人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律教案及反思

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牛顿第二定律应用专题（二）已知运动求受力（1）--------解题基本方法和步骤

例1、（课本P59例2）一个滑雪的人，质量为m=75Kg，以Vo=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30o，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m。求滑雪的人受到的阻力（滑动摩擦力和空气阻力）。 分析：本题已知运动情况，初速度、时间、位移，求的是人受到的阻力。属于已知运动情况求受力的题型。要想求出人所受到的阻力，就必须先求出人的加速度，加速度就像一个桥梁，把运动情况和受力情况联系起来。由公式Ｓ＝Vot+at2，已知位移、初速度、和时间能够求出加速度，再结合物体的受力情况，根据牛顿第二定律就能够求出人所受到的阻力。步骤：（1）确定研究对象，分析运动过程（可画运动过程简图）。（2）由运动学公式求出加速度（大小与方向）；求出加速度后就要对人进行受力分析。（3）受力分析。由于我们不采用作图法进行计算，所以只需要画出力的示意图即可。（4）列合外力的表达式。（5）结果检验，看是否正确。由于物体一般都受到几个力的作用，所以我们仍采用正交分解法，将各个力沿加速度方向和垂直于加速度的方向进行分解。坐标轴正方向的选取：由于我们接着要应用牛顿第二定律F合=ma，所以其中一个坐标轴的方向就以加速度的方向为正方向，F合表达式中包含要求的力，求出的力为正值说明方向与加速度的方向一致，为负值说明方向与加速度方向相反。正方向的选取问题同学们一定要弄清楚，并与已知受力求运动区别开。另一个坐标轴正方向可任意选取。（4）应用牛顿第二定律F合=ma，列式求出未知力（大小、方向）。解：     练习1、一质量为m=1Kg的木块，由静止沿倾角30o的斜面匀加速滑下，当下滑1.4m时速度达到1.4m/s。求斜面对物体的摩擦力。（g=10m/s2）练习2、一物体由10米高处由静止下落，经2秒落地。求空气对物体的阻力。（g=10米/秒2）例2、如图1，小车内用细线悬挂一小球，小车在水平面内运动，求在下列情况下细线与竖直方向的夹角是多大，并判断若加速度增大，细线与竖直方向的夹角将如何变化。 ⅰ 小车以加速度a向右匀加速运动。ⅱ 小车以加速度a向左匀减速运动。ⅲ 小车以速度V向右匀速运动。若以较大的速度匀速运动呢？分析：求细线倾角实际是求细线拉力，因为细线倾角与拉力有关。本题仍然是已知运动（加速度）求受力问题，只不过没有具体数值，只要定性研究即可，但仍然需要按照已知运动求受力问题的步骤来解。例3、在水平面上运动的小车内用两根细线OA和OB悬挂一质量为m的小球，OA与竖直方向成α角，细线OB水平，如图2。求在下列情况下细线OA与OB的拉力分别是多大，并判断若加速度增大两细线的拉力如何变化。ⅰ 小车以加速度a向右匀加速运动。ⅱ小车以加速度a向左匀加速运动。ⅲ小车以加速度a向右匀减速运动。ⅳ小车以加速度a向左匀加速运动。ⅴ小车以加速度a向、左匀速运动。