《牛顿运动定律》专题教案
关于《牛顿运动定律》的教案

关于《牛顿运动定律》的教案
一、课题:牛顿运动定律
二、教学目标:
1. 让学生了解牛顿运动定律的内容;
2. 让学生了解牛顿运动定律的应用;
3. 让学生能够运用牛顿运动定律来解决实际问题。
三、教学重点:
1. 学习牛顿运动定律的内容;
2. 掌握牛顿运动定律的应用;
3. 运用牛顿运动定律解决实际问题。
四、教学过程:
1. 讲解牛顿运动定律:
(1)让学生了解牛顿运动定律的内容,牛顿运动定律是物体在不同的情况下运动的定律,它由英国物理学家牛顿提出,它的主要内容是:物体在没有外力作用的情况下保持匀速直线运动;受到外力作用时,物体的运动方向和大小会发生变化;物体受到外力作用时,其受力等于物体质量乘以加速度;物体受
到外力作用时,其受力的方向和大小相等,且作用在同一物体上的两个力的叠加结果为零;物体受到外力作用时,它们之间的力是相互作用的。
(2)让学生了解牛顿运动定律的应用,牛顿运动定律可以用来解释物理现象,如:弹簧的压缩和拉伸,物体的自由落体,重力的作用,物体的碰撞等;可以用来解决实际问题,如:求解抛物线的轨迹,求解物体在不同情况下的运动轨迹等。
2. 实例讲解:
(1)弹簧的压缩和拉伸:弹簧受到外力作。
《牛顿运动定律的运用》教案

《牛顿运动定律的运用》教案一、教学目标:1. 让学生了解并掌握牛顿运动定律的基本概念。
2. 培养学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察、实验、分析等方法,深入理解牛顿运动定律的应用。
二、教学内容:1. 牛顿第一定律:惯性定律2. 牛顿第二定律:加速度与力、质量的关系3. 牛顿第三定律:作用力与反作用力三、教学重点与难点:1. 教学重点:牛顿运动定律的基本概念及应用。
2. 教学难点:牛顿第二定律中加速度、力、质量之间的关系。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究牛顿运动定律的内涵。
2. 利用实验演示,让学生直观地感受牛顿运动定律的应用。
3. 运用案例分析法,培养学生解决实际问题的能力。
五、教学过程:1. 导入:通过讲解生活中常见的惯性现象,引导学生思考惯性的概念。
2. 牛顿第一定律:讲解惯性定律的定义,分析惯性现象的原理。
3. 牛顿第二定律:介绍加速度、力、质量的概念,讲解它们之间的关系。
4. 牛顿第三定律:阐述作用力与反作用力的概念,分析实际例子。
5. 课堂练习:布置相关习题,让学生巩固所学知识。
7. 作业布置:要求学生课后完成相关练习,进一步巩固知识点。
六、教学评价:1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况,了解学生的学习状态。
2. 练习完成情况:检查学生课后练习的完成质量,评估学生对知识的掌握程度。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的表现,包括合作意识、沟通交流能力等。
七、教学拓展:1. 邀请物理学专家进行讲座,深入讲解牛顿运动定律在现代科技领域的应用。
2. 组织学生参观实验室,进行牛顿运动定律相关的实验操作。
3. 开展课外实践活动,让学生运用牛顿运动定律解决实际问题。
八、教学反思:2. 根据学生的反馈,调整教学方法和策略,以提高教学效果。
3. 关注学生的学习进度,针对性地进行辅导,确保每个学生都能掌握牛顿运动定律。
九、教学资源:1. 教材:《物理学》2. 课件:教师自制的PPT3. 实验器材:用于演示实验的教具4. 网络资源:相关科普文章、视频等十、课后作业:1. 习题:完成教材后的相关习题,巩固所学知识。
牛顿运动定律教案

牛顿运动定律教案第一篇:牛顿运动定律教案三、牛顿运动定律教学目标 1.知识目标:(1)掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式;(2)掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性;(3)了解牛顿运动定律的适用范围. 2.能力目标:(1)培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力;(2)使学生掌握合理选择研究对象的技巧. 3.德育目标:渗透物理学思想方法的教育,使学生掌握具体问题具体分析,灵活选择研究对象,建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法.教学重点、难点分析1.在高一、高二的学习中,学生较系统地学习了有关动力学问题的知识,教师也介绍了一些解题方法,但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程,不能全面系统地分析物体运动的情境,在高三复习中需要有效地提高学生物理学科的能力,在系统复习物理知识的基础上,对学生进行物理学研究方法的教育.本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程,掌握解决一般力学问题的程序.2.本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法,解决实际问题.难点的突破在于精选例题,重视运动过程分析,正确掌握整体—隔离法.教学过程设计一、引入牛顿运动定律是经典力学的基础,应用范围很广.在力学中,只研究物体做什么运动,这部分知识属于运动学的内容.至于物体为什么会做这种运动,这部分知识属于动力学的内容,牛顿运动定律是动力学的支柱.我们必须从力、质量和加速度这三个基本概念的深化理解上掌握牛顿运动定律.这堂复习课希望学生对动力学的规律有较深刻的理解,并能在实际中正确运用.二、教学过程教师活动1.提问:叙述牛顿第一定律的内容,惯性是否与运动状态有关?学生活动回忆、思考、回答:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.教师概括.牛顿第一定律指明了任何物体都具有惯性——保持原有运动状态不变的特性,同时也确定了力是一个物体对另一个物体的作用,力是改变物体运动状态的原因.应该明确:(1)力不是维持物体运动的原因;(2)惯性是物体的固有性质.惯性大小与外部条件无关,仅取决于物体本身的质量.无论物体受力还是不受力,无论是运动还是静止,也无论是做匀速运动还是变速运动,只要物体质量一定,它的惯性都不会改变,更不会消失,惯性是物体的固有属性.放投影片:[例1]某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见:A.力是使物体产生运动的原因B.力是维持物体运动速度的原因C.力是使物体产生加速度的原因D.力是使物体惯性改变的原因讨论、思考、回答:经讨论得出正确答案为:C. 2.提问:牛顿第二定律的内容及数学表达式是什么?