高中物理4.3牛頓第二定律導學案2新人教版

1、高中物理4.3牛頓第二定律與學案2新人教版必修1第3節(jié)牛頓第二定律應用(2)【學習目標】1 .加深理解牛頓第二定律2 .建立傳送帶模型3 .學會用正交分解法、整體法和隔離法處理連接體問題【重點、難點】學會用整體法和隔離法處理連接體問題預習案【自主學習】1. 一個小孩從滑梯上滑下的運動可看做勻加速直線運動。第一次小孩單獨從滑梯上滑下，加速度為ai。第二次小孩背著書包后再從滑梯上滑下(書包不與滑梯接觸),加速度為a2。則()A.ai=a2B.ai<a2C.ai>a2D.無法判斷2.如圖所示，質量m=1kg的金屬塊在水平地面上，受到與水平面夾角0=37°的恒定拉力F=5N作用，

2、從靜止開始以a=1.2m/,s2向右做勻加速直線運動。已知動摩擦因數0.42(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s)。(2)如果速度v=6 m/s時撤去拉力求：(1)金屬塊與地面間的滑動摩擦力；F,求撤去拉力后金屬塊在水平地面上滑行的最大距離x。7【學始于疑】探究案【合作探究一】獨立性的理解【例1】如圖所示，電梯與水平面成30°的角，當電梯勻速運動時，電梯水平面對人的支持力為人所受重力的倍，人與梯面間的摩擦力是;當電梯加速運動時，電梯水平面對人的支持力為人所受重力的6/5,人與梯面間的摩擦力是人所受重力的倍,方向。拓展1:如果電梯以同樣的加速度向下運動，電梯面對人的

3、支持力為人所受重力的多少倍?此時梯面對人的摩擦力是重力的多少倍，方向如何？拓展2:如果人與梯面間的動摩擦因數,要使人相對梯面靜止，電梯向下運動加速3度最大為多少？歸納總結【合作探究二】同一性的理解【例2】如圖所示，兩個質量相同的物體A和B緊靠在一起，放在光滑水平面上，如果分別受到水平推力Fi、F2作用，且Fi>F2,則A施于B的作用力是拓展1:如果水平面不光滑，且相同，仍在Fi、F2作用下一起加速，則A施于B的作用力大小是拓展2:如果A與B之間用輕桿或彈簧相栓接，輕桿或彈簧彈力是思考：若兩物體的質量m、m2不等，上述情況中彈力又是多少?歸納總結【合作探究三】傳送帶模型項目圖示滑塊可能的運

4、動情況(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1) V0>V時，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2) V0<v時，可能一直加速，也可能先加速再勻速(1)傳送帶較短時，滑塊一直減速達到左端(2)傳送帶較長時，滑塊還要被傳送帶傳回右,端。其中V0>v返回時速度為V,當V0<V返回時速度為V0傾斜傳送帶(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以 日加速后以 次加速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以 日加速后以次加速(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速【例3】

5、如圖11所示，傳送帶與水平面間的傾角為0=37。，傳送帶以10m/s的速率運行，在傳送帶上端A處無初速度地放上質量為0.5kg的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數為0.5,若傳送帶A到B的長度為16m,則物體從A運動到B的時間為多少？（取g=10m/s2）歸納總結【課堂小結】【當堂檢測】1 .（多選）如圖所示，地面上有兩個物體完全相同的木塊A、B,在水平推力F作用下運動，當彈簧長度穩(wěn)定后，若用表示木塊與地面間的動摩擦因數，FN表示彈簧彈力，則（）一1A0時,Fn-FB.0時,FnF尸C.0t,Fn1FD.0時,FnF2.現在傳送帶傳送貨物已被廣泛地應用，如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖。緊繃的傳送

6、帶AB始終保持恒定的速率v=1m/s運行，一質量為m=4kg的物體被無初速度地放在A處，傳送帶對物體的滑動摩擦力使物體開始做勻加速直線運動，隨后物體又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。設物體與傳送帶之間的動摩擦因數=0.1，A、B間的距離L=22m,g取10m/s。求：（1）物體剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大小；（2）物體做勻加速直線運動的時間；（3）如果提高傳送帶的運行速率，物體就能被較快地傳送到B處，求物體從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應的最小運行速率。【課后鞏固】1 .如圖所示，兩個質量分別為m=2kg、m=3kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質彈簧秤連接。兩個

7、大小分別為Fi=30NF2=20N的水平拉力分別作用在m、m上，則（）A.彈簧秤的示數是25NB.彈簧秤的示數是50N佩一席 C.在突然撤去F2的瞬間m的加速度大小為5ms2777777777777777777T7777T777777/77777777D.在突然撤去Fi的瞬間，m的加速度大小為13ms22 .（多選）2014四川卷如圖所示，水平傳送帶以速度vi勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t=0時刻P在傳送帶左端具有速度V2,P與定滑輪間的繩水平，t=to時刻P離開傳送帶。不計定滑輪質量和滑輪與繩之間的摩擦，繩足夠長。正確描述小物體P速度隨時間變化的圖像可能是（）3

