2019-2020年高考物理 第三章 第三讲牛顿运动定律的应用教案.doc

2019-2020年高考物理 第三章 第三讲牛顿运动定律的应用教案学习要求学习内容能力要求考向定位1.牛顿定律的应用2.超重与失重3.力学单位制1.能利用牛顿第二定律求解已知受力求运动和已知运动求受力的两类动力学问题2.了解超重、失重现象，掌握超重、失重、完全失重的本质3.了解基本单位和导出单位，了解国际单位制 牛顿第二定律的应用在近几年高考中出现的频率较高，属于级要求，主要涉及到两种典型的动力学问题，特别是传送带、相对滑动的系统、弹簧等问题更是命题的重点.这些问题都能很好的考查考试的思维能力和综合分析能力.考点一 已知受力求运动特别提醒 已知物体的受力情况求物体运动情况：首先要确定研究对象，对物体进行受力分析，作出受力图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量. 例1如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA=8kg和mB=2kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数=0.1，物块B距地面的高度h=0.15m.桌面上部分的绳足够长.现将物块B从h高处由静止释放，直到A停止运动.求A在水平桌面上运动的时间.（g=10m/s2） 解析对B研究，由牛顿第二定律得mBg-T=mBa1 同理，对A：T-f=mAa1 代入数值解得B做匀加速直线运； 解得 B落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动 ； 解得： 方法技巧 本题特别应注意研究对象和研究过程的选取，在B着地之前，B处于失重状态，千万不可认为A所受绳子的拉力和B的重力相等.当然B着地之前，我们也可以把A、B视为一整体，根据牛顿第二定律求加速度，同学们不妨一试.考点二 已知运动求受力特别提醒 已知物体的运动情况求受力情况：也是首先要确定研究对象，进行受力分析，画出受力示意图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据运动学公式求加速度，再根据牛顿第二定律求力，可以看出，这两种类型的问题的前几个步骤是相同的，最后两个步骤颠倒顺序即可.图31332 例2如图3-13-32所示，质量为m的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成角斜向上、大小为F的拉力作用下，以速度v向右做匀速直线运动重力加速度为g求：（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数 （2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？解析：（1）取物体的运动方向为正，由平衡条件有 又 所以有 （2）由牛顿第二定律有 据有 考点三 超重与失重 1超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 物体所受重力的情况称为超重现象.当物体具有 的加速度时（向上加速运动或向下减速运动），物体处于超重状态. 2失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 物体所受重力的情况称为失重现象.当物体具有 的加速度时（向上减速运动或向下加速运动），物体处于失重状态.3完全失重：当物体向下的加速度为g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 ，这种状态称为完全失重.参考答案：考点3.大于,向上，小于；向下，零.特别提醒：物体处于失重状态还是超重状态，仅由加速度的方向决定，而与物体的速度方向无关.无论物体处于超重还是失重状态，物体本身的重力并未发生改变.物体处于完全失重时，由于重力产生的一切物理现象都将消失.F/N100320400440t/s0123465图31312例3一质量为m=40kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图3-13-12所示.试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2.解析 由图可知，在0-2s内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为N1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得N1mgma1 在这段时间内电梯上升的高度h1 在2-5s内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻的电梯的速度，即v1a1t1 ,在这段时间内电梯上升的高度h2v1t2 在5-6s内，体重计的示数小于mg，故电梯应做减速上升运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为N2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：mgf2ma2 在这段时间内电梯上升的高度h3 电梯上升的总高度hh1h2+h3 代入数据解得h9m 方法技巧要理解超重和失重的含义，超重和失重问题实际上是竖直方向利用牛顿第二定律解题.考点4力学单位制 物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量间的 ，选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导其他物理量的单位，被选定的物理量叫做 ，它们的单位叫做 ，由基本物理量的单位根据物理关系式推导出来的其他物理量的单位叫做 ，基本单位和导出单位一起组成了 . 国际单位制在力学范围内，选定了 、 、 作为基本物理量，它们的单位是 、 、 . 在物理计算中，对于单位的要求是 .参考答案：考点5. 单位关系，基本物理量，基本单位，导出单位，单位制；长度，质量，时间 m，kg，s；统一单位. 例4下列有关力学单位制的说法中不正确的是（ ）A在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位B力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量、力C力学单位制中，国际单位制中的基本单位有kg、m、sD单位制中的导出单位可以用基本单位来表示【解析】物理计算中，一般采用国际单位，但有时也可以采用其它单位，力学中的三个基本单位是kg、m、s.【答案】AB【方法小结】物理学中选定了7个物理量作为基本物理量，其余的物理量叫导出物理量，基本物理量的单位叫做基本单位，导出物理量的单位叫导出单位，导出单位都可以由基本单位推导出来.要牢记力学中的三个基本物理量及其单位，在物理计算中，只要采用国际单位制的单位，中间过程就无需带单位，最后的结果一定是国际单位制中的单位.针对训练1.下列实例属于超重现象的是( )A汽车驶过拱形桥顶端 B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 D火箭点火后加速升空 2.关于力学单位制说法中正确的是( )Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、J是基本单位C在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是gD只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是Fma3.在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动，作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零，则在水平推力逐渐减小到零的过程中( )A.物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小B.物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小C.物体速度先增大后减小，加速度先增大后减小D.物体速度先增大后减小，加速度先减小后增大图313304.质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上，已知t=0时质点的速度为零，在图3-13-30示的tl、t2、t3和t4各时刻中 ( ) At1时刻质点速度最大 Bt2时刻质点速度最大 Ct3时刻质点离出发点最远 Dt4时刻质点离出发点最远5.在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向，拉力为Fa，绳b处于水平方向，拉力为Fb，如图所示现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是（ ）AFa变大，Fb不变BFa变大，Fb变小CFa变大，Fb变大DFa不变，Fb变小6.如图7所示，某人通过定滑轮用不可伸长的轻质细绳将质量为m的货物提升到高处.已知人拉绳的端点沿平面匀速向右运动，若滑轮的质量和摩擦均不计，则下列说法中正确的是（ ）A.货物匀速运动上升B.货物加速运动上升C.绳的拉力T大于物体的重力mgD.绳的拉力T等于物体的重力mg第3讲参考答案1.BD 物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态，故选BD2.D在国际单位制中，牛顿第二定律的比例系数才为13.D根据力与加速度、速度的关系易知D正确4.BD作出v-t图可很快得出结论5.D设a绳子与竖直方向的夹角为，对小球进行受力分析有；可知D正确6.BD设绳子与水平方向的夹角为，把人的速度分解则有，人匀速右移，物体加速上升，物体处于超重状态，故BC正确