第3牛頓運動定律3學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第第3牛頓牛頓(ni dn)運動定律運動定律3第一頁，共17頁。 知識簡析知識簡析二、注意事項： 由于物體(wt)的受力情況與運動狀態(tài)有關(guān)，所以受力分析和運動分析往往同時考慮，交叉進行，在畫受力分析圖時，把所受的外力畫在物體(wt)上（也可視為質(zhì)點，畫在一點上），把v0和a的方向標在物體(wt)的旁邊，以免混淆不清。建立坐標系時應(yīng)注意：A如果物體(wt)所受外力都在同一直線上，應(yīng)建立一維坐標系。如果物體(wt)所受外力在同一平面上，應(yīng)建立二維直角坐標系。B僅用牛頓第二定律就能解答的問題，通常選加速度a的方向和垂直于a的方向作為坐標軸的正方向，綜合應(yīng)用牛頓定律和運動學(xué)公式才能解答的問題，

2、通常選初速度V0的方向和垂直于V0的方向為坐標軸正方向.否則易造成“十”“一”號混亂。第1頁/共17頁第二頁，共17頁。 知識簡析知識簡析解方程的方法一般有兩種：一種是先進行方程式的文字運算，求得結(jié)果后，再把單位統(tǒng)一后的數(shù)據(jù)代入，算出所求未知量的值。另一種是把統(tǒng)一單位后的數(shù)據(jù)代入每個方程式中，然后直接算出所求未知量的值，前一種方法的優(yōu)點是：可以對結(jié)果的文字式進行討論，研究結(jié)果是否合理，加深對題目(tm)的理解；一般都采用這種方法，后一種方法演算比較方便，但是結(jié)果是一個數(shù)字，不便進行分析討論。（特別指出的是：在高考試題的參考答案中，一般都采用了前一種方法.）C如果所解答的問題中，涉及物體運動的位

3、移或時間(shjin)，通常把所研究的物理過程的起點作為坐標原點。第2頁/共17頁第三頁，共17頁。 知識簡析知識簡析 【例1】如圖所示地面(dmin)上放m40kg的木箱，用大小為 10 N與水平方向夾角300的力推木箱，木箱恰好勻速運動，若用此力與水平方向成300角斜向上拉木箱，30s可使木箱前進多少米？（g取10m/s2）解析：木箱受重力mg，地面彈力N，推力F、地面對它的摩擦力f勻速運動時： Fx=Fcos300，F(xiàn)y=Fsin300豎直(sh zh)方向：NmgFsin3000，所以NmgFsin300水平方向： Fcos300一f= 0，所以 f Fcos300而fN=（mgFsi

4、n300） 所以Fcos300/（mgFsin300）=0.02當力斜向上拉時:豎直(sh zh)方向： Nmg一 Fsin300 水平方向：Fcos300N=ma所以a= Fcos300（mgFsin300）/m=0.019 ms2 s=at28.6m 第3頁/共17頁第四頁，共17頁。 知識簡析知識簡析【例2】如圖電梯與水平面夾角(ji jio)為370，60千克的人隨電梯以alm/s2的加速度運動，則人受到平面的支持力及摩擦力各為多大？（ g取10ms2）解析：對加速度沿豎直、水平方向分解(fnji)， axacos3700.8 ms2 ， ayasin3700.6 ms2 水平方向：f

5、max600.8N=48N 豎直方向：Nmgmay ， 所以Nmgmay（60036）N=636N 第4頁/共17頁第五頁，共17頁。 知識簡析知識簡析【例3】如圖所示三個物體質(zhì)量分別為m1、m2、m3，帶有滑輪的物體放在光滑水平面上，滑輪和所有觸處的摩擦(mc)及繩的質(zhì)量均不計，為使三個物體無相對運動，則水平推力F 解析：對m2豎直方向合力為零，所以T=m2g，對m1水平方向只受繩拉力(ll)T作用 所以a=T/m1=m2g/m1， 由于三者加速度一樣，所以F（ml十m2十m3）a=（ml十m2十m3）m2g/m1 第5頁/共17頁第六頁，共17頁。 知識簡析知識簡析 【例4】如圖所示，一根