8、.2014新課標全國卷I公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1s,當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120m=設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數一一，2為晴天時的5,若要求安全距離仍為120m一求汽車在雨天安全行駛的最大速度。4 .傳送帶是一種常用的運輸工具，被廣泛應用于礦山、碼頭、貨場、車站、機場等。如圖所示為火車站使用的傳送帶示意圖繃緊的傳送帶水平部分長度L=5m,并以vo=2m/s的速度勻速向右運動?，F將一

9、個可視為質點的旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端，已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數（1=0.2,g取10nls2。求：（1）旅行包經過多長時間到達傳送帶的右端；（2）若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短，則傳送帶速度的大小應滿足什么條件？最短時間是多少？05s5 .如圖所示，繃緊的傳送帶，始終以2m/s的速度勻速斜向上運行，傳送帶與水平方向間的夾角0=30?，F把質量為10kg的工件輕輕地放在傳送帶底端P處，由傳送帶傳送至3一頂端Q處。已知P、Q之間的距離為4m,工件與傳送帶間的動摩擦因數為w=32-，取g=10m/s。（1）通過計算說明工件在傳送帶上做什么運動;（2）求工件從P點運動到Q點

10、所用的時間?！敬鸢浮孔灾鲗W習：1.A解析：以滑梯上的孩子為研究對象，受力分析并正交分解如圖所示。x方向：mgsinaFf=may方向：Fnmgcosa=0x、y方向聯系：Ff=Fn由上列各式解得a=g(sinacosa)與質量無關，A正確。2. (1)Ff2.8N(2)x4.5m解析：，(1)分析金屬塊受力，由牛頓第二定律得Fcos370Ffma,Ff2.8N(2)撤去外力后，金屬塊作勻減速直線運動，設加速度大小為&由牛頓第二定律得mgma12由運動學公式得xN2al皿、丘/口v02聯立解得x04.5m2g當堂檢測：1.AC2,(1)4N1m/s2(2)1s(3)2s2m/s解析：(1

11、)滑動摩擦力Ff=(1mg=0.1X4X10N=4N加速度a=(1g=0.1x10m/s2=1m/s2(2)物體達到與傳送帶相同速率后不再加速，則2m/s ,當物體到達右漏時，有v=at1,11=v=7s=1sa1(3)物體始終勻加速運行時間最短，加速度仍為a=1Vmin=2aL,Vmin=42aL=2X1X2m/s=2m/s所以傳送帶的最小運行速率為2m/s物體最短運行時間由Vmin=atmin得tmin='V-=I'sa1課后鞏固：1.D2.BC解析：若P在傳送帶左端時的速度V2小于V1,則P受到向右的摩擦力，當P受到的摩擦力大于繩的拉力時，P做加速運動，則有兩種可能：第一

12、種是一直做加速運動，第二種是先做加速度運動，當速度達到V1后做勻速運動，所以B正確；當P受到的摩擦力小于繩的拉力時，P做減速運動，也有兩種可能：第一種是一直做減速運動，從右端滑出；第二種是先做減速運動再做反向加速運動，從左端滑出。若P在傳送帶左端具有的速度V2大于V1,則小物體P受到向左的摩擦力，使P做減速運動，則有三種可能；第一種是一直做減速運動，第二種是速度先減到V1,之后若P受到繩的拉力和靜摩擦力作用而處于平衡狀態(tài)，則其以速度V1做勻速運動，第三種是速度先減到V1,之后若P所受的靜摩擦力小于繩的拉力，則P將繼續(xù)減速直到速度減為0,再反向做加速運動并且摩擦力反向，加速度不變，從左端滑出，所

13、以C正確。3. 20m/s(或72km/h)解析：設路面干燥時，汽車與地面的動摩擦因數為科0,剎車時汽車的加速度大小為ao,安全距離為s,反應時間為to,由牛頓第二定律和運動學公式得omg=ma2Vos=Voto+2ao式中，m和vo分別為汽車的質量和剎車前的速度設在雨天行駛時，汽車與地面的動摩擦因數為2禮=二禮o5設在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a,安全行駛的最大速度為v,由牛頓第二定律和運動學公式得mg=ma2,vs=vto+2a聯立上述式子并代入數據得v=2om/s(72,km/h)4. (1)3s(2)大于或等于2#m/s/s解析：(1)旅行包無初速度地輕放在傳送帶的左端后，旅行包

14、相對于傳送帶向左滑動，旅行包在滑動摩擦力的作用下向右做勻加速運動，由牛頓第二定律得旅行包的加速度2a=F/m=(1mg/m=g=2m/s當旅行包的速度增大到等于傳送帶速度時，二者相對靜止，勻加速運動時間11=Vo/a=1s勻加速運動位移x=1at2=1m此后旅行包勻速運動，勻速運動時間t2=3=2sVo旅行包從左端運動到右端所用時間t=11+12=3s(2)要使旅行包在傳送帶上運行時間最短，必須使旅行包在傳送帶上一直加速由v2=2aL得v=20L=245m/s即傳送帶速度必須大于或等于25m/s由L=2at2得旅行包在傳送帶上運動的最短時間t=、倍=加s5. (1)先勻加速運動o.8m,然后勻速運動3.2