1、第第3講牛頓第二定律講牛頓第二定律的的綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用1 超重超重(1)定義：定義：物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? _物體所受重力的現(xiàn)象物體所受重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：物體具有物體具有_的加速度的加速度2失重失重(1)定義：定義：物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? _物體所受重力的現(xiàn)象物體所受重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：物體具有物體具有_的加速度的加速度超重和失重超重和失重(考綱要求考綱要求 ) 大于大于向上向上小于小于向下向下3完全失重完全失重(1)定義：定義：物體對水平支持物的壓力物體對水平

2、支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉或?qū)ωQ直懸掛物的拉力力) _的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：物體的加速度物體的加速度a_，方向，方向豎直向下豎直向下等于零等于零g判斷正誤，正確的劃判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃，錯誤的劃“”(1)超重時物體的重力大于超重時物體的重力大于mg.()(2)失重時物體的重力小于失重時物體的重力小于mg.()(3)加速度大小等于加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)的物體處于完全失重狀態(tài) ()(4)物體處于超重或失重狀態(tài)，由加速度的方向決定，與物體處于超重或失重狀態(tài)，由加速度的方向決定，與速度方向無關(guān)速度方向無關(guān)()(5)在完全

3、失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。會完全消失。 () 1不論是超重、失重、完全失重，物體的重力都不變，只不論是超重、失重、完全失重，物體的重力都不變，只是是“視重視重”改變改變2物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向，物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向，與速度的大小和方向沒有關(guān)系下表列出了加速度方向與速度的大小和方向沒有關(guān)系下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系與物體所處狀態(tài)的關(guān)系.熱點一對超重、失重的理解熱點一對超重、失重的理解加速度加速度超重、失重超重、失重視重視重Fa=0不超重、不失重不超重、不失重F=

4、mga的方向豎直向上的方向豎直向上超重超重Fmga的方向豎直向下的方向豎直向下失重失重F v v返回返回時速度為時速度為v v，當(dāng)，當(dāng)v v0 0 v v時，可能一直減速，也可時，可能一直減速，也可能先減速再勻速能先減速再勻速(2)(2)v v0 0 4 N時，兩者發(fā)生相對滑動時，兩者發(fā)生相對滑動對小物體：對小物體：a1g1 m/s2對木板：對木板：F合合FmgMa2專題七專題七 滑板滑板滑塊模型滑塊模型3解題思路解題思路4易失分點易失分點(1)不清楚滑塊、不清楚滑塊、滑板的受滑板的受力情況，求不出力情況，求不出各自的加速度各自的加速度(2)不清楚物體間發(fā)生相對滑動的不清楚物體間發(fā)生相對滑動的

5、條件條件練習(xí)練習(xí)1：如圖所如圖所示，將小砝碼置于示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板桌面上的薄紙板上，用上，用水平向右水平向右的的拉力將紙板迅速抽出，砝碼拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動的移動很小很小，幾乎觀察，幾乎觀察不到，不到，這就是這就是大家大家熟悉的慣性熟悉的慣性演示實驗演示實驗若砝碼和紙板若砝碼和紙板的質(zhì)量分別的質(zhì)量分別為為m1和和m2，各，各接觸面接觸面間間的動摩擦的動摩擦因數(shù)均為因數(shù)均為.重力加速度重力加速度為為g.(1)當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大??；當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大?。?2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大小；要使紙板相對砝碼運動，求所需拉

6、力的大?。?3)本實驗中，本實驗中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝碼與，砝碼與紙板左端的距離紙板左端的距離d0.1 m，取，取g10 m/s2.若砝碼移動的距若砝碼移動的距離超過離超過l0.002 m，人眼就能感知為確保實驗成功，紙，人眼就能感知為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多板所需的拉力至少多大？大？f(2m1m2)g.解析解析(1)砝碼對紙板的摩擦力砝碼對紙板的摩擦力f1m1g，桌面對紙板的摩，桌面對紙板的摩擦力擦力f2(m1m2)g，ff1f2，解得，解得f(2m1m2)g.(2)設(shè)砝碼的加速度為設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為，紙板的加速度為a2，則，則，f1m