学生回忆、回答:物体受到外力作用时,所获得的加速度的大小跟外力大小成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力方向相同.ΣF=ma理解、思考.教师讲授:牛顿第二定律的意义(1)揭示了力、质量、加速度的因果关系.(2)说明了加速度与合外力的瞬时对应关系.(3)概括了力的独立性原理提问:怎样应用牛顿第二定律?应用牛顿第二定律解题的基本步骤如何?讨论:归纳成具体步骤.应用牛顿第二定律解题的基本步骤是:(1)依题意,正确选取并隔离研究对象.(2)对研究对象的受力情况和运动情况进行分析,画出受力分析图.(3)选取适当坐标系,一般以加速度的方向为正方向.根据牛顿第二定律和运动学公式建立方程.(4)统一单位,求解方程组.对计算结果进行分析、讨论.在教师的引导下,分析、思考.依题意列式、计算.[例2]有只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比,现在船由静止开始沿直线航行,若保持牵引力恒定,经过一段时间后,速度为v,加速度为a1,最终以2v的速度做匀速运动;若保持牵引力的功率恒定,经过另一段时间后,速度为v,加速度为a2,最终也以2v的速度做匀速运动,则a2=______a1.放投影片,引导解题:牵引力恒定:牵引力功率恒定:提问:通过此例题,大家有什么收获?随教师分步骤应用牛顿第二定律列式.学生分组讨论,得出结论:力是产生加速度的原因,也就是说加速度与力之间存在即时直接的因果关系.被研究对象什么时刻受力,什么时刻产生加速度,什么时刻力消失,什么时刻加速度就等于零.这称做加速度与力的关系的同时性,或称为瞬时性.放投影片:[例3]已知,质量m=2kg的质点停在一平面直角坐标系的原点O,受到三个平行于平面的力的作用,正好在O点处于静止状态.已知三个力中F2=4N,方向指向负方向,从t=0时起,停止F1的作用,到第2秒末物体的位置坐标是(-2m,0).求:(1)F1的大小和方向;(2)若从第2秒末起恢复F1的作用,而同时停止第三个力F3的作用,则到第4秒末质点的位置坐标是多少?(3)第4秒末质点的速度大小和方向如何?(4)F3的大小和方向?读题,分析问题,列式,求解.画坐标图:经启发、讨论后,学生上黑板写解答.(1)在停止F1作用的两秒内,质点的位置在x轴负方向移动,应所以F1=-Fx=-ma=2(N)F1的方向沿X轴方向.(2)当恢复F1的作用,而停止F3的作用的2秒内,因为F1在x轴正方向,F2在y轴负方向,直接用F1和F2列的动力学方程所以第4秒末的位置坐标应是其中v1x=a1t1=-2(m/s),t2=2s(3)第4秒末质点沿x轴和y轴方向的速度分别为v2x和v2y,有即第4秒末质点的速度为4m/s,沿y轴负方向.限,设F3与y轴正向的夹角为θ,则有对照解题过程理解力的独立作用原理.教师启发、引深:大量事实告诉我们,如果物体上同时作用着几个力,这几个力会各自产生自己的加速度,也就是说这几个力各自产生自己的加速度与它们各自单独作用时产生的加速度相同,这是牛顿力学中一条重要原理,叫做力的独立作用原理,即:3.提问:叙述牛顿第三定律的内容,其本质是什么?回忆,思考,回答:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.放投影片:牛顿第三定律肯定了物体间的作用力具有相互作用的本质:即力总是成对出现,孤立的单个力是不存在的,有施力者,必要有受力者,受力者也给施力者以力的作用.这一对作用力和反作用力的关系是:等大反向,同时存在,同时消失,分别作用于两个不同的物体上,且具有相同的性质和相同的规律.[例4] 如图1-3-2,物体A放在水平桌面上,被水平细绳拉着处于静止状态,则:[]A.A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 B.A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的C.绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力D.A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力思考、讨论、得出正确结论选B,并讨论其它选项错在何处.放投影片:4.牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律如同一切物理定律一样,都有一定的适用范围.牛顿运动定律只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子;只适用于物体的低速(远小于光速)运动问题,不能用来处理高速运动问题.牛顿第一定律和第二定律还只适用于惯性参照系.理解,记笔记.三、课堂小结提问:你怎样运用牛顿运动定律来解决动力学问题?组织学生结合笔记讨论并进行小结.由牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma,可以看出凡是求瞬时力及作用效果的问题;判断质点的运动性质的问题,都可用牛顿运动定律解决.解决动力学问题的基本方法是:(1)根据题意选定研究对象,确定m.(2)分析物体受力情况,画受力图,确定F合.(3)分析物体运动情况,确定a.(4)根据牛顿定律,力的概念、规律、运动学公式等建立有关方程.(5)解方程.(6)验算、讨论.四、教学说明1.作为高三总复习,涉及概念、规律多.因此复习重点在于理解概念、规律的实质,总结规律应用的方法和技巧.2.复习课不同于新课,必须强调引导学生归纳、总结.注意知识的连贯性和知识点的横向对比性.如一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么不同?3.复习课可以上得活跃些,有些综合题可以由学生互相启发,互相讨论去解决,这样既可以提高学生的学习兴趣又可提高学生分析问题的能力.同步练习一、选择题1.如图1-3-3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mA=6kg,mB=2kg.A、B间动摩擦因数μ=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,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4N D.无论拉力F多大,A相对B始终静止2.如图1-3-4所示,物体m放在固定的斜面上,使其沿斜面向下滑动,设加速度为a1;若只在物体m上再放上一个物体m′,则m′与m一起下滑的加速度为a2;若只在m上施加一个方向竖直向下,大小等于m′g的力F,此时m下滑的加速度为a3,则[]A.当a1=0时,a2=a3且一定不为零B.只要a1≠0,a1=a2<a3 C.不管a1如何,都有a1=a2=a3 D.不管a1如何,都有a1<a2=a33.