1、4.5 牛顿运动定律的应用学习目标1、能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题；2、理解运用牛顿运动定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来；3、在分析解题的过程中学习体会一些具体有效的方法。重点难点1、已知物体的受力情况，求物体的运动情况（重点）2、已知物体的运动情况，求物体的受力情况（重点）3、物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择及运用（难点）自主探究一、 动力学中的两类基本问题（1） 已知受力情况求运动情况 确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图； 根据力的合成和分解的方法，求出物体所受的_（包括大小
2、和方向）； 根据牛顿第二定律列方程，求出物体的_; 结合给定的物体运动的初识条件，选择合适的运动学公式，求出所需求的物理量（位移、速度、时间等）（2）已知运动情况求受力情况 确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出物体的受力分图和运动草图； 选择合适的运动学公式，求出物体的_; 根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的_; 根据力的合成与分解的方法，由_求出所需求的力。（3）解决动力学两类基本问题应把握的关键 两类分析物体的受力分析和运动过程的分析； 一个桥梁物体的加速度是联系运动与力的桥梁。二、 牛顿运动定律在多过程、多物体问题中的应用（1） 多过程问题 将“多过程”分解为许
3、多“子过程”，各“子过程”则由“衔接点”连接； 对各“子过程”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图与运动草图； 根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合适的规律列方程； 分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段的时间关联、几何关联，并列出相关的辅助方程； 联立方程，分析求解，对结果进行必要的讨论或验证。（2） 多物体问题 系统内各物体的加速度相等是应用“整体法”的条件，不涉及系统内力时，优先利用“整体法”。若系统内各物体的加速度不相等，涉及系统内力时应用“隔离法”，隔离时要优先选受力少、待求量少的物体分析。具体步骤如下： 确定每个物体的受力情况和运动情况，必要时画出受力图和运动草图；
4、 依据每个物体的受力与运动的特点，应用物理规律，列出相应方程。探究思考一、连接体问题 （1）连接体及其特点 两个或两个以上相互关联（叠放、并排，或由绳子、细杆、弹簧连接）的物体构成的系统称为连接体。连接体一般具有相同（或大小相等）的速度或加速度。 （2）处理连接体的常用方法 整体法：相互作用的物体组成的系统或连接体，如果它们具有共同的加速度，可把它们作为一个整体加以分析，这就是整体法。 隔离法：把系统中的各部分（或某一部分）从系统中隔离出来，作为一个单独的研究对象来分析，这就是隔离法。在求解连接体问题时，多数情况下是交替使用整体法与隔离法。一般求内力，先整体后隔离，求外力，先隔离后整体。【典例
5、一】1、如图所示,轻绳定滑轮,下端系一质量为的重物,另一端系一质量为的木块,木块与水平桌面间的动摩擦因数从,在重物拉动木块运动的过程中,下列说法正确的是( )A.木块的加速度为B.重物的加速度为C.重物的加速度为D.轻绳中的张力为解题思路：本题的疑难在于轻绳中张力的确定,突破点在于对重物、木块隔离并逐一分析。对重物有,对木块有,解得只有C正确。答案：C【典例二】2、如图所示,光滑的水平面上有甲、乙两个物体靠在一起,同时在水平力心和的作用下运动,已知，下列说法中正确的是( )A.如果撤去,甲的加速度一定会减小B.如果撤去,甲的加速度一定会减小C.如果撤去,乙的加速度一定会增大D.如果撤去,乙对甲
6、的作用力一定减小解题思路：撤去某个外力之前,根据牛顿第二定律,有对甲物体,根据牛顿第二定律,有,解得如果撤去,根据牛顿第二定律,有由于与的大小关系无法确定,所以甲的加速度不一定减小,A 选项错误.如果撤去,对甲物体.根据牛顿第二定律,有D选项正确.如果撤去，根据牛顿第二定律，有B选项错误，C选项正确。答案：CD二、 临界问题（1）临界问题的标志若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，一般表明存在临界点。若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，一般表明题述的过程存在起止点，而这些起止点往往对应临界点。若题目中有“最大”“最小”“至多”等字眼，一般表明题述的过程存在极值点，这个极值
7、点往往是临界点。 （2）分析临界问题的思维方法 极限法：把物理问题或过程推向极端，使临界现象或状态暴露出来，从而找出临界条件。 假设法：有些物理过程没有出现明显的临界线索，一般运用假设法，即假设出现临界状态，分析物体的受力情况与题设是否相同，再根据实际情况处理。 数学法：将物理过程转化为数学表达式，根据表达式求解，得出临界条件。【典例三】3、如图甲所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体,F逐渐增大,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示,若重力加速度g取10m/s2。根据图乙中所提供的信息可以计算出( )A.物体的重力为2N B.斜面的倾角为37C.加速度
8、为6m/s2时物体的速度 D.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N解题思路：对物体受力分析,受拉力、重力、支持力,如图所示,在x轴方向有Fcos-mgsin=ma,在y轴方向有N-Fsin-mgcos=0,从题图乙中取两个点：（20N,2m/s2)(30N,6m/s2),代入式解得m=2kg,=37,所以物体的重力G=20N,斜面的倾角为=37,故A错误,B正确;当a=0时,可解得F=15N,即最小拉力为15N,题中并未说明力F随时间变化的情况,故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小,故C、D错误。答案：B随堂训练1、假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，洒水车匀
9、速行驶，洒水时它的运动将是()A做变加速运动B做初速度不为零的匀加速直线运动C做匀减速运动D继续保持匀速直线运动2、一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2。则( )A. a1a2C. a1=a2D.无法判断3、如图所示,用水平力F推放在光滑水平面上的物体,使其一起做匀加速运动,若P对Q的弹力为6N,Q对R的弹力为4N,Q的质量是1kg,那么R的质量是( )A.2kgB.3kgC.4kgD.5kg4、 如图所示,两个物体中间用一个不计质量的轻杆相连.A、B两物体质量分别为、
10、,它们和斜面间的动摩擦因数分别为、.当它们在斜面上加速下滑时,关于杆的受力情况,以下说法正确的是（ ）A. 若,则杆一定受到压力 B. B.若, ,则杆受到压力C. 若, ,则杆受到拉力 D.只要,则杆的两端既不受拉力也没有压力5、倾角为的斜面固定在水平面上，开始时质量为m的物块A放在斜面的底端，通过一形变量不计的跨过光滑定滑轮的轻绳与一质量为的物块B相连接，如图甲所示，最初时轻绳绷紧，B距离地面有一定的高度。现无初速度地将整个装置释放，通过测定描绘出了A沿斜面上升的整个过程中的速度一时间图象如图乙所示，假设B着地后不反弹，取,求：1.在下落过程中B的加速度大小；2.整个过程中轻绳对物块A所做的功；3.物块A的质量。