牛顿第二定律的应用临界问题[上学期]--新课标人教版

牛顿第二定律应用(临界问题)

牛顿运动定律的应用（要点四）------------临界问题姓名：班级：（）班学号：一．临界问题概述（P34页要点二）临界状态：物体由某种物理状态变化为另一种物理状态时，中间发生质的飞跃的转折状态，通常称之为临界状态。

二．解决临界问题的基本思路：（1）认真审题，仔细分析研究对象所经历的变化的物理过程，找出临界状态。

（2）寻找变化过程中相应物理量的变化规律，找出临界条件。

（3）以临界条件为突破口，列临界方程，求解问题。

三．典型例题：AB F例1：如图所示，m A=2kg，m B=1kg，A、B间动摩擦因素为0.3，水平面光滑。

用水平力F拉A，使两物体一起沿水平面做匀加速直线运动，（g=10m/s2）（1）要使两物块保持相对静止，则水平力F不能超过多大？（2）若水平力改为作用在B上，要保持两物块一起匀加速直线运动，则水平力F不能超过多大？（3）要将物块B从A下面拉出，则水平F应满足什么条件？例2．如图所示，质量为m的物体放在质量为M的倾角为α的斜面上，如果物体与斜面间、斜面体与地面间摩擦均不计，问（1）作用于斜面体上的水平力多大时，物体与斜面体刚好不发生相对运动?（2）此时m对M的压力多大?(3)此时地面对斜面体的支持力多大?例题3．一个质量为0．1千克的小球，用细线吊在倾角a为37°的斜面顶端，如图所示。

系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。

求下列情况下，绳子受到的拉力为多少?(1)系统以6米／秒2的加速度向左加速运动；(2)系统以l0米／秒2的加速度向右加速运动；(3)系统以15米／秒2的加速度向右加速运动。

练习1。

P34页【典题演示2】例题4．如图所示，两光滑的梯形木块A和B，紧靠放在光滑水平面上，已知θ=60°，m A=2kg，m B=lkg，现水平推力F，使两木块使向右加速运动，要使两木块在运动过程中无相对滑动，则F的最大值多大?物理思想与规律总结：P41页【临界与极值问题】例题5．如图所示，传送带与地面的倾角为θ=370，从A到B的长度16m,传送带以10m/s的速率逆时针方向转动，在传送带上端无初速地放一个质量为m=0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A到B 所需的时间是多少？（sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2）B★例题6．如图，在劲度系数为K的弹簧的下端挂一质量为m的物体，物体下端有一托盘，用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长，然后使托盘以加速度a竖直向下做匀加速直线运动（a＜g）试求托盘向下运动多长时间能与物体脱离四．巩固练习1．如图所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知m A=6kg，m B=2kg，A、B间动摩擦因数=0.2.A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，假设A、B之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.在细线不被拉断的情况下，下述中正确的是（g=10m/s2）A.当拉力F＜12N时，A静止不动B.当拉力F＞12N时，A相对B滑动C.当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4ND.无论拉力F多大，A相对B始终静止2．质量，m＝lkg的物块放在倾角为θ的斜面上，斜面体质量M=2kg，斜面与物块的动摩擦因数μ＝0.2，地面光滑，θ=37°，现对斜面体施一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，力F应为多大?(设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m／s2)3．小车在水平路面上加速向右运动，一质量为m的小球用一条水平线和一条斜线（与竖直方向成30度角）把小球系于车上，求下列情况下，两绳的拉力：(1)加速度a1=g/3 (2)加速度a2=2g/3。

牛顿第二定律的应用临界问题和极值问题25页PPT

牛顿第二定律的应用临界问题和极值问题
1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。 2、秋菊有佳色，裛露掇其英。 3、日月掷人去，有志不获骋。 4、未言心相醉，不再接杯酒。 5、黄发垂整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华

牛顿第二定律的应用—临界问题与极值问题

第 1 页共 2 页牛顿第二定律专题—临界问题与极值 1．临界问题和极值问题涉及临界状态的问题叫临界问题。

临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态，常伴有极值问题出现。

临界问题常伴有特征字眼出现，如“恰好”、“刚刚”等1.如图所示，质量M=4kg 的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=6N ，当小车向右运动的速度达到2m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=1kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长．（g 取10m/s2），求（1）放小物块后，小物块及小车的加速度各为多（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块放上小车开始，经过t=3s 小物块通过的位移大小为多少？有一质量M=4kg 的小车置于光滑水平桌面上，在小车上放一质量m=6kg µ=0.2,现对物块施加F=25N 的水平拉力,如图所示，（设车与物块之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力且g 10m/s2)第 2 页共 2 页3托盘A 托着质量为m 的重物B ，B 挂在劲度系数为k 的弹簧下端，弹簧的上端悬挂于O 点，开始时弹簧竖直且为原长，今让托盘A 竖直向下做初速为零的匀加速运动，其加速度为a ，求经过多长时间，A 与B 开始分离（a g ）． 4.如图所示， m =4kg 的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°角。

