由運動規(guī)律得:【課前預(yù)習(xí)】(簡單介紹本節(jié)課要學(xué)習(xí)的概念、規(guī)律等知識點。)1、連接體問題 利用牛頓第二定律處理連接體問題時常用的方法是整體法與隔離法。 整體法:當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時,我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體,這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和,當(dāng)整體受到的外力F已知時,可用牛頓第二定律求出整體的加速度,這種處理問題的思維方法叫做整體法。 隔離法:從1、(09年安徽卷)在2008年北京殘奧會開幕式上,運動員手拉繩索向上攀登,最終點燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神。為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如圖所示。設(shè)運動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。當(dāng)運動員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時,試求 (1)運動員豎直向下拉繩的力; (2)運動員對吊椅的壓力。答案:440N,275N解析:解法一:(1)設(shè)運動員受到繩向上的拉力為F,由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進行受力分析如圖所示,則有:FF(m人+m椅)ga由牛頓第三定律,運動員豎直向下拉繩的力Fm人g a FN(2)設(shè)吊椅對運動員的支持力為FN,對運動員進行受力分析如圖所示,則有:由牛頓第三定律,運動員對吊椅的壓力也為275N解法二:設(shè)運動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m;運動員豎直向下的拉力為F,對吊椅的壓力大小為FN。根據(jù)牛頓第三定律,繩對運動員的拉力大小為F,吊椅對運動員的支持力為FN。分別以運動員和吊椅為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律 由得 【自我檢測】(主要用基本的題目,供學(xué)生理解課前預(yù)習(xí)中知識點)1、(2013年安徽卷)如圖所示,細線的一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在傾角為的光滑斜面體頂端,細線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中,小球始終靜止在斜面上,小球受到細線的拉力T和斜面的支持力為Fn分別為(重力加速度為g)T=m(gsin+ acos) Fn= m(gcos- asin)T=m(gsin+ acos) Fn= m(gsin- acos)T=m(acos- gsin) Fn= m(gcos+ asin)T=m(asin- gcos) Fn= m(gsin+ acos)答案:A2、如圖,質(zhì)量都是m的物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連,靜置于水平地面上,此時彈簧壓縮了。如果再給A一個豎直向下的力,使彈簧再壓縮,形變始終在彈性限度內(nèi),穩(wěn)定后,突然撤去豎直向下的力,在A物體向上運動的過程中,下列說法中可能正確的是( AC )A、B物體受到的彈簧的彈力大小等于mg時,A物體的速度最大B、B物體受到的彈簧的彈力大小等于mg時,A物體的加速度最大C、A物體受到的彈簧的彈力大小等于mg時,A物體的速度最大D、A物體受到的彈簧的彈力大小等于mg時, A物體的加速度最大FAB3(黃岡中學(xué)2011屆五月模擬)如圖所示,A、B兩物體之間用輕質(zhì)彈簧連接。用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做勻加速運動,這時彈簧長度為L1,若將A、B置于粗糙水平面上,且A、B與粗糙水平面之間的動摩擦因數(shù)相同,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做勻加速運動,此時彈簧的長度為L2,則( A )AL2L1 BL2L1 CL2L1 D.由于A、B的質(zhì)量關(guān)系未知,故無法確定L1、L2的大小關(guān)系4(蚌埠二中2012年期中考試)如圖所示,在光滑水平面上有個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B,m1m2,A、B間水平連接著一質(zhì)量不計的彈簧秤,若用大小為F的水平力向右拉B,穩(wěn)定后的加速度大小為a1,彈簧秤的示數(shù)為F1;如果改用大小為F的水平力向左拉A,穩(wěn)定后A的加速度為a2,彈簧秤的示數(shù)為F2,則下列關(guān)系正確的是 ( A )A、a1=a2, F1F2 B、a1=a2, F1F2 Ca1a2, F1=F2 Da1a2, F1F25、用細繩連接兩物體A和B,質(zhì)量分別為m1和m2,第一次在光滑水平面上用水平力F拉物體(如圖1-3-17甲),使A和B一起在水平面上做加速運動,此時繩的張力為Tl,第二次用相同大小的力豎直向上拉物體(如圖1-3-17乙),使A和B一起豎直向上做加速運動,此時繩的張力為T2,則T1_T2(填寫,=,)答案:=【課內(nèi)探究】(用來講解較難知識點、重要的物理方法、解題技巧等)(2)解決臨界問題的方法:基本思維方法是假設(shè)推理法。即先假設(shè)這樣,然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識列方程來求解。(3)運用假設(shè)法解題的基本步驟:明確研究對象;畫出研究對象的受力圖;假設(shè)可發(fā)生的臨界現(xiàn)象; 列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程來求解。