如图1-3-5所示,在光滑的水平面上放着两块长度相等,质量分别为M1和M2的木板,在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块.开始都处于静止状态,现分别对两物体施加水平恒力F1、F2,当物体与木板分离后,两木板的速度分别为v1和v2,若已知v1>v2,且物体与木板之间的动摩擦因数相同,需要同时满足的条件是[]A.F1=F2,且M1>M2 B.F1=F2,且M1<M2 C.F1>F2,且M1=M2 D.F1<F2,且M1=M2二、非选择题4.如图1-3-6所示,一质量为M=4kg,长为L=3m的木板放在地面上.今施一力F=8N水平向右拉木板,木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动,某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端,不计铁块与木板间的摩擦,且小铁块视为质点,求小铁块经多长时间将离开木板?(g=10m/s2)5.一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航员着手进行预定的考察工作.宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度?说明理由.6.物体质量为m,以初速度v0竖直上抛.设物体所受空气阻力大小不变,已知物体经过时间t到达最高点.求:(1)物体由最高点落回原地要用多长时间?(2)物体落回原地的速度多大?7.如图1-3-7所示,质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上,在水平推力F作用下向右做匀加速运动.为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动,求推力F的大小.(不考虑一切摩擦)8.质量m=4kg的质点,静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O,先用F1=8N的力沿x轴作用了3s,然后撤去F1,再用y方向的力F2=12N,作用了2s,问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置.参考答案1.CD2.B3.BD4.2s7.0<F≤2mgtanθ第二篇:牛顿运动定律全套教案超重和失重一、教学目标1.了解超重和失重现象;2.运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因;3.培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。
高三物理专题四 牛顿运动定律教案

专题四 牛顿运动定律一、 连接体问题 解题思路:1、 已知各物体相对静止(加速度相等),求相互作用力:先用整体法分析受力情况,根据牛顿第二定律求出加速度;再隔离受力简单的某一物体分析受力情况,根据牛顿第二定律求出相互作用力。
2、 已知物体A 处于平衡状态,物体B 做匀变速运动,求物体A 所受的作用力:先用隔离法分析物体B 的受力情况,根据牛顿第二定律求出加速度;再用牛顿第二定律的拓展公式(F 合=n n a m a m a m +⋯⋯++2211)求物体A 所受的作用力。
例1:两重叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上,如图所示,滑块A 、B 的质量分别为M 、m ,A 与斜面间的滑动摩擦因数为μ1,B 与A 之间的滑动摩擦因数为μ2,已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块B 受到的摩擦力 [ ] A .等于零B .方向沿斜面向上C .大小等于μ1mgcos θD .大小等于μ2mgcos θ分析:把A 、B 两滑块作为一个整体,设其下滑加速度为a 。
由牛顿第二定律:(M + m )gsin θ-μ1(M + m )gcos θ=(M + m )a ,得a = g (sin θ-μ1cos θ)。
以B 为研究对象,假设B 受到向下的摩擦力。
由牛顿第二定律:mgsin θ+f = ma ,得f =-μ1mgcos θ。
所以摩擦力的大小为μ1mgcos θ,方向沿斜面向下。
答案:B 、C . 点评:(1)首先必须分析摩擦力的种类,若是静摩擦力只能用平衡条件求解,而不能用F=μF N 求解。
(2)当摩擦力方向不确定时,可任意假设某一方向,结果为正则摩擦力的方向与假设的方向相同,为负则与假设的方向相反。
(3)根据牛顿第二定律表示的合外力,可直接代入三角关系计算。
例2:如图,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,杆上套着一个环。
箱和杆的总质量M ,环的质量m ,杆与环之间有摩擦。
第一节 牛顿运动第一定律 教案优秀8篇

第一节牛顿运动第一定律教案优秀8篇牛顿第一定律篇一教学目标知识目标:知道,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。
能力目标:1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).情感目标:1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.教学建议教材分析教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。
然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的。
通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。
最后指出不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律是否正确要通过实践来检验。
给学生以科学方法论的教育。
本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。
教法建议1.学生学习的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。
如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。
为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。
其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。
再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。
在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。