求：（1）小车以a=g 向右加速；（2）小车以a=g 向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大？5．如图所示，一质量为0.2kg 的小球系着静止在光滑的倾角为53°的斜面上，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，当斜面以10m/s2加速度水平向右作匀加速直线运动时，求线对小球的拉力和斜面对小球的弹力。

（g=10m/s2）6.传送带与水平面夹角37°，皮带以10m/s 的速率运动，皮带轮沿顺时针方向运动，如图所示.今在传送带上端A 处无初速度地放上一个质量为m=0.5kg 的小物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A 到B 的长度为16m ，g 取10m/s 2，则物体从A 运动到B 的时间为多少？（g 取为10m/s 2）。

牛顿第二定律的应用1[上学期]新人教版

国内最大的体育直播平台此外，这部影片，我还看到普通老百姓的辛酸。贫穷限制了人们的想象，贫穷也拴住了人们的脚步，如果李义与马文这两个男人本事都大一点，任有一方有能力买套房搬出去，何至于三人同行这么
些日子呢？如果李义与杨欣婚后不和马文住在同一屋檐下，他们的婚后生活是不是会简单一点，幸福一点？?
当最后马文和杨欣重新站到一起时，李芹说了句：你们本来就是夫妻。是啊，夫妻本来就该如此才对。可是，人为什么总要在失去以后才懂得珍惜呢？杨欣一顿作，终于让自己的心灵安定，看清楚了自己的内心，女人的心难道是要借助男人才能看清的吗？或者说是要经历过不同的感情才会成熟的吗？答案不是唯一，但感情经历的确让人迅速成长。
李义以为自己终于熬到头了，身边，他却毫无察觉。生意场上有句话：维护好老客户，总比开发一个新客户更加高效省力。还有这样一句话，不要放弃过去的，说不定什么时候就会再次牵手。马文就是这两句话最好的鉴证者。?
贫贱夫妻百事哀，但平凡的生活能活出真情所在。
四
?下面来说说段先生推荐的另外一部影片《野山》。
《野山》是根据贾平凹的小说《鸡洼村的人家》改编的。讲述了改革春风吹到秦岭深处一个偏僻的小山村，两户人家“换老婆”的故事。

牛顿运动定律的应用[上学期]新人教版课件

实验目的
实验器材
验证牛顿第二定律，即物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
打点计时器、纸带、重物、弹簧测力计、气垫导轨等。
实验步骤
实验结论
将重物置于气垫导轨上，用弹簧测力计拉动重物，使其做匀加速直线运动，通过打点计时器和纸带记录重物的运动情况。
通过测量重物的质量和加速度，验证了 F=ma关系。
惯性概念
物体保持原有运动状态的性质称为惯性，惯性的大小与物体的质量有关。
惯性现象
汽车启动时乘客向后仰，刹车时向前倾；旋转的物体停下来后会继续旋转一段时间等。
第二定律：F=ma
定律表述
物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的
方向相同。
公式解读
超重现象
电梯上升时，人体感受到的向上加速度导致体重计示数增大。
失重现象
电梯下降时，人体感受到的向下加速度导致体重计示数减小。
牛顿第二定律解释
加速度方向与合外力方向相同，合外力大小等于质量与加速度的乘积。
行走、跑步与摩擦力关系分析
行走时的摩擦力
静摩擦力使人与地面保持相对静止，实现行走动作。
牛顿第二定律解释
篮球运动过程中的加速度与合外力成正比，合外力包括重力和空气阻力。
03
牛顿运动定律在工程技术中的应用
桥梁设计中的力学原理
桥梁静力学
01
应用牛顿第二定律计算桥梁结构内力，确保桥梁在不同荷载下
的安全稳定。
桥梁动力学
02
利用牛顿运动定律分析桥梁在车辆、风、地震等动荷载作用下
的动力响应，避免共振和过度变形。
万有引力定律