7、1a1，F(xiàn)f1f2m2a2，發(fā)生相對運動，發(fā)生相對運動a2a1, 解得解得F2(m1m2)g練習(xí)練習(xí)2.質(zhì)量為質(zhì)量為2.0kg、長為長為1.0m、高為高為0.50m的木箱的木箱M放放在水平地面上，上表面是光滑的，下表面與水平地面間在水平地面上，上表面是光滑的，下表面與水平地面間的動摩擦因數(shù)是的動摩擦因數(shù)是0.25；在木箱的上表面的右邊沿放一個；在木箱的上表面的右邊沿放一個質(zhì)量質(zhì)量 為為1.2kg的小金屬塊的小金屬塊m(可以看成質(zhì)點可以看成質(zhì)點)，如圖所示；，如圖所示；用一個大小為用一個大小為9.0N的水平恒力的水平恒力F使木箱向右運動使木箱向右運動,經(jīng)過經(jīng)過3s撤去恒力撤去恒力F，木箱最后停止

8、在水平地面上木箱最后停止在水平地面上.求求:(1)水平恒力水平恒力F對木箱所做的功。對木箱所做的功。(2)木箱停止后小金屬塊落地點距木箱左邊沿的水平距離木箱停止后小金屬塊落地點距木箱左邊沿的水平距離FmM(1)木箱在水平恒力木箱在水平恒力F和滑動摩擦力和滑動摩擦力f1的作用下的作用下,由靜止開始由靜止開始做勻加速直線運動做勻加速直線運動,加速度設(shè)為加速度設(shè)為a1.金屬塊在光滑木箱上表面處于靜止金屬塊在光滑木箱上表面處于靜止,直到木箱向前滑動直到木箱向前滑動1m后后,金屬塊滑落金屬塊滑落,做自由落體運動做自由落體運動,豎直落到地面豎直落到地面.滑動摩擦力滑動摩擦力:f1=(M+m)g=8N由牛頓

9、定律得加速度由牛頓定律得加速度:a1=(F-f)/M=0.5m/s2木箱滑行木箱滑行s1=1m,歷時歷時t1金屬塊滑落離開木箱金屬塊滑落離開木箱.t1=(2s/a)1/2=2s，金屬塊滑落后金屬塊滑落后,木箱在水平恒力和摩擦力木箱在水平恒力和摩擦力f2作用下作用下,做勻加速直線運動做勻加速直線運動1s,加速度設(shè)為加速度設(shè)為a2,滑動摩擦力滑動摩擦力:f2=Mg=5N由牛頓定律得加速度由牛頓定律得加速度:a2=(F-f2)/M=2m/s2 在在t2=(3-2)s的時間內(nèi)的時間內(nèi),木箱初速度為木箱初速度為:v1=a1t1=1m/s,通過的位移通過的位移:s2=v1t2+ a2t22=2m 末速度末

10、速度:v2=vl+a2t2=3m/s 恒力恒力F在在3s時間內(nèi)對木箱做功為時間內(nèi)對木箱做功為:W=F(L+s2)=27J(2)撤去力撤去力F后后,木箱只在摩擦力作用下做勻減速直線木箱只在摩擦力作用下做勻減速直線運動運動,直到停下來直到停下來,通過的位移通過的位移 S3,由由: mV22=f2s3得得:s3=v22/2g=1.8mS= S2+S3=2+1.8=3.8m練習(xí)練習(xí)3.如圖所示如圖所示,放在水平地面上的長木板放在水平地面上的長木板 B,長為長為1m,質(zhì)質(zhì)量為量為2kg,B與地面之間的動摩擦因數(shù)為與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2.一質(zhì)量為一質(zhì)量為3kg的小鉛塊的小鉛塊A,放在放在B的左端的

