牛頓第二定律臨街問題

1、高中物理教案學案高中物理教案學案第三章第三章牛頓運動定律牛頓運動定律第五課時第五課時牛頓定律應用中的臨界和極值問題牛頓定律應用中的臨界和極值問題1、知識回顧：、知識回顧：⑴如圖所示，水平放置的長木板AB上靜置一個小物塊，小物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ恒定?，F(xiàn)將木板繞其A端沿逆時針方向緩慢旋轉，下列圖線中能最好地描述小物塊沿長木板滑下的加速度a和長木板與水平面間夾角θ的關系的是(B)。⑵質點所受的力F隨時間變化的規(guī)律如圖所示，力的方向始終

2、在一直線上，已知t＝0時質點的速度為零。在圖示t1、t2、t3和t4各時刻中，質點的速度最大的是：(B)AtlBt2Ct3Dt42、典型例題分析：、典型例題分析：【例1】傳送帶是一種常用的運輸工具，它被廣泛地應用于礦山、碼頭、貨場等生產(chǎn)實際中，在車站、機場等交通場所它也發(fā)揮著巨大的作用。如圖所示為車站使用的水平傳送帶裝置模型，繃緊的傳送帶水平部分AB的長度L＝5m，并以V傳＝2m／s的速度向右傳動?，F(xiàn)將一個可視為質點的旅行包輕輕地無初速

3、地放在傳送帶的A端，已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2。求：⑴旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間；⑵若要旅行包在傳送帶上從A端運動到B端所用的時間最短，則傳動的速度大小應滿足什么條件？（g＝10m／s2）【解析】⑴由于旅行包的初速為零，在開始階段，旅行包速度小于傳送帶的速度，故旅行包相對于傳送帶向左運動，其受到的滑動摩擦力向右，此滑動摩擦力使旅行包產(chǎn)生加速度，旅行包向右做初速度為零的勻加速運動（如圖所示）。但旅行包是否是

4、勻加速運動到B端，卻要看旅行包fmgNAV傳BAB①當A、B間沒有摩擦力作用時，A相對地前進0.5m時的速度最大，為Vmax＝＝ms＝ms；Am2FS55.0102??2②當A、B間有摩擦力作用且A、B相對靜止時，A相對地前進0.5m時的速度最小，為Vmin＝＝ms＝2ms。)mm2FSBA＋（)155(5.0102???2即A相對地前進0.5m時的速度介于2ms和ms之間，故此題正確答案應選22A【小結】此題是已知物體受力情況確定物體

5、運動情況的問題，常規(guī)思路是：根據(jù)物體受力情況，結合牛頓第二定律和運動學公式得出結論。題中由于物體所受摩擦力情況的不確定性，導致結論的不確定，摩擦力發(fā)生突變是臨界狀態(tài)出現(xiàn)的原因?！纠?】如圖所示，在水平面上放一質量為m的物體，與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用力F拉物體，（1）如果要使物體做勻速運動，求拉力F的最小值；（2）如果要使物體以加速度a做勻加速運動，求拉力F的最小值?！窘馕觥浚?）此問題有兩種解法。①物理方法——圖解法：物體受力分

6、析如圖a所示。力F大小和方向發(fā)生變化時，N、f大小也隨之改變。由于μ＝fN，所以f、N的合力T的方向在力F變化過程中保持不變（如圖b所示）。物體在mg、F、N與f四個力作用下處于平衡，可以看成在mg、F、N與f的合力T三個力作用下處于平衡。由于mg的大小、方向均不變，T的方向也不變，故由力的平衡條件和平行四邊形定則可知：當F與T垂直時，F(xiàn)的值最?。ㄈ鐖Dc所示）。設T與豎直方向的夾角為θ，則F的最小值為Fmin＝mgsinθ，而tgθ＝f