高三第一輪復習——牛頓運動定律05.ppt

第四章牛頓運動定律復習 高中物理必修1 1 歷史上對運動和力的兩種觀點是 2 什么是理想實驗 3 牛頓第一定律的內(nèi)容是 如何理解 4 什么是運動狀態(tài)的改變 有幾種情況 5 為什么力是產(chǎn)生加速度的原因 6 為什么說質(zhì)量是慣性的量度 網(wǎng)絡教學專家 問題思考 本章提要 一 牛頓第一定律1 牛頓第一定律給出了力的概念 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 運動狀態(tài)指物體的速度 又根據(jù)加速度定義 有速度變化就一定有加速度 所以可以說 力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 不能說 力是產(chǎn)生速度的原因 力是維持速度的原因 也不能說 力是改變加速度的原因 2 牛頓第一定律給出了慣性的概念 一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì) 這就是慣性 慣性反映了物體運動狀態(tài)改變的難易程度 慣性大的運動狀態(tài)難改變 質(zhì)量是物體慣性大小的量度 3 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài) 物體不受外力的狀態(tài) 這和物體所受合外力為零有所區(qū)別 所以不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律的特例 網(wǎng)絡教學專家 問題1 弄清牛頓第二定律的矢量性 牛頓第二定律f ma是矢量式 加速度的方向與物體所受合外力的方向相同 在解題時 可以利用正交分解法進行求解 例1 如圖1所示 電梯與水平面夾角為300 當電梯加速向上運動時 人對梯面壓力是其重力的6 5 則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍 例2 如圖所示 在箱內(nèi)的固定光滑斜面上用平行于斜面的細線固定一木塊 箱以加速度a勻加速上升時 箱以加速度a勻加速向左時 分別求線對木塊的拉力f1和斜面對箱的壓力f2 網(wǎng)絡教學專家 問題2 弄清牛頓第二定律的瞬時性 牛頓第二定律是表示力的瞬時作用規(guī)律 描述的是力的瞬時作用效果 產(chǎn)生加速度 物體在某一時刻加速度的大小和方向 是由該物體在這一時刻所受到的合外力的大小和方向來決定的 當物體所受到的合外力發(fā)生變化時 它的加速度隨即也要發(fā)生變化 f ma對運動過程的每一瞬間成立 加速度與力是同一時刻的對應量 即同時產(chǎn)生 同時變化 同時消失 例3 如圖 a 所示 一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1 l2的兩根細線上 l1的一端懸掛在天花板上 與豎直方向夾角為 l2水平拉直 物體處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)將l2線剪斷 求剪斷瞬時物體的加速度 問題3 弄清牛頓第二定律的獨立性 當物體受到幾個力的作用時 各力將獨立地產(chǎn)生與其對應的加速度 力的獨立作用原理 而物體表現(xiàn)出來的實際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果 那個方向的力就產(chǎn)生那個方向的加速度 例4 如圖3所示 一個劈形物體m放在固定的斜面上 上表面水平 在水平面上放有光滑小球m 劈形物體從靜止開始釋放 則小球在碰到斜面前的運動軌跡是 a 沿斜面向下的直線b 拋物線c 豎直向下的直線d 無規(guī)則的曲線 問題4 弄清牛頓第二定律的同一性 加速度和合外力 還有質(zhì)量 是同屬一個物體的 所以解題時一定要把研究對象確定好 把研究對象全過程的受力情況都搞清楚 x 求m受到的摩擦力 m m 牛頓定律的應用 1 類型 a 已知受力 f合 已知一段運動 v0 vt s t中的三個 2 步驟 1 明確研究對象 整體或單個物體 2 對研究對象進行受力分析 運動情況分析 3 研究對象在兩個力作用下做加速運動 一般用平行四邊形定則 或三角形定則 解題 若研究對象在三個以上的力作用下做加速運動 一般用正交分解法解題 注意靈活選取坐標軸的方向 既可以分解力 也可以分解加速度 當研究對象在研究過程的不同階段受力情況有變化時 那就必須分階段進行受力分析 4 列方程求解 例4 如圖所示 質(zhì)量為m 4kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 0 5 在與水平成 37o角的恒力f作用下從靜止起向右前進t1 2s后 撤去f 又經(jīng)過t2 4s物體剛好停下 求 f的大小 最大速度v 總位移s 問題5 弄清面接觸物體分離的條件及應用 相互接觸的物體間可能存在彈力相互作用 對于面接觸的物體 在接觸面間彈力變?yōu)榱銜r 它們將要分離 抓住相互接觸物體分離的這一條件 就可順利解答相關問題 下面舉例說明 例5 一根勁度系數(shù)為k 質(zhì)量不計的輕彈簧 上端固定 下端系一質(zhì)量為m的物體 有一水平板將物體托住 并使彈簧處于自然長度 如圖所示 