11、左端,A、B之間的動摩擦因數(shù)為之間的動摩擦因數(shù)為0.4，當(dāng)當(dāng)A以以3m/s的初速度向右運動之后的初速度向右運動之后,求最終求最終A對地的位移對地的位移和和A對對B的位移。的位移。g=10m/s2過程分析過程分析 f1=1mg=ma1 a1 =4m/s2 f1-f2=Ma2 1mg- 2(mg+Mg)= Ma2 a2=1m/s2設(shè)VA=VB =VV0-a1t=a2t t=0.6sSA1=V0t-a1t2=1.08mSB1=a2t2=0.18mSA1-SB1=0.9m=SAB2(mg+Mg)=(M+m)a3a3 =2m/s2V=a2t=0.6m/sS3=V2/2a3=0.09mSA=SA1+S3=

12、1.17m SABSA2013新課標(biāo)全國新課標(biāo)全國卷世紀(jì)金榜卷世紀(jì)金榜P40 專題六專題六-動態(tài)分析問題動態(tài)分析問題例例1.hABCD各面均光滑，由靜止釋放各面均光滑，由靜止釋放則：則：tAB_tAC_tAD找遵循的共同規(guī)律找遵循的共同規(guī)律設(shè)面與水平面夾角為設(shè)面與水平面夾角為 mgsin=maa = gsin h/sin=gsint2 sin1gh2t大，大，t 小小 tAB tAC tADABCD各面均光滑各面均光滑,由靜止釋放由靜止釋放則：則：tAD_tBD_ tCD = 30 45 60 mgsin=maa = gsin L/cos =gsint2 2sin4cossin2gLgLt t

13、AD= tCD tBD ABCDR各面均光滑各面均光滑,由靜止釋放由靜止釋放t AB_tAC _t AD mgcos=ma a = gcos 2Rcos=gcost2gR4t t AB= t AC = t AD2.如圖所示如圖所示,自由下落的小球下落一段時間后自由下落的小球下落一段時間后,與彈簧接與彈簧接觸觸,從它接觸彈簧開始從它接觸彈簧開始,到彈簧壓縮到最短的過程中到彈簧壓縮到最短的過程中,小球小球的速度的速度,加速度及合外力的變化情況是怎樣的加速度及合外力的變化情況是怎樣的?V mgkxV a mg Kx=ma x a 物體做加速度物體做加速度逐漸減小的變逐漸減小的變加速直線運動加速直線運

14、動 mgkx mgkxmg Kx1=0VKxmg =ma x a 物體做加速度物體做加速度逐漸增大的變逐漸增大的變減速直線運動減速直線運動V a F=0速度最大速度最大上題中上題中,彈簧被壓縮至最低點時小球的加速度彈簧被壓縮至最低點時小球的加速度a_gV=0據(jù)簡諧運動的對稱性知據(jù)簡諧運動的對稱性知:AAaaVaga=g4.豎直上拋的物體，從拋出到返回原處的整個過程中，豎直上拋的物體，從拋出到返回原處的整個過程中，如果所受的阻力與速度大小成正比，則在整個過程中，如果所受的阻力與速度大小成正比，則在整個過程中，加速度和速度的變化情況是（加速度和速度的變化情況是（ ） 加速度始終變小，速度先變小后變

15、大加速度始終變小，速度先變小后變大 加速度始終變大，速度先變大后變小加速度始終變大，速度先變大后變小 加速度先變小后變大，速度先變小后變大加速度先變小后變大，速度先變小后變大 加速度先變大后變小，速度先變大后變小加速度先變大后變小，速度先變大后變小.mgfVmgfVvmkgamakvmg 上上上上在上升的過程中：在上升的過程中： a、v反向反向速度速度v上上 減小減小v 減小減小a上上減小減小在下降的過程中：在下降的過程中： a、v 同向同向速度速度v下下增大增大vmkgamakvmg 下下下下v增大增大a下下減小減小5.在原來靜止的木箱內(nèi)，放有在原來靜止的木箱內(nèi)，放有A物體，物體，A被一伸長

