牛顿第二定律的综合应用

肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案

年级 高二 学科 物理 序号 10 编制人 庞兆旺 审核人 全体组员

课题：牛顿第二定律的综合应用

学生姓名 【导学目标】

1、明确超重和失重的加速度及运动特征，运用超重和失重的知识分析一些力学现象． 2．灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连接体问题； 3．用正交分解法解决受力复杂的问题；

4．综合运用牛顿运动定律和运动学规律分析、解决多阶段(过程)的运动问题； 5．熟悉常见的物理模型，应具有将实际问题抽象成物理模型的能力． 【重点】牛顿运动定律应用的思路和方法。【难点】整体法、隔离法的灵活运用；处理物理模型和建立模型的能力；临界问题的分析及物理量的确定。 【考点解读】

一、超重和失重 超重、失重和完全失重比较

二、整体法与隔离法 1.整体法

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当连接体内(即系统内)各物体的_______相同时，可以把系统内的所有物体看成_________，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对______列方程求解的方法. 2.隔离法

当求系统内物体间________________时，常把某个物体从系统中______出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对______出来的物体列方程求解的方法. 【合作探究】

一．超重、失重的理解及应用

【例1】．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（ ）

【变式训练1】.在第11届全运会上，福建女选手郑幸娟以“背越式”成功地跳过了1.95 m的高度，成为全国冠军，若不计空气阻力，则下列说法正确的是( )

.下落过程中她处于失重状态 B.起跳以后上升过程她处于超重状态 C.起跳时地面对她的支持力等于她对地面的压力 D.起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力

【变式训练2】.某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型，一个小朋友在B段的动摩擦因数μ1tanθ，他从点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态.则该小朋友从斜面顶端点滑到底端C点的过程中( ) .地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右 B.地面对滑梯始终无摩擦力作用

C.地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小 D.地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小[

【变式训练3】.如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运

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动状态可能为( )

A．加速下降 B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 二．整体法与隔离法的使用

【例2】． 如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是( )

.杆对小环的作用力大于m1g+m2g B.m1不变，则m2越大，β越小 C.θ＝β，与m1、m2无关 D.若杆不光滑，β可能大于θ 分析：

【变式训练4】. 如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为?，物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为?，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为（ ） A. B. C. D.

a?gsin?,F?(M?m)g(??sin?) a?gcos?,F?(M?m)gcos? a?gtan?,F?(M?m)g(??tan?) a?gcot?,F??(M?m)g BθFA【变式训练5】.两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如图所示。如果它们分别受到水平推力F1和F2，且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（ ） A．F1 C．

B．F2

11（ F1+ F2） D． （F1－F2） 22三．临界问题

【例.3】．[例3]如图2—1所示，质量均为M的两个木块A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A与B的接触面光滑，且与水平面的夹角为60°

F ，求使A与B一起运动时的水平力F的范围。 A B

﹚60°

图2—1

3

【例4】．质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角为θ=60°的斜面体的顶端，斜面体静止时，小球紧靠在斜面上，线与斜面平行，如图所示，不计摩擦，求在下列三种情况下，细线对小球的拉力（取g=10 m/s）(1) 斜面体以23m/s的加速度向右加速运动；(2) 斜面体以43m/s，的加速度向右加速运动；

【变式训练6】 .如图4—1所示，质量为M的木块与水平地面的动摩擦因数为?，用大小为F的恒力使木块沿地面向右作直线运动，木块M可视为质点，则怎样施力才能使木块产生最大的加速度？最大加速度为多少?

F

四．板块模型

图4—1

﹚θ 2

2

2

【例5】．如图所示，把质量ml＝4 kg的木块叠放在质量m2＝5 kg的木块上，m2放在光滑的水平面上，

恰好使m1相对m2开始滑动时作用于木块m1上的水平拉力F1＝12 N．那么，应用多大的水平拉力F2拉木块m2，才能恰好使m1相对m2开始滑动?

【例6】．如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为m=1kg，其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为

??0.4(g?10m/s2)

（1）现用恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？ （2）其它条件不变，若恒力F=22.8牛顿，且始终作用在M上，最终使得m能从M上面滑落下来。问：m在M上面滑动的时间是多大？

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