牛顿第二定律应用(四)临界问题

a
将 a3=g 代入得 F1=1.4mg FN1=-0.2mg -
拓展：上述问题中，拓展：上述问题中，若小车向左加速运动，试求加时的绳中张力。速度a 时的绳中张力速度 3=g时的绳中张力。
简析：简析：
a F=0
FN y F x θ G
绳即将松弛时
此时a=gtan θ=3g/4 此时故绳已松弛，而a3 =g ，故绳已松弛，绳上拉力为零
支持力F 随加速度a 易见：支持力 N 随加速度的增大而减小支持力F 当a=gcotθ= 4g/3 时，支持力 N =0 小球即将脱离斜面
当小车加速度a> 当小车加速度 4g/3时，小球已飘离斜面，如图所示时小球已飘离斜面， a 得 F=m a + g
2 2
将a2=2g 代入得 F2=
F ma θG
5 mg
[小结相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是小结] 小结相互作用的弹力刚好为零。相互作用的弹力刚好为零。
拓展：上述问题中，拓展：上述问题中，若小车向左加速运动，试求加时的绳中张力。速度a 时的绳中张力速度 3=g时的绳中张力。
简析：简析：则沿x轴方向则沿轴方向 FNsinθ - Fcosθ =ma 沿y轴方向轴方向 FNcosθ + Fsinθ=mg θ FN y F x G
F
14.34 N ≤ F ≤ 33.6 N
a
θ
取小球为研究对象并受力分析解：建立正交坐标系则沿x轴方向则沿轴方向沿y轴方向轴方向 Fcosθ-FNsinθ=ma
a
Fsinθ+FNcosθ=mg FN F
将 a1=g 、a2=2g 分别代入得 F1=7mg/5 FN1=mg/5 F2= 11mg/5 FN2=-2mg/5

牛顿运动定律应用(临界、极值)课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

F－mg＝ma，对 A：kx－mg＝ma。
即 F＝kx 时，A、B 分离，此时弹簧仍处于压缩状态，
由 F＝mg，设用恒力 F 拉 B 前弹簧压缩量为 x0，
则 2mg＝kx0，h＝x0－x，
mg
解以上各式得 k＝ h ，综上所述，只有 C 项正确。
[答案]
C
类型二
相对滑动的临界
在力F作用下A、B是否一起运动？
(A C )
A.当t=3 s时，A、B开始分离
B.当t=4.5 s时，A、B开始分离
C.A、B分离之前整体做加速度相同的匀加速直线运动
D.A、B分离之后A、B各做加速度不同的匀加速直线运动
A、B两物体由接触到脱离的临界条件: A、B间弹力FN=0
解析

当A、B分离时两者间作用力为零，且a相同，所以
竖直方向有
Ncosθ=mg+fsinθ，
联立以上各式，代入数据解得F=310N.
故F的大小范围为0≤F≤310N.
[练习3]
如图所示，质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保
持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下
滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块，木块能匀速上升，
已知木楔在整个过程中始终静止。当α为多大时，F有最小值，求
误;F=7 N<F0时,物块和长木板一起加速运动,长木板的加速度a=
F
7
=m/s 2 ,
M m 3
C错误;F=9 N>F0时,物块和长木板相对运动,长木板受到的摩擦力大小为μmg=
5 N,D正确。
类型三动力学中的极值问题
例3 如图所示，一块质量m=2kg的木块放置在质量M=6kg、
倾角=37°的粗糙斜面体上，木块与斜面体间的动摩擦因数

牛顿第二定律的应用(四)--临界问题

牛顿第二定律的应用（四）
｛例题分析｝例1．在水平向右运动的小车上，有一倾角θ=37 0 的光滑斜面，质量为m的小球被平行于斜面的细绳系住而静止于斜面上，如图所示。当小车以（1）a1=g, (2) a2=2g 的加速度水平向右运动时，绳对小球的拉力及斜面对小球的弹力各为多大？
θ
a
牛顿第二定律的应用（四）当小车加速度a＞4g/3时，小球已飘离斜面，如图所示
得 F=m
√a2＋g2
a
T ma
θ
Hale Waihona Puke 将a2=2g 代入得F2=√5 mg [小结] 相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。
mg
牛顿第二定律的应用（四）拓展：上述问题中，若小车向左匀加速运动时，
试求加速度a3=
时的绳中张力为0。
取小球为研究对象，并进行受力分析，如图所示
a
FN T
m
M
F M
fm
牛顿第二定律的应用（四）练习：如图，在光滑的地面上有小车A，其质量为 mA=2千克，小车上放一物体B，质量mB=1千克，A、B 间有摩擦，若给B施加一水平推力F1（如图甲所示），当F1逐渐增大到稍大于3牛时B开始相对于A滑动；若撤去F1，对A施加一个水平推力F2（如图乙所示），要使 B不相对于A滑动， F2的最大值是多少？
θ
mg
牛顿第二定律的应用（四）
解：设绳中的拉力为零时，小车的加速度为a ，此时小球的受力如图
a
得 a=gtanθ=3g/4
而a3 =g ，故绳已松弛，绳上拉力为零
FN ma
θ
mg
[小结] 绳子松弛的临界条件是：绳中拉力为零。
牛顿第二定律的应用（四）