3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。
从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。
牛顿运动定律的运用大学物理教案

1. 理解牛顿运动定律的基本内容,包括牛顿第一定律、第二定律和第三定律。
2. 掌握牛顿运动定律的应用方法,能够运用牛顿运动定律解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和物理实验技能。
二、教学内容1. 牛顿运动定律的基本概念2. 牛顿第一定律的应用3. 牛顿第二定律的应用4. 牛顿第三定律的应用5. 牛顿运动定律在实际问题中的应用三、教学过程1. 导入新课通过生活中的实例,如物体运动、碰撞等现象,引导学生思考物体运动与力的关系,从而引出牛顿运动定律。
2. 牛顿运动定律的基本概念(1)讲解牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)讲解牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(3)讲解牛顿第三定律:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
3. 牛顿运动定律的应用(1)牛顿第一定律的应用:讲解惯性定律,举例说明惯性的作用,如乘坐汽车时突然刹车,乘客会向前倾倒。
(2)牛顿第二定律的应用:讲解牛顿第二定律的公式F=ma,并通过实例说明如何运用牛顿第二定律求解加速度、速度等物理量。
(3)牛顿第三定律的应用:讲解作用力和反作用力的关系,举例说明作用力和反作用力在实际问题中的应用。
4. 牛顿运动定律在实际问题中的应用(1)讲解牛顿运动定律在物理学中的应用,如力学、电磁学等领域。
(2)讲解牛顿运动定律在工程技术中的应用,如机械设计、建筑结构等。
5. 总结与作业总结本节课所学内容,布置课后作业,要求学生运用牛顿运动定律解决实际问题。
四、教学评价1. 学生对牛顿运动定律的基本概念理解程度。
2. 学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。
3. 学生在课堂上的参与度和互动性。
五、教学反思1. 通过本节课的学习,学生能够掌握牛顿运动定律的基本内容,提高物理思维能力。
2. 教师应注重引导学生运用牛顿运动定律解决实际问题,提高学生的实际操作能力。
高中物理高一物理《牛顿运动定律》教案、教学设计

-分组讨论:将学生分成小组,针对某一问题进行讨论,共同寻找解决方法,提高学生的合作意识。
4.注重实验探究,让学生在实际操作中加深对牛顿运动定律的理解。
-实验设计:指导学生设计实验,如小车滑行实验、弹簧测力计实验等,让学生亲自动手操作,观察实验现象,分析实验结果。
2.教师点评:针对学生的总结,教师进行点评,强调重点知识点,纠正错误认识。
3.知识体系:通过板书、PPT等形式,展示本节课的知识体系,使学生对所学内容有整体的认识。
五、作业布置
为了巩固学生对牛顿运动定律的理解和应用,以及检验学习效果,特布置以下作业:
1.书面作业:根据课堂所学内容,完成以下题目:
-选择题:涉及牛顿运动定律的基本概念和应用,旨在检验学生对知识点的掌握。
4.掌握实验方法,能够设计实验验证牛顿运动定律,培养实验操作能力和科学探究精神。
(二)过程与方法
1.通过分析日常生活中的实例,引导学生理解牛顿运动定律的基本原理,培养学生观察、思考、分析问题的能力。
2.采用问题驱动法、小组讨论法、实验探究法等多种教学方法,引导学生主动参与课堂,提高课堂互动性。
3.运用数学工具,如代数运算、图形表示等,解决物理问题,培养学生的数学应用能力和逻辑思维能力。
4.指导学生总结、归纳牛顿运动定律的知识点,形成知识体系,提高学生的概括能力和自学能力。
(三)情感态度与价值观
1.激发学生对物理学科的兴趣,培养探究自然规律的好奇心和求知欲。
2.培养学生尊重事实、严谨治学的态度,认识到科学研究的价值和意义。
3.通过牛顿运动定律的学习,使学生认识到力与运动之间的关系,增强环保意识,提倡节能减排。
牛顿教案6篇

牛顿教案6篇牛顿教案篇1★教材分析牛顿运动定律是动力学的基础,正确认识力和运动的关系,是学好物理的关键,教学中应联系生活、贴近实际,以激发学生学习的兴趣。
l、理解力和运动的关系是本节课的重点,通过实验和生活的例子进一步体会,力不是维持物体运动的原因,而是改变运动状态的原因。
这对以后研究问题,受力分析都是非常重要的。
2、惯性与质量的关系是这节课的难点,通过举例反复体会。
★学生分析1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因,人们正确认识这个问题,经历了漫长的历史过程,同样学生要正确认识它,也要克服日常经验带来的错误认识,所以一开始就用了两个实验,让他们通过观察、思考,来澄清错误的认识。
2、惯性是一个重要的概念。
虽然学生在初中接触过,但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。
不理解一切物体都有惯性,而且惯性大小与质量有关。
要解决这问题也不是一蹴而就的,需要通过实例分析慢慢接受。
★新课标要求(一)知识与技能1、理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。
2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的。
3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.(二)过程与方法1、培养学生分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的.关系.2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.3、培养学生逻辑推理的能力,知道物体的运动是不需要力来维持的。
(三)情感、态度与价值观1、利用一些简单的器材,比如:小球、木块、毛巾、玻璃板等,来对比研究力与物体运动的关系,现象明显,而且更容易推理。
2、培养科学研究问题的态度。
3、利用动画演示伽利略的理想实验,帮助学生理解问题。
4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。
培养学生大胆发言,并学以致用。
★教学重点1、理解力和运动的关系。
2、理解牛顿第一定律,知道惯性与质量的关系。
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牛顿运动定律专题牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律,由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
