課題：4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（二）教學(xué)目的要求：1.鞏固牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容。2.強(qiáng)化牛頓運(yùn)動(dòng)定律的靈活應(yīng)用。3.掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)結(jié)合的幾類動(dòng)力學(xué)問題的解決方法。教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用；解決動(dòng)力學(xué)問題方法的靈活應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：解決動(dòng)力學(xué)基本問題的綜合思路、靈活選擇方法教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【課前回顧】1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的兩種基本情況2.作業(yè)問題解答提問舊知分析解答思考回答筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【導(dǎo)入】動(dòng)力學(xué)問題研究的是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，牛頓的三大定律在研究相關(guān)問題的過程中起著重要作用，你們還記得嗎？本節(jié)課我們來總結(jié)下研究動(dòng)力學(xué)中一些常見問題的解決策略。【新授】動(dòng)力學(xué)中的圖像問題1.v－t圖像，a－t圖像，F(xiàn)－t圖像和F－a圖像等2.常見的兩種情況：（1）已知物體的運(yùn)動(dòng)圖像或受力圖像，分析有關(guān)受力或運(yùn)動(dòng)問題。（2）已知物體的受力或運(yùn)動(dòng)情況，判斷選擇有關(guān)運(yùn)動(dòng)圖像或受力圖像的問題。加速度是聯(lián)系v－t圖像與F－t圖像的橋梁3.解決這類問題的基本步驟（1）看清坐標(biāo)軸所表示的物理量，明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)的制約關(guān)系；（2）看圖線本身，識別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程；（3）看交點(diǎn)，分清兩個(gè)相關(guān)量的變化范圍及給定的相關(guān)條件。明確圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、圖線斜率、圖線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”的物理意義；（4）進(jìn)一步弄清“圖像與公式”“圖像與圖像”“圖像與物體”之間的聯(lián)系與變通，以便對有關(guān)的物理問題作出準(zhǔn)確的判斷，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式建立相關(guān)方程解題。例1：放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。由這兩個(gè)圖導(dǎo)入新課提問重點(diǎn)講解板書聽講思考回答記錄筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)像可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為（A）A．0.5kg,0.4B．1.5kg，eq\f(2,15) C．0.5kg,0.2D．1kg,0.2解析：由題圖可得，物塊在2～4s內(nèi)所受推力F＝3N，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma；物塊在4～6s內(nèi)所受推力F′＝2N，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F′＝Ff，F(xiàn)′＝μmg，解得m＝0.5kg，μ＝0.4。【小結(jié)1】v－t圖像(已知運(yùn)動(dòng)求受力)(1)根據(jù)圖像確定物體各段的加速度大小和方向(2)弄清每段與物體運(yùn)動(dòng)的對應(yīng)關(guān)系(3)對各段進(jìn)行受力分析(4)用牛頓第二定律求解F－t圖像(已知受力求運(yùn)動(dòng))(1)根據(jù)圖像結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)情況明確物體在各時(shí)間段的受力情況(2)利用牛頓第二定律求出加速度(3)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求其他運(yùn)動(dòng)量a－F圖像圖像的力F是物體受到的某一個(gè)力的變化對物體加速度的影響，(1)對物體進(jìn)行全面受力分析(2)根據(jù)牛頓第二定律求其他未知力二、動(dòng)力學(xué)中的臨界問題（一）動(dòng)力學(xué)中臨界問題的特征1.臨界問題：在動(dòng)力學(xué)問題中出現(xiàn)某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))剛好要發(fā)生或剛好不發(fā)生的轉(zhuǎn)折狀態(tài)。2.關(guān)鍵詞：問題中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”“恰能”等詞語，一般都會涉及臨界問題，隱含相應(yīng)的臨界條件。例題分析要點(diǎn)小結(jié)板書要點(diǎn)講解聽講筆記批注記錄筆記記錄筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（二）臨界問題的常見類型及臨界條件1.彈力發(fā)生突變的臨界條件彈力發(fā)生在兩物體的接觸面之間，是一種被動(dòng)力，其大小由物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。相互接觸的兩個(gè)物體將要脫離的臨界條件是彈力為零。2.摩擦力發(fā)生突變的臨界條件摩擦力是被動(dòng)力，由物體間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢決定。①靜摩擦力為0是運(yùn)動(dòng)趨勢方向發(fā)生變化的臨界狀態(tài)。②靜摩擦力最大是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)。（三）求解臨界極值問題的三種常用方法極限法把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問題數(shù)學(xué)方法將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件【例2】如圖所示，質(zhì)量為4kg的小球用輕質(zhì)細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，細(xì)繩的延長線通過小球的球心O，且與豎直方向的夾角為θ＝37°，已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)求汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩對小球的拉力大小和車后壁對小球的彈力大??；(2)若要始終保持θ＝37°，則汽車剎車時(shí)的加速度最大不能超過多少？