4.5 牛顿第二定律的应用（整体法与隔离法）导学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

12月14日 整体法与隔离法 专题课 一学习目标 1 准确说出牛顿第二定律的内容 、性质、表达式。 2 通过解题总结解题的思路和规律。 二 前提测评 限时2分钟 1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ,跟它的质量成 ,加速度的方向跟作用力的方向 。 2.表达式 。 3.牛顿第二定律的性质：（至少6个） 、 、 、 、 、 、 。 三 合作探究 1．如图所示，置于粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下物块A、B以相同的加速度a向右运动，已知物块A的质量是物块B质量的2倍，它们与水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，现撤去水平恒力F，则在此瞬间（ ） A．物块A的加速度大小为0 B．物块B的加速度大小为0 C．物块A的加速度大小为 D．物块B的加速度大小为 2．（多）如图所示，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是M，木块质量是m，力大小是F，加速度大小是a，木块和小车之间动摩擦因数是μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是（　　） A．μmg B． C．μ（M＋m）g D．ma 能力提升 3.　如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3个木块之间弹力及第4与第5个木块之间的弹力。 四 课堂小结 五 达标检测 1．质量分别为m和2m的两物块A、B，相互接触静置于光滑水平面上，如图所示，现用一大小为F的力水平向右推A，此时A、B间的相互作用力大小为，若将水平推力改为向左推B且保持大小不变，A、B间的相互作用力大小为，则为（ ） A． B． C． D． 2．中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第10节对第11节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第6节对倒数第5节车厢的牵引力为（　　） A． B． C． D． 能力提升 3.（多）如图，在倾角为的光滑斜面上，有质量均为m=2kg的AB两物块靠在一起，A物块连着一根劲度系数k=200N/m的轻弹簧，从两物体静止开始，对B施一沿斜面向上的力F，使AB一起以a=1m/s2的加速度做匀加速运动，直至AB分离，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．AB分离前它们间的相互作用力不变B．当弹簧的压缩量为6cm时，AB分离 C．经t=0.2sAB分离 D．AB分离时的速度为0.2m/s 参考答案 合作探究 1．C 【详解】 设AB的质量分别为2m和m，撤去F之前， 对物体B 解得 撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，则B的加速度不变，仍为a； A受到的合力为 则A的加速度 故选C。 2．BD 【详解】 先对整体受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有 再对物体m受力分析，受重力、支持力和向前的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有 联立解得 故选BD 。 3【解析】如图所示,以5个木块整体为研究对象。 设每个木块质量为m,则F=5ma 所以a= 将第3、4、5个木块隔离为一个研究对象, 设第2个木块对第3个木块的弹力为N,其受力分析(如图), 则N=3ma=3m=F 所以第2与第3个木块之间弹力为F。 将第5个木块隔离为一个研究对象(如图), 设第4对第5个木块弹力为N',则 N'=ma=m·=F 所以第4与第5个木块之间弹力为F。 答案:F　F 达标检测 1．B 【详解】 以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得两次加速度大小均为 若F水平向右推A，对B有 若F水平向左推B，对A有 则 故选B。 2．B 【详解】 设每节车厢的质量为m，每节车厢所受摩擦力、空气阻力为f，从第11节到第40节车厢看成一个整体，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得 把最后5节车厢看成一个整体，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得 联立解得 3．BC 【详解】 A．对A受力分析可知，重力、支持力、B对A的作用力、弹力，由于弹力发生变化且A的加速度不变，由牛顿第二定律可知，AB分离前它们间的相互作用力会发生变化，故A错误； B．AB分离时速度相同，加速度也相同且此时的相互作用力为0，对A由牛顿第二定律有 解得 由胡克定律有解得 故B正确； C．设刚开始时弹簧压缩量为x0，则 解得 由位移公式得 解得 故C正确； D．由速度位移公式得 解得 故