1、如圖4-2-16 所示,一細線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細線另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊以2g加速度向左運動時,線中拉力T等于多少? 解析:當(dāng)小球和斜面接觸,但兩者之間無壓力時,設(shè)滑塊的加速度為a,此時小球受力如圖4-2-17,水平和豎直方向可列方程為: Tcos 450=ma Tsin 450-mg=O 解得:a=g 由于滑塊A的加速度a=2ga,所以小球?qū)h離滑塊A,其受力如圖4-2-18所示,設(shè)線和豎直方向成 角,由小球水平、豎直方向狀態(tài)可列方程 Tsin = ma Tcos -mg=O解得:T=【答案】2、如圖3-1-10所示,質(zhì)量m=lO kg的小球掛在傾角=370的光滑斜面的固定鐵桿上,當(dāng)斜面和小球以a1=的加速度向右勻加速運動時,小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力分別為多大?當(dāng)斜面和小球都以a2=g的加速度向右勻加速運動時,小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力又分別為多大?說明;小球與斜面間無作用力時的臨界加速度:a0=gcot370=4g/3答案:100N 50N 200N 0N【拓展提升】(主要是提供給學(xué)生的較新題型、綜合性、有一點難度的題目)1、兩個質(zhì)量均為m的物塊A和B疊放在一個勁度系數(shù)為k的豎直彈簧上,如圖1-3-97所示,今用一個豎直向下的力F壓物塊A使彈簧縮短了L,然后突然撤去F,此時A對B的壓力大小為 ( CD )A、F B、 F+mg C、 +mg D、+mg2、如圖所示,bc為固定在小車上的水平桿,木塊M穿在水平橫桿上,M通過輕繩懸吊著一個小鐵球m,此時小車以大小為a的加速度向右做勻加速運動,輕繩與豎直方的夾角為若小車的加速度逐漸增大,M始終和小車保持相對靜。當(dāng)加速度增加到2a后( AB )A、橫桿對M的摩擦力增加到原來的2倍B、橫桿對M的彈力保持不變C、輕繩與豎直方向的夾角增加到原來的2倍D、輕繩的拉力增加到原來的2倍3.(皖北協(xié)作區(qū)2012高三聯(lián)考)如圖所示,公交車的車頂上某處固定一個與豎直方向成角的輕桿,輕桿粘合著一小鐵球另一處用一根細線懸掛另一相同的小鐵球,當(dāng)小車做直線運動時,發(fā)現(xiàn)細線保持與豎直方向成角,若,則下列說法中正確的是( D )A、兩小鐵球所受的合力均為零B、桿對小鐵球的作用力大小等于小鐵球的重力C、輕桿對小鐵球的作用力方向沿著輕桿方向向上D、輕桿對小鐵球的作用力方向與細線平行向上4如圖所示,在傾角為=37的固定斜面上,跨過定滑輪的輕繩一端系在小車的前端,另一端被坐在小車上的人拉住已知人的質(zhì)量為50 kg,小車的質(zhì)量為10 kg,繩及滑輪的質(zhì)量、滑輪與繩間的摩擦均不計,斜面對小車間的動摩擦因數(shù)為02,小車與人間的動摩擦因數(shù)為08,取重力加速度g=10 m/s2,當(dāng)人以288 N的力拉繩時,人與小車相對靜止,試求(斜面足夠長):(已知,。?。?)人與車一起運動的加速度大??;(2)人所受摩擦力的大小和方向; 答案 (1)a=2m/s2 (2) 112N方向沿斜面向上5.(2013年山東卷)如圖所示,一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊,以V0=2m/s的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力F作用下,沿斜面向上做勻加速運動,經(jīng)t=2s的時間物塊由A點運動到B點,A、B之間的距離L=10m。已知斜面傾角=30o,物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。重力加速度g取10 m/s2.(1)求物塊加速度的大小及到達B點時速度的大小。(2)拉力F與斜面的夾角多大時,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?6. (2013年天津卷)質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點,現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去,物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點,A、B兩點相距x=20m,物塊與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2,g取10m/s2,,求:(l)物塊在力F作用過程發(fā)生位移xl的大小:(2)撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t。7、(滁州中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期末測試)如圖,一個定滑輪左端通過細繩栓個質(zhì)量M的物體,右端掛一個梯子和質(zhì)量為m的人處于靜止狀態(tài),如果要使定滑輪上端的繩子拉力為零,人應(yīng)如何運動,加速度多大?解:開始靜止,則梯子質(zhì)量為,要使上端繩拉力為零,必須為下端繩的拉力為零,以g向下運動,即梯子以加速度向上加速梯: 對人: 方向向下【課后總結(jié)】學(xué)完本節(jié)課,你一定要歸納一下物理方法或解題方法,標記出自己還沒有掌握的或者有疑問的點,并督促自己盡快解決。歸納內(nèi)容:- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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