現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a a g 勻加速向下移動 求經(jīng)過多長時間木板開始與物體分離 網(wǎng)絡教學專家 例6 如圖所示 一個彈簧臺秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都不計 盤內(nèi)放一個物體p處于靜止 p的質(zhì)量m 12kg 彈簧的勁度系數(shù)k 300n m 現(xiàn)在給p施加一個豎直向上的力f 使p從靜止開始向上做勻加速直線運動 已知在t 0 2s內(nèi)f是變力 在0 2s以后f是恒力 g 10m s2 則f的最小值是 f的最大值是 問題6 分析臨界問題 例7 如圖所示 細線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊a的頂端p處 細線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球 當滑塊至少以加速度a 向左運動時 小球?qū)瑝K的壓力等于零 當滑塊以a 2g的加速度向左運動時 線中拉力t 問題7 必須會用整體法和隔離法解題 兩個或兩個以上物體相互連接參與運動的系統(tǒng)稱為連接體 以平衡態(tài)或非平衡態(tài)下連接體問題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中 是考生備考臨考的難點之一 例8 如圖a b兩木塊的質(zhì)量分別為ma mb 在水平推力f作用下沿光滑水平面勻加速向右運動 求a b間的彈力fn 例9 如圖 傾角為 的斜面與水平面和質(zhì)量為的木塊間的動摩擦因數(shù)均為 木塊沿斜面加速下滑時斜面仍保持靜止 求水平面給斜面的摩擦力大小和方向 例10 如圖所示 水平粗糙的地面上放置一質(zhì)量為m 傾角為 的斜面體 斜面體表面也是粗糙的有一質(zhì)量為m的小滑塊以初速度v0由斜面底端滑上斜面上經(jīng)過時間t到達某處速度為零 在小滑塊上滑過程中斜面體保持不動 求此過程中水平地面對斜面體的摩擦力與支持力各為多大 問題9 必須會分析傳送帶有關的問題 例13 如圖所示 某工廠用水平傳送帶傳送零件 設兩輪子圓心的距離為s 傳送帶與零件間的動摩擦因數(shù)為 傳送帶的速度恒為v 在p點輕放一質(zhì)量為m的零件 并使被傳送到右邊的q處 設零件運動的后一段與傳送帶之間無滑動 則傳送所需時間為 摩擦力對零件做功為 ab 例14 如圖所示 傳送帶與地面的傾角 37 從a到b的長度為16 傳送帶以v0 10m s的速度逆時針轉(zhuǎn)動 在傳送帶上端無初速的放一個質(zhì)量為0 5 的物體 它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) 0 5 求物體從a運動到b所需的時間是多少 sin37 0 6 cos37 0 8 問題10 必須會分析求解聯(lián)系的問題 例15 風洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的 大小可調(diào)節(jié)的風力 現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室 小球孔徑略大于細桿直徑 如圖21所示 1 當桿在水平方向上固定時 調(diào)節(jié)風力的大小 使小球在桿上作勻速運動 這時小球所受的風力為小球所受重力的0 5倍 求小球與桿間的動摩擦因數(shù) 2 保持小球所受風力不變 使桿與水平方向間夾角為370并固定 則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離s所需時間為多少 sin370 0 6 cos370 0 8 圖21 g 典型錯誤之二 受力分析漏掉重力 例17 蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳 翻滾并做各種空中動作的運動項目 一個質(zhì)量為60kg的運動員 從離水平網(wǎng)面3 2m高處自由下落 著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5 0m高處 已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1 2s 若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理 求此力的大小 g 10m s2 14 一小圓盤靜止在桌布上 位于一方桌的水平桌面的中央 桌布的一邊與桌的ab邊重合 如圖 已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為 1 盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為 2 現(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面 加速度的方向是水平的且垂直于ab邊 若圓盤最后未從桌面掉下 則加速度a滿足的條件是什么 以g表示重力加速度 12 如圖所示 質(zhì)量為m的木板放在傾角為 的光滑斜面上 質(zhì)量為m的人在木板上跑 假如腳與板接觸處不打滑 1 要保持木板相對斜面靜止 人