6、輕質(zhì)細繩跨過一個定滑輪，一邊系住一個敞口輕質(zhì)容器，內(nèi)裝240gMg，另一邊為一重物(zhn w)m，所有摩擦不計，開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，將容器中的Mg點燃，則燃過后，兩者的運動狀態(tài)發(fā)生改變，問全部燃燒完后，兩者的加速度分別是多少？（假設(shè)Mg先與O2反應(yīng)）。解析:Mg燃燒后生成MgO，平衡被打破，假設(shè)繩子的拉力為T，則 nMg=240/2410（mol）2MgO22MgO，得生成MgO的物質(zhì)的量nMgO10（mol）其質(zhì)量 m1040400（g）此時對容器作用(zuyng)受力分析有Mg一Tma對重物作受力分析有 Tmg=ma聯(lián)立、代入數(shù)值解得 T2940（N） a245（m/s2） 故容器的

7、加速度為245m/s2，方向向下；重物的加速度為245m/s2，方向向上。第6頁/共17頁第七頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法1、牛頓定律應(yīng)用(yngyng)的基本方法 【例5】慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計加速度計的示意圖如圖沿導(dǎo)彈長度(chngd)方向安裝在固定光滑桿上的滑塊m,滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度(chngd)，滑塊上有指針，可通過標尺測出滑塊的位移，再通過控制系統(tǒng)進行制導(dǎo)設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為s，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度A、方向向左,大小為ks/m; B、方向向右,大小為

8、ks/mC、方向向左,大小為2ks/m;D、方向向右,大小為2ks/m解析：原來物體(wt)不受彈簧彈力，當指針向左偏轉(zhuǎn)s，右邊彈簧被拉長s，左邊彈簧產(chǎn)生向右推力ks，右邊彈簧產(chǎn)生向右拉力ks，合力為2ks，所以導(dǎo)彈的加速度為a=2ks/m，方向向右。（ D ）第7頁/共17頁第八頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法【例6】如圖所示，放在水平(shupng)地面上的木板長1米，質(zhì)量為2kg，B與地面間的動摩擦因數(shù)為 02一質(zhì)量為3kg的小鐵塊A放在B的左端，A、B之間的動摩擦因數(shù)為04當A以3ms的初速度向右運動后，求最終A對地的位移和A對B的位移【解析】A在摩擦力作用下作減速運動，B在上、下兩個

9、表面的摩擦力的合力作用下先做加速運動，當A、B速度相同時，A、B立即保持相對(xingdu)靜止，一起向右做減速運動A在B對它的摩擦力的作用(zuyng)下做勻減速運動 aA=Ag=-4ms2 B在上、下兩個表面的摩擦力的合力作用下做勻加速運動 21/AABABBBm gmmgam sm第8頁/共17頁第九頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法A相對(xingdu)B的加速度 a相=aAaB5ms2 當A相對B的速度變?yōu)榱銜r，A在B上停止(tngzh)滑動，在此過程中，A對B的位移s相= =202va相相20325 =0.9m A從開始運動到相對靜止經(jīng)歷(jngl)的時間t= 0va相相=0.6m/

10、s2 在此時間內(nèi)B的位移SB=aBt2=10.62=0.18m A、B相對靜止時的速度 vaBt10.6m/s0.6m/s 隨后A、B一起以a/=Bg=2m/s2作勻減速運動直至停止，這段時間內(nèi)的位移 2/02va200 622 S/ = =009m綜合：在整個運動過程中A對地的位移 SA=SB十S相S/=（0.180.90.09）ml.17m第9頁/共17頁第十頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法2、超重與失重狀態(tài)(zhungti)的分析 在平衡狀態(tài)時，物體(wt)對水平支持物的壓力（或?qū)依K的拉力）大小等于物體(wt)的重力 當物體(wt)的加速度豎直向上時，物體(wt)對支持物的壓力大于物體