其中,第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运动规律,在各领域上应用广泛。
牛顿第一运动定律内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
这就是牛顿第一定律。
说明物体都有维持静止和做匀速直线运动的趋势,物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。
物体保持原有运动状态不变的性质称为惯性,(inertia)惯性的大小由质量量度。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律(lawofinertia)。
牛顿第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,而不是和速度相联系的。
在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。
注意(1)牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
(2)牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的。
人们周围的物体,都要受到这个力或那个力的作用,因此不可能用实验来直接验证这一定律。
但是,从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
牛顿第一定律的发现及总结300多年前,伽利略对类似的实验进行了分析,认识到:运动物体受到的阻力越小,他的运动速度减小得就越慢,他运动的时间就越长。
他还通过进一步推理得出,在理想情况下,如果水平表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。
伽利略曾经研究过这个问题,牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上才成功的。
”这句话就是针对伽利略的。
所以牛顿概括了前人的研究结果,总结出了著名的牛顿第一定律。
牛顿第二运动定律内容物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
表达式:F=ma牛顿第二定律的五个性质、m、a对应于同一物体。
(1)同体性:F合(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。
牛顿第二定律数学表达式∑F=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。
牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。
(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。
地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
(5)独立性:作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的失量和等于合外力产生的加速度。
牛顿第三运动定律内容两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。
表达式F=-F'(F表示作用力,F'表示反作用力,负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反)需要注意牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上F1=-F2①力的作用是相互的。
同时出现,同时消失。
②相互作用力一定是相同性质的力③作用力和反作用力作用在两个物体上,产生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力,只是选择的参照物不同⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上,所以不能求合力相互作用力和平衡力的区别①相互作用力是大小相等、方向相反、作用在两个物体上、且在同一直线上的力;两个力的性质是相同的。
②平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相同、方向相反,并且作用在同一直线上。
两上力的性质可以是不同的。
③相互平衡的两个力可以单独存在,但相互作用力同时存在,同时消失例如:物体放在桌子上,对于物体所受重力与支持力,二者属于平衡力,将物体拿走后支持力消失,而重力依然存在。
而物体在桌子上,物体所受的支持力与桌面所受的压力,二者为一对作用力与反作用力.物体拿走后,二者都消失.牛顿运动定律的综合应用1.关于超重和失重的下列说法中,正确的是( )A.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用C.物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态D.物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化答案 D解析物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,超重和失重并非物体的重力发生变化,而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,综上所述,A、B、C均错,D正确.2.下列说法中正确的是( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态答案 B解析当加速度有竖直向下的分量时,物体处于失重状态;当加速度有竖直向上的分量时,物体处于超重状态,蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下,且a=g,为完全失重状态,所以B正确.而A、C、D中运动员均为平衡状态,F=mg,既不超重也不失重.3.一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面,在水平面上运动的v-t图象如图1所示.已知重力加速度为g,则根据图象不能求出的物理量是( )图1A.木块的位移B.木块的加速度C.木块所受摩擦力D.木块与桌面间的动摩擦因数答案 C解析位移可由图象与时间轴所围的面积求出,由v-t图线的斜率可求出加速度a,由牛顿第二定律知,a=μg,故动摩擦因数μ也可求出,由于不知木块的质量,故不能求出木块所受摩擦力.1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.