资源简介

5 牛顿运动定律的应用
教学目标
1. 知道两类动力学问题。
2. 在分析解决两类动力学问题的过程中巩固对牛顿运动定律的理解。
3. 知道解决两类动力学问题的解决思路。
4. 掌握绳和杆的力的方向的特点。
教学重难点
教学重点
两类动力学问题、有关绳和杆的动力学问题
教学难点
两类动力学问题、有关绳和杆的动力学问题
教学准备
多媒体课件
教学过程
引入新课
教师活动：提问牛顿三定律的内容。
学生活动：集体回答教师所提问题。
教师活动：表述动力学与运动学的概念。引入两类动力学的话题。
讲授新课
一、两类动力力学问题
教师活动：讲解两类动力学问题。
第一类：已知受力情况求运动情况。
第二类：已知运动情况求受力情况。
解决两类基本问题的方法，以加速度为桥梁，由运动学公式和牛顿运动定律列方程，求解。
典题剖析
例1 一斜面放在水平地面上，倾角θ＝53°，一个质量为0.2 kg的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示。斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计斜面与水平面间的摩擦，当斜面以10 m/s2的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。(g取10 m/s2)
解：
斜面由静止向右加速运动过程中，当a较小时，小球受到三个力作用，此时细绳平行于斜面；当a增大时，斜面对小球的支持力将会减小，当a增大到某一值时，斜面对小球的支持力为零，若a继续增大，小球将会“飞离”斜面，此时绳与水平方向的夹角将会小于θ。设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为a0，此时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受到重力和细绳的拉力，且细绳仍然与斜面平行。对小球受力分析如图所示。易知mgcotθ＝ma0，代入数据解得a0＝7.5 m/s2，因为a＝10 m/s2>a0，所以小球已离开斜面，斜面对小球的支持力FN＝0，同理，由受力分析可知，细绳的拉力FT＝≈2.83 N。
例2 如图所示，甲、乙两车均在光滑的水平面上，质量都是M，人的质量都是m，甲车上人用力F推车，乙车上的人用等大的力F拉绳子(绳与轮的质量和摩擦均不计)，人与车始终保持相对静止。下列说法正确的是( )
A．甲车的加速度大小为
B．甲车的加速度大小为0
C．乙车的加速度大小为
D．乙车的加速度大小为0
解：图甲中的人和车整体，在水平方向受到的合外力为0(人的推力是内力)，故a甲＝0，选项A错误，B正确。图乙中，人拉轻绳的力为F，则绳拉人和绳拉车的力均为F，人和车整体在水平方向的合外力为2F，由牛顿第二定律知a乙＝，选项C正确，D错误。
综上，本题选BC。
方法提炼：绳的弹力只能沿绳，杆的弹力可以沿杆，也可以不沿杆。
课堂小结

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