16、被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止，現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)的彈簧拉住且恰好靜止，現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉被彈簧拉動，則木箱運動情況可能是動，則木箱運動情況可能是 A、加速下降、加速下降 B、減速上升、減速上升 C、勻速向右運動、勻速向右運動 D、加速向左運動、加速向左運動TGN f（ABD） T= fm fm和和N有關(guān)有關(guān) N 減小減小 加速下降加速下降減速上升減速上升靜止時靜止時: fmT=0 被拉動時被拉動時: fmT=mafm不能再增大不能再增大只能只能T減小減小6.如圖所示如圖所示,用力用力F拉著三個物體在光滑水平面上拉著三個物體在光滑水平面上一起運動一起運動,現(xiàn)在中間物體上加一小物體現(xiàn)在中間物體上加一小物

17、體,仍讓它們?nèi)宰屗鼈円黄疬\動一起運動,且原拉力且原拉力F不變不變,那么中間物體兩端繩那么中間物體兩端繩上的拉力上的拉力Fa和和Fb的變化情況是的變化情況是A.Fa一定減小一定減小,Fb一定增大一定增大B.Fa一定增大一定增大,Fb一定不變一定不變C.Fa可能減小可能減小,Fb一定減小一定減小D.Fa可能不變可能不變,Fb一定增大一定增大cabFaFbFAF=( mambmc m )aFa= maaF-Fb=mca有效選取研究對象有效選取研究對象世紀(jì)金榜世紀(jì)金榜P45 1、28.一個單擺懸掛在小車上一個單擺懸掛在小車上,隨著小車沿著斜面滑下隨著小車沿著斜面滑下,如圖中的如圖中的虛線所示虛線所示,

18、 沿豎直方向與斜面垂直沿水平方向沿豎直方向與斜面垂直沿水平方向.則可則可判斷判斷A.如果斜面光滑如果斜面光滑,擺線與擺線與重合重合B.如果斜面光滑如果斜面光滑,擺線與重合擺線與重合C.如果斜面粗糙但摩擦力小于重力沿斜面向下的分力如果斜面粗糙但摩擦力小于重力沿斜面向下的分力,擺線擺線位于與位于與之間之間D.如果斜面粗糙但摩擦力小于重力沿斜面向下的分力如果斜面粗糙但摩擦力小于重力沿斜面向下的分力,擺線擺線位于與位于與之間之間 amMgmM)(sin)( 設(shè)懸線與設(shè)懸線與線成線成角角 maTmg sinsin如果斜面粗糙如果斜面粗糙amMgmMgmM)(cos)(sin)( coscosmgT ta

19、n tan 摩擦力小于重力沿斜面向下的分力摩擦力小于重力沿斜面向下的分力AC專題七專題七-臨界值問題臨界值問題例例1: 傾角為傾角為的光滑斜面放在水平面上的光滑斜面放在水平面上,斜面上有一小球斜面上有一小球 被平行于斜被平行于斜面的繩系住面的繩系住.(1)要使小球?qū)π泵鏌o壓力要使小球?qū)π泵鏌o壓力,求斜面加速度求斜面加速度a的范圍并說明其方向的范圍并說明其方向(2)要使小球?qū)毦€無拉力要使小球?qū)毦€無拉力,求斜面加速度求斜面加速度a的范圍并說明其方向的范圍并說明其方向(3)若知若知=60球球m=2,當(dāng)斜面以當(dāng)斜面以a=10m/s2的加速度加速向右運動的加速度加速向右運動時時,求小球?qū)毦€的拉力大

20、?。壳笮∏?qū)毦€的拉力大?。拷猓菏芰Ψ治鋈鐖D解：受力分析如圖 mgTNxy(1)要使小球?qū)π泵媲o壓力要使小球?qū)π泵媲o壓力mgcot=ma01 a01=gcot aa01= gcot, 方向水平向右方向水平向右.(2)要使小球?qū)毦€恰無拉力，要使小球?qū)毦€恰無拉力， mgtan=ma02 a02=gtan aa02= gtan, 方向水平向左方向水平向左.(3)由由(1)知：恰無壓力時知：恰無壓力時a01=gcot 60 0=103/310m/s2可見此時球已離開斜面。可見此時球已離開斜面。Tsin=mgTcos=maT=2mg=202N練習(xí)練習(xí)1.如圖所示如圖所示,一輛卡車后面用細繩掛一個

