牛顿第二定律的应用1

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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，掌握一些常见问题的解法2、能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7一、弹簧问题例1、《金版教程》P96例1、例2例2、《金版教程》P86例2说明：此类问题应抓住弹簧模型与绳索模型的区别：弹簧的弹力不会发生突变，绳的弹力可以发生突变。解决此类问题要分析绳(或弹簧)断之前系统中每个物体的受力情况，绳(或弹簧)断之后物体的受力情况，再由牛顿第二定律进行分析。例3、《金版教程》P84例3说明：此例中

2、，拔去销钉M后，上弹簧即不再对小球有弹力，下弹簧对小球的拉力不变；拔去销钉N后，下弹簧即不再对小球有弹力，而上弹簧对小球的弹力不变。这是由于：如拔去M后，由于弹簧是轻弹簧，即不计质量，故小球对弹簧的弹力使上弹簧产生无穷大的加速度，上弹簧恢复原长的时间可认为等于0,即拔去M瞬间上弹簧即恢复原长，其弹力即变为0。而下弹簧的弹力对小球产生一有限的加速度，故下弹簧恢复原长需要一个过程，可认为拔去M瞬间下弹簧的弹力不变。可得：没有物体障碍的弹簧的弹力立即为0，有物体障碍的弹簧的弹力不变。练习：、(《金版教程》P1026)如图3—23所示，质量为m和2m的木块A和B

3、，中间用一轻质弹簧连接，并静止在一光滑的木板上。突然抽掉木板的瞬间，A和B的加速度分别是：(A)g,g(B),g(C)0,3g(D)0,解：D。二、极值(或临界)问题例1、《金版教程》P90例1例2、《金版教程》P96例3练习：一物体从静止开始沿光滑斜面由顶端下滑至底端。现保持斜面底边长度不变，逐渐增加斜面的高以增大斜面倾角，则在这个过程中，物体的加速度a和运动时间t分别将：A、a增大，t增大；B、a增大，t减小；C、a增大，t先增大后减小；D、a增大，t先减小后增大。7【分析】底边长度不变，斜面的高度逐渐增大，则斜面的倾角增大。由mgsinα=ma知a

4、增大。斜面长L=s/cosα而t2=2L/a=2s/(cosα·gsinα)=4s/gsin2α当α=450时，t有最小值。说明：临界(或极值)问题要善于利用有关数学知识求解。例2、将质量为10kg的小球挂在倾角为θ=300的光滑斜面上，绳与斜面平行，如图所示。⑴、当斜面以加速度a=g/3向右运动时，求绳子受到的拉力及小球对斜面的压力；⑵、当斜面的加速度至少为多少时，小球对斜面的压力为0？⑶、如果要使绳子的张力为0，斜面沿水平方向的加速度应向左还是向右？它的最小值至少为多少？【分析】当向右运动的加速度较大时，小球有可能会离开斜面“飘”起来。当小球对斜面的

5、压力为0而尚未离开斜面时，处于临界状态。此时的加速度为临界加速度。当斜面向左加速的加速度较大时，小球有可能沿斜面上移，此时绳的拉力为0。【解答】⑴、设临界加速度为a0。有：Tcos300=ma0Tsin300=mg∴a0=gctg300=√3g=16.97m/s2⑵、当a=g/3时，a

6、向向左。练习：如图，小车内用两段细绳AC、BC系住质量为m=0.5kg的小球，开始时细线AC水平，BC与竖直方向成θ=370角。今让小车向右加速运动，求当a1=5m/s2和a2=10m/s2时，AC、BC线中张力各多大？取g=10m/s2。解：此类问题应先求临界加速度。TAC=0时的加速度为临界加速度。7由平行四边形法则ma0/mg=tgθ7a0=gtgθ=10×0.6/0.8=7.5m/s2当a=5m/s2时，TBCsin370-TAC=maTBCcos370=mg∴TBC=6.25NTAC=1.25N当a=10m/s2时，小球已“飘”起来了。TAC=

7、0。设此时BC与竖直方向的夹角为α。则：TBCcosα=mgTBCsinα=matgα=a/g=1α=450TBC=mg/cos450=7.07N练习：《金版教程》P101【提升能力】1三、分段问题例1、质量m=10kg的物体放在水平地面上，当用F1=20N的水平推力向右推物体在水平地面运动4s后撤去F1；同时换用向左的水平推力F2=10N推物体，又作用了4s。若物体与地面间动摩擦因数μ=0.1，物体与地面间最大静摩擦力fm=15N。求物体在8s内的位移。启发提问：物体前4s做什么运动？4s后又做什么运动？物体有无可能在8秒前就停止了？分析：依题意物体在

8、t1=4s内做初速度为零的匀加速直线运动，4s末的速度v；随后将做匀减速运动，其