牛顿第二定律的应用2

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1、教学课题：牛顿第二定律的应用时间教学目标：1、进一步理解和掌握牛顿第二定律的解题方法。2、能较灵活地运用牛顿第二定律分析、解决实际问题教学重点：物理过程的分析教学难点：知识的灵活运用教学器材：教学过程：教学随笔4一．两种基本类型第一种类型：已知物体的受力情况，求物体的运动情况。即知道物体受到的全部外力和初始条件，运用牛顿第二定律可求出加速度，再运用运动学公式求出物体的速度、位移等。第二种类型：已知物体的运动情况，求物体的受力情况。即已知物体的位移、速度等运动情况，运用运动学公式求出加速度，再利用牛顿第二定律便可求出物

2、体的受力情况。1．关键：不管是哪一种类型的问题，关键是抓住两点：①．加速度是运动情况和受力情况之间的桥梁F合=ma运动学公式受力分析合力F合a运动情况②．分析清楚物体的受力情况找出物体受到的所有的外力，不添力，不漏力；只分析物体受到的力，不考虑物体给别的物体的力。例题1、光滑水平面上，足够长的木块质量M=8kg，由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动，如图3—22。当速度达到1.5m/s时，质量m=2kg的物体轻轻放到木板右端。已知物体与木板之间动摩擦因数μ=0.2，求：(1)物体放到木板上以后，经多少时间物体与

3、木板相对静止？在这段时间里，物体相对于木板滑动距离多大？(2)在物体与木板相对静止以后，它们之间还有相互作用的摩擦力吗？为什么？如有摩擦力多大？解：(1)物体放到木板上开始打滑，达到相对静止之前，二者之间有相互作用的滑动摩擦力，根据滑动摩擦定律在f作用下物体向右做初速度为零的匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，加速度为这时，木板受到物体的滑动摩擦力f¢方向向左，故其加速度为(f¢大小等于4N)4木板这时向右做初速度不为零的匀加速直线运动。在达到与物体相对静止时，木板与物体应具有相同的瞬时速度，即v1=a2t①v2=v0

4、+a2t　　　　　②而v1=v2　　　　　　　　　　　　　③式中t是从开始到二者达到相对静止所花的时间，v1、v2是物体、木板在t秒末的瞬时速度。由①②③式联立可得a1t=v0+a2t在这1s里，物体与木板相对于地（即以地为参照物）的位移分别为s1和s2，根据运动学公式物体的位移木板的位移为木板的位移大于物体的位移，所以物体在木板上实际滑动距离为(向左移动)(2)物体相对木板后，共同做加速运动，其加速度可用整体法来求这时，物体与木板间仍有静摩擦力相互作用，（属系统的内力），木板对物体作用的摩擦力f静是物体产生加速度的

5、原因，故f静=ma=2×0.8N4=1.6N(方向向右)例题2、《金版教程》P92例4二、基本方法(《金版教程》P82三)①、合成法(平行四边形法)若物体只受两个力作用而产生加速度时，应用力的合成法较简单。注意合外力的方向就是加速度的方向。解题时只要知道合外力的方向，就可以知道加速度的方向，反之亦然。例1、《金版教程》P82例1例2、《金版教程》P84例2点评：通过这两例可以看出绳、杆模型的区别：绳(包括线)的弹力的方向一定是沿绳的，而杆的弹力的方向不一定是沿杆的方向的。这是由于绳只能产生沿绳方向的、且只能是拉伸的形

6、变，而杆能产生沿各个方向的、既可以是拉伸的，又可以是压缩的形变。②、正交分解法。当物体受到多个力作用而产生加速度时，常用正交分解法求出合外力，再由F合=ma求出加速度，再运用运动学有关公式求解。建立坐标系时，常让加速度落在一个坐标轴上。有时也可以分解加速度，由∑FX=maX∑FY=maY列式求解。不管哪种问题，由于用牛顿第二定律解题牵涉的矢量较多，要特别注意正方向的规定。例3、《金版教程》P83例2、例3练习：(《金版教程》P99例2)风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实

7、验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）(2000·上海)解：（1）设小球所受的风力为F，小球质量为mF=μmg　⑴μ=F/mg=0.5mg/mg=0.5⑵（2）设杆对小球的支持力为N，摩擦力为f。沿杆方向Fcosθ+mgsinθ-

8、f=ma⑶4垂直于杆方向N+Fsinθ=mgcosθ⑷f=μN⑸可解得a=(Fcosθ+mgsinθ-f)/m=3g/4⑹又S=at2/2　　　　　⑺⑻　　　　　　　　　　　　　　三．小结：在不牵涉到加速度的问题中，除可用牛顿第二定律求解外，亦可用动量定理、动能定理、动量守恒、机械能守恒定律求解，而且往往较用牛顿第二定律方便、快捷。四、课堂练习