21、物一輛卡車后面用細繩掛一個物體體,其質(zhì)量為其質(zhì)量為m,物體與地面間的摩擦不計物體與地面間的摩擦不計,求（求（1）當(dāng)卡車帶著物體以加速度當(dāng)卡車帶著物體以加速度 加速運動時加速運動時,繩繩的拉力為的拉力為 ,則物體對地面的壓力多大？（則物體對地面的壓力多大？（2）當(dāng)卡車以加速度當(dāng)卡車以加速度 a2 = g 加速運動時加速運動時,繩的拉力多繩的拉力多大？大？21ga mg65amgN T X y Tcos=ma1=530N=mg-Tsin =mg/3 若若N恰好恰好=0則則a0=gcot530=3g/4所以所以,當(dāng)當(dāng)a2=g時物時物m已飛起已飛起Tsin=mgTcos=ma2=mgmgT2例例2.如

22、圖如圖,質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量不計的物體放在質(zhì)量不計的與勁度系數(shù)為的與勁度系數(shù)為k的彈簧相連的薄板上的彈簧相連的薄板上,處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài).用豎直向上的力用豎直向上的力F拉拉m向向上做勻加速運動上做勻加速運動,經(jīng)經(jīng)T物體與薄板脫離物體與薄板脫離.求求(1)Fmin=?(2)Fmax=?(3)畫出未脫離之前畫出未脫離之前Ft圖圖對對m受力分析受力分析NGFF+Nmg=ma Fk(x0 x)mg=ma kx0=mg Fkx =maX增大，增大，F(xiàn)增大增大 當(dāng)當(dāng)x=0時時: Fmin=ma 當(dāng)當(dāng)x=x0時時: Fmax=m(g+a) Fkx =ma x = at2 F =ma+ kat2

23、tF拋物線拋物線x0 = aT2a= 2mg/kT2 變形：變形： 作業(yè)測評作業(yè)測評 P228 2 首選用卷首選用卷 P24 一年預(yù)測一年預(yù)測 1 世紀(jì)金榜世紀(jì)金榜 P38 典題典題2 變形：如圖變形：如圖,mA=mB=m,彈簧勁度系數(shù)為彈簧勁度系數(shù)為K,處于平處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài).用力用力F緩慢的將彈簧壓縮一段距離后緩慢的將彈簧壓縮一段距離后,突然突然撤去力撤去力F,此時此時A對對B的彈力的彈力N=？ABF解：解： 原來平衡原來平衡 2mg=KL1 K(L+L1)2mg=2ma a=KL/2m=F/2m Nmg=ma N= mgF例例3:如圖如圖,知盒子知盒子A的質(zhì)量為的質(zhì)量為M,光光滑球滑球

24、B的質(zhì)量為的質(zhì)量為m,A與斜面動摩與斜面動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為u.問問:球與盒子任一壁相球與盒子任一壁相擠壓擠壓F應(yīng)滿足的條件應(yīng)滿足的條件?(u 0 壓后壁壓后壁 N u(M+m)gcos, 壓后壁壓后壁 F u(M+m)gcos, 壓前壁壓前壁 F= u(M+m)gcos, 不壓不壓數(shù)學(xué)計算法數(shù)學(xué)計算法 練習(xí)練習(xí)3.光滑水平面上有兩個物體光滑水平面上有兩個物體A、B,質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為mA和和mB,其接觸面是傾角為其接觸面是傾角為的光滑斜面的光滑斜面,現(xiàn)用一水平外力現(xiàn)用一水平外力F作作用于用于A,使使A、B一起運動一起運動,且且AB無相對滑動無相對滑動,F的最大值是的最大值是多少？多少？解解:對對A受力分析如圖：受力分析如圖：mAgNAFNABFNA+Ncos =mAg FNsin =mAa 對整體：對整體：F=(mA+mB)a 由知：由知：F增大，增大，a增大增大由知：由知：a增大，增大，N增大增大由知：由知：N增大，增大，NA減小減小當(dāng)當(dāng)NA=0時時,N最大最大,a最大最大,F最大最大Fmax=mA(mA+mB)gtan/mBmBgNBN對對B受力分析如圖：受力分析如圖：Nsin