考点一超重与失重现象1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了.在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化).2.只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关.3.尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma.例1 如图2所示,运动员“3 m跳板跳水”运动的过程可简化为:运动员走上跳板,将跳板从水平位置B压到最低点C,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A,然后运动员做自由落体运动,竖直落入水中,跳板自身重力忽略不计,则下列说法正确的是( )图2A.运动员向下运动(B→C)的过程中,先失重后超重,对板的压力先减小后增大B.运动员向下运动(B→C)的过程中,先失重后超重,对板的压力一直增大C.运动员向上运动(C→B)的过程中,超重,对板的压力先增大后减小D.运动员向上运动(C→B)的过程中,超重,对板的压力一直减小答案 B突破训练1 在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作,传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可能正确的是( )答案 D解析该同学下蹲过程中,其加速度方向先向下后向上,故先失重后超重,故选项D 正确.考点二动力学中的图象问题1.图象的类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况.(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况.2.问题的实质是力与运动的关系问题,求解这类问题的关键是理解图象的物理意义,理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能.例2 如图3甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A,某时刻,B受到水平向左的外力F的作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若A、B之间的滑动摩擦力F f的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述物块A的v-t图象的是( )图3解析刚开始,外力F较小,A、B保持相对静止,加速度大小为a=F2m =kt2m,可见,加速度a的大小随着时间t逐渐增大,对应的v-t图线的斜率逐渐增大,C、D错误;随着时间t的增大,外力F增大,当物块和木板之间的摩擦力大小达到最大静摩擦力时,物块A与木板B发生相对运动,此时有F f=ma,F-F f=ma,解得F=2F f,即kt=2F f,可见t>2F fk后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动,其对应的v-t图线是倾斜的直线,A错误,B正确.答案 B数图结合解决动力学问题物理公式与物理图象的结合是一种重要题型.动力学中常见的图象有v-t图象、x-t 图象、F-t图象、F-a图象等,解决图象问题的关键有:(1)分清图象的横、纵坐标所代表的物理量及单位,并且注意坐标原点是否从零开始,明确其物理意义.(2)明确图线斜率的物理意义,如v-t图线的斜率表示加速度,注意图线中一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等.(3)明确能从图象中获得哪些信息:把图象与具体的题意、情境结合,并结合斜率、特殊点等的物理意义,确定能从图象中反馈出来哪些有用信息(如v-t图线所围面积表示位移等)并结合牛顿运动定律求解.突破训练2 我国“蛟龙号”深潜器在某次实验时,内部显示屏上显示了从水面开始下潜到返回水面过程中的速度图象,如图4所示.以下判断正确的是( )图4A.6 min~8 min内,深潜器的加速度最大B.4 min~6 min内,深潜器停在深度为60 m处C.3 min~4 min内,潜水员处于超重状态D.6 min~10 min内,深潜器的加速度不变答案 C解析速度—时间图线的斜率的绝对值表示加速度的大小,图线与时间轴围成的面积等于位移的大小.6 min~8 min内深潜器的加速度小于3 min~4 min内深潜器的加速度,A错误.4 min~6 min内,深潜器停在深度为360 m处,B错误.3 min~4 min内,深潜器向下做匀减速运动,加速度向上,故处于超重状态,C正确.6 min~8 min内与8 min~10 min 内深潜器的加速度大小相等,方向相反,D 错误.考点三 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就对应临界状态;(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点;(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度. 例3 (2013·山东·22)如图5所示,一质量m =0.4 kg 的小物块,以v 0=2 m/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 =2 s 的时间物块由A 点运动到B 点,A 、B 之间的距离L =10 m .已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=33.重力加速度g 取10 m/s 2.图5(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 与斜面夹角多大时,拉力F 最小?拉力F 的最小值是多少?解析 (1)设物块加速度的大小为a ,到达B 点时速度的大小为v ,由运动学公式得L =v 0t +12at 2 ① v =v 0+at② 联立①②式,代入数据得a =3 m/s 2 ③ v =8 m/s④ (2)设物块所受支持力为F N ,所受摩擦力为F f ,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得Fcos α-mgsin θ-F f =ma⑤Fsin α+F N -mgcos θ=0 ⑥又F f =μF N ⑦联立⑤⑥⑦式得F =mg sin θ+μcos θ+ma cos α+μsin α⑧ 由数学知识得cos α+33sin α=233sin(60°+α)⑨ 由⑧⑨式可知对应最小F 的夹角α=30°⑩联立③⑧⑩式,代入数据得F 的最小值为F min =1335N 答案 (1)3 m/s 2 8 m/s (2)30° 1335N 动力学中的典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是:弹力F N =0.