高三物理第二定律應(yīng)用精華教案

1、第二定律應(yīng)用： 知識梳理 1.物體系. (1)物體系中各物體的加速度相同，這類問題稱為連接體問題。這類問題由于物體系中的各物體加速度相同，可將它們看作一個整體，分析整體的受力情況和運(yùn)動情況，可以根據(jù)牛頓第二定律，求出整體的外力中的未知力或加速度。若要求物體系中兩個物體間的相互作用力，則應(yīng)采用隔離法。將其中某一物體從物體系中隔離出來，進(jìn)行受力分析，應(yīng)用第二定律，相互作用的某一未知力求出，這類問題，應(yīng)是整體法和隔離法交替運(yùn)用，來解決問題的。 (2)物體系中某一物體作勻變速運(yùn)動，另一物體處于平衡狀態(tài)，兩物體在相互作用，這類問題應(yīng)采用牛頓第二定律和平衡條件聯(lián)立來解決。應(yīng)用隔離法，通過對某一物體受力分析

2、應(yīng)用第二定律(或平衡條件)，求出兩物體間的相互作用，再過渡到另一物體，應(yīng)用平衡條件(或第二定律)求出最后的未知量。 2臨界問題 某種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)又可理解為“恰好出現(xiàn)”與“恰好不出現(xiàn)”的交界狀態(tài)。 處理臨界狀態(tài)的基本方法和步驟是：分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關(guān)的條件；用假設(shè)法求出臨界值；比較所給條件與臨界值的關(guān)系，確定物理現(xiàn)象，然后求解 例題評析【例7】 如圖所示，光滑的水平桌面上放著一個長為l的均勻直棒，用水平向左的拉力f作用在棒的左端。則棒的各部分相互作用的力沿棒長向左的變化規(guī)律是_。 【分析與解答】本題研究棒內(nèi)各部分間的相互作用力的變化規(guī)律

3、，要將整個棒隔離成兩段。 從離右端距離為x處將長棒隔離。若令棒的質(zhì)量為m，則其右端部分質(zhì)量為xm/l，整體：f=ma隔離右端部分：t=xma/l t=xf/l【說明】 使用隔離法時，可對構(gòu)成連接體的不同物體隔離，也可以將同一物體隔離成若干個部分。取隔離體的實(shí)質(zhì)在于把系統(tǒng)的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為其中某一隔離體的外力，以便應(yīng)用牛頓定律解題?！纠?】如圖，質(zhì)量m的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒力f=8n。當(dāng)小車向右運(yùn)動速度達(dá)到3m/s時，在小車的右端輕放一質(zhì)量m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)，假定小車足夠長，問： （1）經(jīng)過多長時間物塊停止與小車間的相對運(yùn)動？ （2）小物塊從放在車上

4、開始經(jīng)過所通過的位移是多少？（g?。痉治雠c解答】：（1）依據(jù)題意，物塊在小車上停止運(yùn)動時，物塊與小車保持相對靜止，應(yīng)具有共同的速度。設(shè)物塊在小車上相對運(yùn)動時間為t，物塊、小車受力分析如圖： 物塊放上小車后做初速度為零加速度為的勻加速直線運(yùn)動，小車做加速度為勻加速運(yùn)動。 由牛頓運(yùn)動定律： 物塊放上小車后加速度： 小車加速度： 由得： （2）物塊在前2s內(nèi)做加速度為的勻加速運(yùn)動，后1s同小車一起做加速度為的勻加速運(yùn)動。 以系統(tǒng)為研究對象： 根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，由得： 物塊位移 【例9】 如圖所示，一個彈簧臺秤的秤盤和彈簧質(zhì)量均不計(jì)，盤內(nèi)放一個質(zhì)量的靜止物體p，彈簧的勁度系數(shù)。現(xiàn)施加給p一個豎直向上

5、的拉力f，使p從靜止開始向上做勻加速運(yùn)動。已知在頭0.2s內(nèi)f是變力，在0.2s以后，f是恒力，取，求拉力f的最大值和最小值?！痉治雠c解答】：根據(jù)題意，f是變力的時間，這段時間內(nèi)的位移就是彈簧最初的壓縮量s，由此可以確定上升的加速度a， 由得： 根據(jù)牛頓第二定律，有： 得： 當(dāng)時，f最小 當(dāng)時，f最大 拉力的最小值為90n，最大值為210n【例10】 將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)繩拴在質(zhì)量為m的傾角為的楔形木塊b上，如圖所示。已知b的傾斜面是光滑的，底面與水平地面之間的摩擦因數(shù)為。 (1)若對b施加向右的水平拉力，使b向右運(yùn)動，而a不離開b的斜面，這個拉力不得超過多少? (2)若對b施以向左的水平

6、推力，使b向左運(yùn)動，而a不致在b上移動，這個推力不得超過多少?【分析與解答】：（1）若拉力f太大，b的加速度大，使a脫離，設(shè)恰好不脫離時拉力為f，如圖示，對小球：mgcot=ma對整體:f1-(m+m)g=(m+m)af(m+m)g(+)(2)當(dāng)推力f太大,b的加速度大,a相對b沿斜面向上運(yùn)動,繩子松馳,恰好不松馳的推力為f2,如圖示,對小球作受力分析得:mgtan=ma對整體:f2-(m+m)g=(m+m)af2=(m+m)(tan+),故: 能力訓(xùn)練3 1. 如圖所示，質(zhì)量為m的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一質(zhì)量為m的物塊，物塊與木板及木板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為，若要以水

7、平外力f將木板抽出，則力f的大小至少為 a. b. c. d. 2. 如圖6所示，傾斜的索道與水平方向的夾角為37°，當(dāng)載物車廂加速向上運(yùn)動時，物對車廂底板的壓力為物重的1.25倍，這時物與車廂仍然相對靜止，則車廂對物的摩擦力的大小是物重的_倍。 3. 如圖8所示，a、b兩個物體靠在一起放在光滑水平面上，它們的質(zhì)量分別為。今用水平力推a，用水平力拉b，和隨時間變化的關(guān)系是。求從t=0到a、b脫離，它們的位移是多少？ 4.如圖所示，傾角為300的傳送皮帶以恒定的速度2m/s運(yùn)動，皮帶ab長5m，將1kg的物體放在a點(diǎn)，經(jīng)2.9s到達(dá)b點(diǎn)，求物體和皮帶間的動摩擦因數(shù)為多少?若增加皮帶的速度，則物體從a到b的最短時間是多少? 5如圖所示為一平直傳送帶，a、b兩處問的距離為l，傳送帶的運(yùn)動速率為v,今將一工件無初速的放在a處，已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為,及當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，且認(rèn)為傳送帶的形狀及速率不受影響，求傳送帶將該工件由a處傳送到b處可能的時間間隔t及相應(yīng)的條件(即題中給出量之間應(yīng)滿足的關(guān)系)。6如圖，水平傳送帶兩端間距 l=2m，工作時皮帶的傳送速度恒為v=2m/s，上皮帶離水平地面高為h，現(xiàn)將質(zhì)量 m=5kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在a端(對地面速度為零)，結(jié)果當(dāng)時間t