11、(wt)的重力，由Fmg=ma得F=m（ga）mg，這種現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象； 當物體(wt)的加速度豎直向下時，物體(wt)對支持物的壓力小于物體(wt)的重力，mgF=ma得F=m（ga）mg，這種現(xiàn)象叫失重現(xiàn)象 特別是當物體(wt)豎直向下的加速度為g時，物體(wt)對支持物的壓力變?yōu)榱?，這種狀態(tài)叫完全失重狀態(tài) 第10頁/共17頁第十一頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法對超重和失重(sh zhng)的理解應(yīng)當注意以下幾點： （1）物體處于超重或失重狀態(tài)時，只是物體的視重發(fā)生改變，物體的重力始終存在，大小也沒有變化，因為萬有引力并沒有改變（2）發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度大小及方向無關(guān)，只決定

12、于加速度的方向及大?。?）在完全(wnqun)失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全(wnqun)消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等。第11頁/共17頁第十二頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法【例7】將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下頂板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動，當箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上作勻減速運動時，上頂板的壓力傳感器顯示(xinsh)的壓力為6.0 N,下底板的壓力傳感器顯示(xinsh)的壓力為10.0 N。 (g取10m/s2）（1)若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板

13、的壓力傳感器的示數(shù)的一半，試判斷箱的運動情況； (2）要使上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？第12頁/共17頁第十三頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法解析(ji x)：對金屬塊受力分析如圖所示。當向上勻減速運動時，加速度方向向下，設(shè)上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為N1，彈簧彈力為F,由牛頓第二定律有N1mg一Fma 彈簧彈力F等于下底板的壓力傳感器的示數(shù)N2：FN2=10N代入可解得m=05kg。(1)依題意，N1=5N,彈簧長度(chngd)沒有改變，F(xiàn)10N代入解得a=0，說明整個箱體做向上或向下的勻速運動。(2)當整個箱體的加速度方向(fngxing)向上時有F-

14、N1-mg=ma，求出N1減至零的加速度： Fagm=10 m/s2。上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零時，整個箱體在做加速度不小于10 m/s2的向上加速或向下減速運動 第13頁/共17頁第十四頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例8】如圖所示滑輪(huln)的質(zhì)量不計，已知三個物體的質(zhì)量關(guān)系是：m1m2十m3，這時彈簧秤的讀數(shù)為T，若把物體m2從右邊移到左邊的物體m1上，彈簧秤的讀數(shù)T將（ ）A.增大； B.減??； C.不變； D.無法判斷【解析】解法1：移m2后，系統(tǒng)左、右的加速度大小(dxio)相同方向相反，由于ml十m2m3，故系統(tǒng)的重心加速下降，系統(tǒng)處于失重狀態(tài)，彈簧秤的讀數(shù)減小，B項正

15、確。 解法2：:移后設(shè)連繩的拉力為T/，系統(tǒng)(xtng)加速度為a。對（mlm2）：（m1m2)g一T/（mlm2)a；對m3：T/一m3gm3a消去a，可解得 321213/2mmmmmgmT滑輪穩(wěn)定后：彈簧秤的讀數(shù)T2T/，移動前彈簧秤的讀數(shù)為2(m1m2m3)g，比較可得移動后彈簧秤的讀數(shù)小于2(m1m2m3）g。故B項正確。m1m3m2第14頁/共17頁第十五頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法【例9】如圖所示，有一個裝有水的容器放在彈簧臺秤上，容器內(nèi)有一只木球被容器底部的細線拉住浸沒在水中處于靜止(jngzh)，當細線突然斷開，小球上升的過程中，彈簧秤的示數(shù)與小球靜止(jngzh)時相比較有 A.增大； B.不變； C.減??； D.無法確定 解析：當細線斷后小球加速上升時處于超重狀態(tài)，而此時將有等體積的“水球”加速下降處于失重狀態(tài)；而等體積的木球質(zhì)量(zhling)小于“水球”質(zhì)量(zhling)，故總體體現(xiàn)為失重狀態(tài)，彈簧秤的示數(shù)變小（C）第15頁/共17頁第十六頁，共17頁。 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例10】如圖，一杯中裝滿水，水面(shu min)浮一木塊，水面(shu min)正好與杯口相平。現(xiàn)在使杯和水一起向上做加速運動，問水是否會溢出？【解析(ji x)】