(2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值.(3)绳子断裂与松驰的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松驰的临界条件是:F T =0.(4)加速度变化时,速度达到最值的临界条件:加速度变为零.突破训练3 如图6所示,水平地面上放置一个质量为m 的物体,在与水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F 的作用下沿水平地面运动.物体与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:图6(1)若物体在拉力F 的作用下能始终沿水平面向右运动且不脱离地面,拉力F 的大小范围;(2)已知m =10 kg ,μ=0.5,g =10 m/s 2,若F 的方向可以改变,求使物体以恒定加速度a =5 m/s 2向右做匀加速直线运动时,拉力F 的最小值.答案 (1)μmg cos θ+μsin θ≤F≤mg sin θ (2)40 5 N 解析 (1)要使物体运动时不离开水平面,应有:Fsin θ≤mg要使物体能一直向右运动,应有:Fcos θ≥μ(mg-Fsin θ)联立解得:μm g cos θ+μsin θ≤F≤mg sin θ(2)根据牛顿第二定律得:Fcos θ-μ(mg-Fsin θ)=ma解得:F =μmg+ma cos θ+μsin θ上式变形F =μmg+ma 1+μ2sin θ+α, 其中α=sin -111+μ2,当sin(θ+α)=1时F 有最小值解得:F min =μmg+ma 1+μ2, 代入相关数据解得:F min =40 5 N.12.“传送带模型”问题的分析思路1.模型特征一个物体以速度v 0(v 0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型,如图7(a)、(b)、(c)所示.图72.建模指导传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题.(1)水平传送带问题:求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度,也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻.(2)倾斜传送带问题:求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送带速度相等时,物体所受的摩擦力有可能发生突变.例4 如图8所示为某工厂的货物传送装置,倾斜运输带AB(与水平面成α=37°)与一斜面BC(与水平面成θ=30°)平滑连接,B 点到C 点的距离为L =0.6 m ,运输带运行速度恒为v 0=5 m/s ,A 点到B 点的距离为x =4.5 m ,现将一质量为m =0.4 kg 的小物体轻轻放于A 点,物体恰好能到达最高点C 点,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ1=36,求:(g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气阻力不计)图8(1)小物体运动到B 点时的速度v 的大小; (2)小物体与运输带间的动摩擦因数μ; (3)小物体从A 点运动到C 点所经历的时间t. 审题与关联解析 (1)设小物体在斜面上的加速度为a 1,运动到B 点的速度为v ,由牛顿第二定律得mgsin θ+μ1mgcos θ=ma 1由运动学公式知v 2=2a 1L ,联立解得v =3 m/s.(2)因为v<v 0,所以小物体在运输带上一直做匀加速运动,设加速度为a 2,则由牛顿第二定律知μmgcos α-mgsin α=ma 2 又因为v 2=2a 2x ,联立解得μ=78.(3)小物体从A 点运动到B 点经历时间t 1=v a 2,从B 运动到C 经历时间t 2=va 1联立并代入数据得小物体从A 点运动到C 点所经历的时间t =t 1+t 2=3.4 s. 答案 (1)3 m/s (2)78(3)3.4 s解答传送带问题应注意的事项(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况,即物体所受摩擦力的情况;倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况.(2)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定:相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速,并且明确摩擦力发生突变的时刻是v 物=v 传.(3)倾斜传送带问题,一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系.13.“滑块—木板模型”问题的分析思路1.模型特点:上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动. 2.建模指导解此类题的基本思路:(1)分析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度;(2)对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系,建立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移. 例5 如图9所示,质量M =4.0 kg 的长木板B 静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m =1.0 kg 的小滑块A(可视为质点).初始时刻,A 、B 分别以v 0=2.0 m/s 向左、向右运动,最后A 恰好没有滑离B 板.已知A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.40,取g =10 m/s 2.求:图9(1)A 、B 相对运动时的加速度a A 和a B 的大小与方向;(2)A 相对地面速度为零时,B 相对地面运动已发生的位移大小x ; (3)木板B 的长度l. 