高中物理一轮复习牛顿第二定律的应用公开课教案

课题：牛顿第二定律、两类动力学问题

【学习目标】

1.回顾课本77页的牛顿第二定律的内容，能熟记其表达式、适用范围；能区别理解a的决定

式和比值定义式。

2.通过分析典型例题，能利用牛顿第二定律的瞬时性求解瞬时加速度。

3.回顾课本84-86页的内容（例2、例3），能解决两类动力学问题；并能结合图像解决问题。

【重点难点】

重点：牛顿第二定律、两类动力学问题；

难点：受力分析、运动分析。

【课前导学】

1、回顾课本77页的牛顿第二定律的内容，能熟记其表达式、适用范围；回顾课本84-86页

的内容（例2、例3）

思考讨论1

加速度的决定式，加速度的比值定义式。

思考讨论2

如图所示,超市中顾客随自动扶梯一起向上匀加速运动.已知扶梯倾角为θ,顾客质

量为m,加速度为a.若求扶梯对顾客的支持力或摩擦力,你有何思路?

小结：

【课中探究】

要点一牛顿第二定律的理解

1．牛顿第二定律的五个特性

【例题1】

在向右匀速运动的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向,

拉力为T a，绳b处于水平方向,拉力为T b，如图所示.现让小车向右做匀减速运动，此

时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是()

A.T a变大,T b不变

B.T a变小,T b变小

C.T a不变,T b变大

D.T a不变,T b变小

【练1】

(多选)如图所示,固定在地面上的斜面足够长,其倾角为30°,用平行于斜面向上、大

小为16 N的力F作用在质量为 2 kg 的物块上,物块恰好沿斜面匀速上滑,若g取10

m/s2,物块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是()

A.在撤去力F的瞬间,物块所受摩擦力方向不变

B.在撤去力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2

C.物块与斜面间的动摩擦因数为0.4

方法：以为“桥梁”，由牛顿运动定律和运动学公式列方程求解

(1)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。()

(2)质量越大的物体，加速度越小。()

(3)物体的质量与加速度成反比。()

(4)物体受到外力作用，立即产生加速度。()

(5)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。()

(6)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定

减小。()

D.撤去力F后,物块最终将静止在斜面上

要点二应用牛顿第二定律分析瞬时性问题

【例2】

(多选)如图(甲)、(乙)所示,图中细线均不可伸长,两小球质量相同且均处于平衡状态,细线和弹簧与竖直方向的夹角均为θ.如果突然把两水平细线剪断,则剪断瞬间()

A.图(甲)中小球的加速度大小为gsin θ,方向水平向右

B.图(乙)中小球的加速度大小为gtan θ,方向水平向右

C.图(甲)中倾斜细线与图(乙)中弹簧的拉力之比为1∶cos2θ

D.图(甲)中倾斜细线与图(乙)中弹簧的拉力之比为cos2θ∶1

小结：

1、两种模型

2、求解思路

【练1】

如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B 两小球分别连在另一根竖直弹簧两端.开始时A、B两球都静止不动，A、

B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线

被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为()

A.a A=a B=g

B.a A=2g,a B=0

C.a A=3g,a B=0

D.a A=23g,a B=0

要点三两类动力学问题

【例3】

公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120 m,设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2

5

,若要求安全距离仍为120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度.

小结：

1、动力学问题的基本思路和方法

2、关键点

【练1】

如图(甲)所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4 m后锁定,t=0时解除锁定释放滑块.计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图像如图(乙)所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,倾斜直线Od是t=0时的速度图线的切线,已知滑块质量m=2.0 kg,取g=10 m/s2.求:

(1)滑块与地面间的动摩擦因数;

(2)弹簧的劲度系数.

【练2】

如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h＝0.8 m，B点距C点的距离L＝2.0 m(滑块经过B点时没有能量损失，g取10 m/s2)，则滑块在运动过程中的最大速度为；滑块与水平

面间的动摩擦因数μ为；滑块从A点释放

后，经过时间t＝1.0 s时速度的大小为。

【课后巩固】

1、2017年1月18日下午,中国第一列从义乌开往英国伦敦的列车顺利抵达终点

站.途经著名的英吉利海峡隧道.英吉利海峡隧道近似直线隧道,全长50 km.如图所示,

其中海底隧道BC长 40 km,前后各有5 km的连接隧道AB,CD.已知进入隧道前,列车时

速144 km/h,在连接隧道上做匀变速直线运动,进入海底隧道时速度减为108 km/h,并

在海底隧道中做匀速直线运动,最终离开英吉利海峡隧道时速度恢复为144 km/h.(g

取10 m/s2)

(1)求列车在连接隧道AB上运动的加速度大小;

(2)若列车总质量为9×105 kg,所受阻力恒为车重力的0.1倍,求在连接隧道CD上列

车牵引力的大小;

(3)求列车通过英吉利海峡隧道AD的时间.

2、如图所示,一足够长斜面上铺有动物毛皮,毛皮表面具有一定的特殊性,物体上滑

时顺着毛的生长方向,毛皮此时的阻力可以忽略;下滑时逆着毛的生长方向,会受到来自

毛皮的滑动摩擦力.现有一物体自斜面底端以初速度v0=6 m/s冲上斜面,斜面的倾角

θ=37°,经过2.5 s物体刚好回到出发点,(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:

(1)物体上滑的最大位移;

(2)若物体下滑时,物体与毛皮间的动摩擦因数μ为定值,试计算μ

的数值.(结果保留两位有效数字)

3、如图甲所示，质量为m＝1 kg的物体置于倾角为37°的固定斜面上(斜面足够

长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1 s时撤去力F，物体运动的

部分v－t图象如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2.

则物体与斜面间的动摩擦因数为；拉力F的大小为；t＝4 s时物体

的速度为。

4、如图所示，有AM、BM、CM三条光滑固定轨道，现将a、b、c三个小球分

别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点，如所用时间分别为t A、

t B、t C，则t A、t B、t C大小关系？

小结：