牛頓定律的應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
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(wèn)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(guò)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(wèn)題。
三、問(wèn)題診斷分析
在本節(jié)課的教學(xué)中,學(xué)生可能遇到的問(wèn)題是整體法與隔離法的應(yīng)用,產(chǎn)生 這一問(wèn)題的原因是不清楚整體與部分的關(guān)系。要解決這一問(wèn)題,就要知道整體與部分的加速度是相等的。
四、教學(xué)過(guò)程
問(wèn)題一:動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)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(wèn)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(wèn)題時(shí)主要 把握:兩分析――物體的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,一橋梁――物體運(yùn)動(dòng)的加速度.
問(wèn)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(duì)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(zhǎng)度為16 m,傳送帶以10 m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端A無(wú)初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg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(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上,大小為F=10 N,刷子的質(zhì)量為m=0.5 kg,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(zhǎng)為L(zhǎng)=4 m,取sin37°=0.6,試求:
問(wèn)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(duì)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(duì)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2 s內(nèi)勻加速上升8 m,以后3 s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng),最后2 s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250 kg的重物,求整個(gè)上升過(guò)程中重物對(duì)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(duì)底板壓力的F-t圖象.(g取 10 m/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(guò)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(wèn)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(duì)支持面的壓力(或?qū)覓煳锏?拉力)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(duì)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(guò)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


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