审题与关联解析 (1)A 、B 分别受到大小为μmg 的摩擦力作用,根据牛顿第二定律 对A 有μmg=ma A 则a A =μg=4.0 m/s 2方向水平向右 对B 有μmg=Ma B 则a B =μmg/M=1.0 m/s 2 方向水平向左(2)开始阶段A 相对地面向左做匀减速运动,设到速度为零时所用时间为t 1,则v 0=a A t 1,解得t 1=v 0/a A =0.50 sB 相对地面向右做匀减速运动x =v 0t 1-12a B t 21=0.875 m(3)A 先相对地面向左匀减速运动至速度为零,后相对地面向右做匀加速运动,加速度大小仍为a A =4.0 m/s 2B 板向右一直做匀减速运动,加速度大小为a B =1.0 m/s 2当A 、B 速度相等时,A 滑到B 最左端,恰好没有滑离木板B ,故木板B 的长度为这个全过程中A 、B 间的相对位移. 在A 相对地面速度为零时,B 的速度 v B =v 0-a B t 1=1.5 m/s设由A 速度为零至A 、B 速度相等所用时间为t 2,则 a A t 2=v B -a B t 2解得t 2=v B /(a A +a B )=0.3 s 共同速度v =a A t 2=1.2 m/s从开始到A 、B 速度相等的全过程,利用平均速度公式可知A 向左运动的位移 x A =v 0-vt 1+t 22=2-1.2×0.5+0.32m =0.32 mB 向右运动的位移x B=v0+v t1+t22=2+1.2×0.5+0.32m=1.28 mB板的长度l=x A+x B=1.6 m答案(1)A的加速度大小为4.0 m/s2,方向水平向右B的加速度大小为1.0 m/s2,方向水平向左(2)0.875 m (3)1.6 m高考题组1.(2013·浙江·19)如图10所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/s2.关于该热气球,下列说法正确的是( )图10A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s的速度匀速上升时所受空气阻力大小为230 N答案AD解析从地面刚开始竖直上升时v=0,空气阻力F f=0.由F浮-mg=ma,得F浮=m(g +a)=4 830 N,故A正确;最终气球匀速上升,说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大,故B错误;气球做加速度减小的加速运动,故加速到5 m/s的时间大于10 s,C错误;匀速上升时F浮-mg-F f=0,计算得F f=230 N,D正确.2.(2013·广东·19)如图11,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道,甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有( )图11A .甲的切向加速度始终比乙的大B .甲、乙在同一高度的速度大小相等C .甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D .甲比乙先到达B 处 答案 BD解析 在曲线上任取一点,作切线,设切线与水平方向成的锐角为θ,则切向力为:mgsin θ=ma t ,可以看出甲的切向加速度一直减小,乙的切向加速度一直增大,在B 点,就有甲的切向加速度小于乙,当然这样的地方还有很多,A 错.当甲、乙下降相同的高度h 时,由动能定理得:mgh =12mv 2,即:v =2gh ,B 对.画切向速度函数图象如下:分析过程:经分析甲、乙开始一段时间,切向加速度甲比乙大,切向速度存在上面图(a)、(b)、(c)3种可能,假设图(b)成立,从0到末时刻有s 甲>s 乙,末时刻速度大小相同,表示甲、乙下降的高度相同,然后用水平线去截甲、乙轨迹,如图(d)所示,则有s 甲<s乙,与上面结论相矛盾,故假设不成立,同理图(c)也不成立,只有图(a)成立,即C 错,D 对. 模拟题组3.如图12所示,质量为1 kg 的木块A 与质量为2 kg 的木块B 叠放在水平地面上,A 、B间的最大静摩擦力2 N ,B 与地面间的动摩擦因数为0.2.用水平力F 作用于B ,则A 、B 保持相对静止的条件是(g =10 m/s 2)( )图12A.F≤12 N B.F≤10 NC.F≤9 N D.F≤6 N答案 A解析当A、B间有最大静摩擦力(2 N)时,对A由牛顿第二定律知,加速度为2 m/s2,对A、B整体应用牛顿第二定律有:F-0.2×30 N=3×2 N,F=12 N,A、B保持相对静止的条件是F≤12 N,A正确,B、C、D错误.4.如图13所示,质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在一轻质弹簧的两端,已知弹簧的原长为L,劲度系数为k,现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平拉力F,使两球一起做匀加速运动,则此时两球间的距离为( )图13A.F3kB.F2kC.L+F3kD.L+F2k答案 C5.如图14所示,厚度不计的薄板A长L=5.0 m,质量M=5.0 kg,放在水平桌面上.在A 上距其右端s=3.0 m处放一物体B(大小不计),其质量m=2.0 kg,已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F=26 N,持续作用在A上,将A从B下抽出.(g=10 m/s2)求:图14(1)A从B下抽出前A、B的加速度各是多少;(2)B运动多长时间离开A.答案(1)2 m/s2 1 m/s2(2)2 s解析(1)对A:F-μ1mg-μ2(m+M)g=Ma A解得:a A=2 m/s2对B:μ1mg=ma B解得a B=1 m/s2(2)设经时间t 抽出,则x A =12a A t 2x B =12a B t 2Δx=x A -x B =L -s t =2 s6.一质量m =2.0 kg 的小物块以一定的初速度冲上一足够长的斜面,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面上滑过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程的速度—时间图线,如图15所示.(g =10 m/s 2)求:图15(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小; (2)斜面的倾角θ;(3)小物块沿斜面上滑的最大距离; (4)小物块在斜面上运动的总时间.答案 (1)8 m/s 2(2)37° (3)4.0 m (4)(1+2)s解析 (1)由小物块上滑过程的速度—时间图线可得小物块冲上斜面过程中加速度为a =v t -v 0t =0-8.01.0m/s 2=-8 m/s 2加速度大小为8 m/s 2.(2)对小物块进行受力分析如图,有 mgsin θ+F f =ma 1 F N -mgcos θ=0 F f =μF N代入数据解得θ=37°(3)由题图知物块沿斜面上滑的最大距离为 x =v 02t =82×1.0 m=4.0 m.(4)小物块下滑时,有mgsin θ-F f =ma 2 x =12a 2t 22。