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牛顿运动定律应用【学习目标】（主要说明本节课要完成的任务，要目标明确，简捷明了）1、掌握连接体问题的处理方法，会使用整体法与隔离法。2、会对临界状态进行分析。【重点、难点】重点：连接体问题分析 难点： 整体法隔离法的使用【使用说明与学法指导】（主要交待学生应该怎么样做才能完成目标）1、整体法与隔离法是高中物理中的很重要方法，你要投入激情和精力学会。学习中是会有困难的，不懂的问题请同学老师帮你。只要你坚持不懈一定能学会的。【温故而知新】（复习上一节课的内容，即和上节课有关的35个题目）1、（黄山市2013届第三次质量检测）如图所示，质量m=1kg的小球穿在长L=1.6m的斜杆上，斜杆与水平方向成=370角，斜杆固定不动，小球与斜杆间的动摩擦因数=0.75.小球从斜杆的顶端由静止开始向下滑动时，受到水平向左的拉力F=1N，（sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2）求：（1）小球运动的加速度大小 （2）小球运动到斜杆底端时速度的大小解：（1）由牛顿第二定律得： Fcos+mgsin-N=ma Fsin+N=mgcos解得：（2）由运动规律得：【课前预习】（简单介绍本节课要学习的概念、规律等知识点。）1、连接体问题 利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法与隔离法。 整体法：当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力F已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫做整体法。 隔离法：从1、（09年安徽卷）在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，试求 （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。答案：440N，275N解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：FF(m人+m椅)ga由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力Fm人g a FN（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN。根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为FN。分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 由得 【自我检测】（主要用基本的题目，供学生理解课前预习中知识点）1、（2013年安徽卷）如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为Fn分别为（重力加速度为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、如图，质量都是m的物体A、B用轻质弹簧相连，静置于水平地面上，此时弹簧压缩了。如果再给A一个竖直向下的力，使弹簧再压缩，形变始终在弹性限度内，稳定后，突然撤去竖直向下的力，在A物体向上运动的过程中，下列说法中可能正确的是( AC )A、B物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，A物体的速度最大B、B物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，A物体的加速度最大C、A物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，A物体的速度最大D、A物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时， A物体的加速度最大FAB3(黄冈中学2011届五月模拟)如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接。用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速运动，这时弹簧长度为L1，若将A、B置于粗糙水平面上，且A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速运动，此时弹簧的长度为L2，则( A )AL2L1 BL2L1 CL2L1 D.由于A、B的质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系4(蚌埠二中2012年期中考试)如图所示，在光滑水平面上有个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一质量不计的弹簧秤，若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后的加速度大小为a1，弹簧秤的示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度为a2，弹簧秤的示数为F2，则下列关系正确的是 （ A ）A、a1=a2, F1F2 B、a1=a2, F1F2 Ca1a2, F1=F2 Da1a2, F1F25、用细绳连接两物体A和B，质量分别为m1和m2，第一次在光滑水平面上用水平力F拉物体（如图1-3-17甲），使A和B一起在水平面上做加速运动，此时绳的张力为Tl，第二次用相同大小的力竖直向上拉物体（如图1-3-17乙），使A和B一起竖直向上做加速运动，此时绳的张力为T2，则T1_T2（填写，=，）答案：=【课内探究】（用来讲解较难知识点、重要的物理方法、解题技巧等）(2)解决临界问题的方法：基本思维方法是假设推理法。即先假设这样，然后再根据平衡条件及有关知识列方程来求解。(3)运用假设法解题的基本步骤：明确研究对象；画出研究对象的受力图；假设可发生的临界现象； 列出满足所发生的临界现象的平衡方程来求解。1、如图4-2-16 所示，一细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球。当滑块以2g加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？ 解析：当小球和斜面接触，但两者之间无压力时，设滑块的加速度为a，此时小球受力如图4-2-17，水平和竖直方向可列方程为： Tcos 450=ma Tsin 450-mg=O 解得：a=g 由于滑块A的加速度a=2ga，所以小球将飘离滑块A，其受力如图4-2-18所示，设线和竖直方向成 角，由小球水平、竖直方向状态可列方程 Tsin = ma Tcos -mg=O解得：T=【答案】2、如图3-1-10所示，质量m=lO kg的小球挂在倾角=370的光滑斜面的固定铁杆上，当斜面和小球以a1=的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？当斜面和小球都以a2=g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别为多大？说明;小球与斜面间无作用力时的临界加速度：a0=gcot370=4g/3答案：100N 50N 200N 0N【拓展提升】（主要是提供给学生的较新题型、综合性、有一点难度的题目）1、两个质量均为m的物块A和B叠放在一个劲度系数为k的竖直弹簧上，如图1-3-97所示，今用一个竖直向下的力F压物块A使弹簧缩短了L，然后突然撤去F，此时A对B的压力大小为 ( CD )A、F B、 F+mg C、 +mg D、+mg2、如图所示，bc为固定在小车上的水平杆，木块M穿在水平横杆上，M通过轻绳悬吊着一个小铁球m，此时小车以大小为a的加速度向右做匀加速运动，轻绳与竖直方的夹角为若小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静。当加速度增加到2a后（ AB ）A、横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B、横杆对M的弹力保持不变C、轻绳与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D、轻绳的拉力增加到原来的2倍3.（皖北协作区2012高三联考）如图所示，公交车的车顶上某处固定一个与竖直方向成角的轻杆，轻杆粘合着一小铁球另一处用一根细线悬挂另一相同的小铁球，当小车做直线运动时，发现细线保持与竖直方向成角，若，则下列说法中正确的是（ D ）A、两小铁球所受的合力均为零B、杆对小铁球的作用力大小等于小铁球的重力C、轻杆对小铁球的作用力方向沿着轻杆方向向上D、轻杆对小铁球的作用力方向与细线平行向上4如图所示，在倾角为=37的固定斜面上，跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端，另一端被坐在小车上的人拉住已知人的质量为50 kg，小车的质量为10 kg，绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计，斜面对小车间的动摩擦因数为02，小车与人间的动摩擦因数为08，取重力加速度g=10 m/s2，当人以288 N的力拉绳时，人与小车相对静止，试求（斜面足够长）：（已知，。取）（1）人与车一起运动的加速度大小；（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年山东卷）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以V0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度g取10 m/s2.（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？6. (2013年天津卷）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数=0.2,g取10m/s2,，求：(l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小：(2）撤去力F后物块继续滑动的时间t。7、(滁州中学2012届高三上学期期末测试)如图，一个定滑轮左端通过细绳栓个质量M的物体，右端挂一个梯子和质量为m的人处于静止状态，如果要使定滑轮上端的绳子拉力为零，人应如何运动，加速度多大？解：开始静止，则梯子质量为，要使上端绳拉力为零，必须为下端绳的拉力为零，以g向下运动，即梯子以加速度向上加速梯： 对人： 方向向下【课后总结】学完本节课，你一定要归纳一下物理方法或解题方法，标记出自己还没有掌握的或者有疑问的点，并督促自己尽快解决。归纳内容：
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