解析：(1)對小球受力分析如圖所示，將細(xì)繩拉力FT分解有：要點(diǎn)講解重點(diǎn)講解講解例題引導(dǎo)審題分析記錄筆記聽講思考練習(xí)記錄筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)FTy＝FTcosθ，F(xiàn)Tx＝FTsinθ，由二力平衡可得：FTy＝mg，F(xiàn)Tx＝FN，解得細(xì)繩拉力FT＝eq\f(mg,cosθ)＝50N，車后壁對小球的彈力FN＝mgtanθ＝30N。(2)設(shè)汽車剎車時(shí)的最大加速度為a，此時(shí)車后壁對小球彈力FN′＝0，由牛頓第二定律有FTx′＝ma，即mgtanθ＝ma解得：a＝7.5m/s2，即汽車剎車時(shí)的加速度最大不能超過7.5m/s2。三、動(dòng)力學(xué)中的連接體問題1.連接體：多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體疊放、并排或由繩子、細(xì)桿、彈簧等連接在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。2.解決連接體問題常用的兩種方法整體法把加速度相同的物體看作一個(gè)整體來研究的方法，此時(shí)不用分析內(nèi)力內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力外力：系統(tǒng)之外的物體對系統(tǒng)的作用力隔離法求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用時(shí)，把一個(gè)物體隔離出來單獨(dú)研究的方法一般，隔離法和整體法往往交叉運(yùn)用，可以優(yōu)化解題思路和方法，更加簡便。兩種方法選擇原則：（1）求加速度相同的連接體的加速度或合外力時(shí)，優(yōu)先考慮“整體法”；（2）如果連接體中各部分的加速度不同，一般選用“隔離法”；求物體間的作用力時(shí)，再用“隔離法”；（3）若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，求物體之間的作用力時(shí)，需要將整體法和隔離法有機(jī)地結(jié)合起來運(yùn)用，一般是“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。3.“串接式”連接體中彈力的“分配協(xié)議”如各圖所示，對于一起做加速運(yùn)動(dòng)的物體系統(tǒng)，m1和m2間的彈力F12或中間繩的拉力FT的大小遵守以下力的“分配協(xié)議”：重點(diǎn)講解板書要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)聽講思考筆記記錄聽講記錄筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)（1）若外力F作用于m1上，則F12＝FT＝eq\f(m2·F,m1＋m2)；（2）若作用于m2上，則F12＝FT＝eq\f(m1·F,m1＋m2)。注意：①與有無摩擦無關(guān)(若有摩擦，兩物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)必須相同)；②與兩物體間有無連接物、何種連接物(輕繩、輕桿、輕彈簧)無關(guān)；③物體系統(tǒng)處于水平面、斜面或豎直方向上一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)此“協(xié)議”都成立。【例3】如圖所示，A、B、C三個(gè)物體以輕質(zhì)細(xì)繩1、2相連，mA＝2kg，mB＝3kg，mC＝1kg，A、C與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，不計(jì)繩2與滑輪間的摩擦，取g＝10m/s2，求：(1)系統(tǒng)的加速度大??；(2)繩1和繩2中的張力大小。[解析]設(shè)系統(tǒng)的加速度大小為a，繩1的張力大小為F1，繩2的張力大小為F2。對C由牛頓第二定律得F1－μmCg＝mCa對A、C整體由牛頓第二定律得F2－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mC)a對B由牛頓第二定律得mBg－F2＝mBa解得：a＝3.75m/s2，F(xiàn)1＝6.25N，F(xiàn)2＝18.75N?！拘〗Y(jié)】求解連接體問題的一般思路先用整體法或隔離法求加速度，再用另一方法求物規(guī)律總結(jié)要點(diǎn)提醒引導(dǎo)思考分析分析講解記錄筆記練習(xí)運(yùn)用筆記批注教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)體間的作用力或系統(tǒng)所受合力。無論用整體法還是隔離法，解題的關(guān)鍵：對研究對象進(jìn)行正確的受力分析。動(dòng)力學(xué)中的傳輸帶問題傳送帶問題涉及摩擦力的判斷、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識的綜合運(yùn)用，主要有以下兩大類：(條件說明：傳送帶以速度v勻速運(yùn)行，v0為物體進(jìn)入傳送帶的初速度)類型圖示滑塊運(yùn)動(dòng)情況水平傳送帶（v0＝0)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(v0≠0且與v同向)(1)v0＞v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0＜v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速(v0≠0且與v反向)(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速到達(dá)左端(2)傳送帶較長時(shí)，滑塊先向左運(yùn)動(dòng)，減速到零后再向右運(yùn)動(dòng)，再回到右端傾斜傳送帶(傾斜向上傳送)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(傾斜向下傳送)(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(μ≥tanθ)(3)可能先以a1加速后再以a2加速(μ<tanθ，a1＞a2)重點(diǎn)講解板書聽講記錄筆記教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)傾斜傳送帶向下傳送物體，當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相等時(shí)：(1)若μ≥tanθ，物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)；(2)若μ<tanθ，物體不能與傳送帶相對靜止，物體將以較小的加速度a＝gsinθ－μgcosθ繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)。注意事項(xiàng)：(1)摩擦力的突變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。摩擦力的突變，常常導(dǎo)致物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的突變。(2)靜摩擦力達(dá)到最大值，是物體和傳送帶恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)。(3)物體與傳送帶的速度達(dá)到相同時(shí)，滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(滑動(dòng)摩擦力變?yōu)?或變?yōu)殪o摩擦力)?！究偨Y(jié)】【作業(yè)】作業(yè)本：P105第1~4題要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)課堂總結(jié)作業(yè)布置記錄筆記整理筆記記錄作