第5章 培优提升九　牛顿第二运动定律的应用（课件 学案 练习，共3份）鲁科版（2019）必修 第一册

培优提升九　牛顿第二运动定律的应用 学习目标　1.会分析瞬时问题，掌握瞬时变化的两种模型。2.能利用运动与相互作用的观念分析力和运动的关系。3.能利用牛顿第二运动定律解决动力学的两类基本问题。 提升1　瞬时问题 两种模型的特点 (1)刚性绳或轻杆模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力可以立即改变或消失。 (2)轻弹簧或橡皮绳模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，在轻弹簧或橡皮绳的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变，往往可以看成是瞬间不变的。 例1 如图所示，A、B两球间用轻弹簧连接后再用细绳悬在顶板上；C、D两球间用细绳连接后再用细绳悬在顶板上，四个小球质量相等且均处于静止状态。现分别将A球与C球上方的细绳剪断，剪断瞬间，A、B、C、D四个球的加速度a1、a2、a3和a4的大小分别是(　　) A.a1＝g、a2＝g B.a1＝2g、a2＝g C.a3＝2g、a4＝0 D.a3＝g、a4＝g 解决此类问题的基本思路 (1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，明确各力大小。 (2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失)。 (3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。 提升2　力和运动关系的分析 1.合外力与加速度的关系 2.力和运动的关系 例2 如图所示，一个质量为m的小球从轻质弹簧正上方O点处自由下落，A点为弹簧的原长处，B点为弹簧弹力和小球重力大小相等处，C点为小球能到达的最低处，整个过程中弹簧始终未超过弹性限度，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A.小球运动到A点速度最大 B.小球运动到B点后加速度方向发生改变 C.从A点到C点的过程中，小球一直在做减速运动 D.从B点到C点的过程中，小球加速度不断减小 提升3　动力学中的两类基本问题 角度1　根据运动情况确定受力情况 1.问题界定 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下，求出物体所受的力。 2.解题思路 例3 (鲁科版教材P133例题改编)如图所示，一小孩坐在雪橇上，小孩和雪橇的总质量为40 kg，大人用倾角为37°斜向上的拉力拉雪橇，地面对雪橇的阻力为4 N。若使小孩和雪橇在水平雪地上由静止开始做匀加速直线运动，10 s内前进了15 m。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)求： (1)小孩和雪橇运动时加速度的大小； (2)小孩和雪橇所受合外力的大小； (3)大人的拉力大小； (4)雪地对雪橇的支持力大小。 _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ 角度2　根据受力情况确定运动情况 1.问题界定：已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。 2.解题思路 例4 (多选)如图所示，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。关于热气球，下列说法正确的是(　　) A.所受浮力大小为4 830 N B.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/s D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N 1.解决动力学两类问题的两个关键点 2.解决动力学基本问题的处理方法 (1)合成法：在物体受力个数较少(两个或三个)时一般采用“合成法”。 (2)正交分解法：若物体的受力个数较多(三个或三个以上)，则采用“正交分解法”。　　角度3　多过程问题 解决这类问题的关键是要理清物体的运动情况， ... ...