【创新方案】2014年高中物理-3.5-牛顿运动定律的应用课件-教科版必修1

第三章第5节理解教材新知把握热点考向知识点一知识点二考向一考向二应用创新演练随堂基础巩固课时跟踪训练知识点三1．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式确定物体的运动情况。2．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。3．加速度是联系物体运动情况和受力情况的桥梁。由物体的受力和运动情况求物体的质量[自学教材](1)牛顿第二定律给出了、力和三者之间的定量关系，我们可由这个关系式利用一些已知的物理量求得未知的物理量。(2)由受力情况确定物体受的合力，由运动情况求出物体的加速度，则由m＝可求得物体的质量。质量加速度Fa[重点诠释](1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动情况分析，画出物体的受力图，注意画出物体所受到的所有力，不能漏力或添力。(2)根据力的合成和分解求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。(3)由运动学公式及物体的运动情况求出物体运动的加速度(大小和方向)。(4)利用牛顿第二定律求出物体的质量。1.两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.40s时间内的v－t图像如图3－5－1所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比为________。图3－5－1解析：由图可求得物体乙的加速度大小为a乙＝40.40m/s2＝10m/s2。t1时刻两物体速度相同，均为v1＝1m/s，由v0乙－v1＝a乙t1，a甲t1＝v1可得：a甲＝103m/s2，又因两个物体相互作用力的大小相等，由m＝Fa可得m甲∶m乙＝a乙∶a甲＝3∶1。答案：3∶1已知物体的受力情况确定物体的运动情况1.基本思路2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图。(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等。3．应注意的问题(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上力作用时，要正确应用正交分解法求加速度。2.如图3－5－2所示，重10N的物体以速度v在粗糙水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20N，则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为(g取10m/s2)()A．1N20m/s2B．021m/s2C．1N21m/s2D．条件不足，无法计算图3－5－2解析：物体受到的摩擦力f＝μN＝0.1×10N＝1N，方向沿水平面向右，由F＋f＝ma可得a＝F＋fm＝21m/s2。故选项C对。答案：C已知物体的运动情况确定受力情况1.基本思路2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图。(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。3．应注意的问题(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆。(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力。3．质量为40kg的物体静止在水平的桌面上，当在400N的水平力作用下由静止开始经过16m的距离时，速度大小为16m/s，求物体受到的阻力大小。解析：由运动学公式得v2t－v20＝2ax，v0＝0则有a＝v2t2x＝1622×16m/s2＝8m/s2由牛顿第二定律得F合＝ma＝40×8N＝320N。对物体进行受力分析如图所示，竖直方向物体受到重力mg和支持力N一对平衡力作用，水平方向物体受到拉力F和摩擦力f作用，有F－f＝F合，所以f＝F－F合＝400N－320N＝80N。答案：80N已知物体的受力情况求运动情况[例1]如图3－5－3所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是()图3－5－3A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动[思路点拨]解答本题应注意以下两点：(1)根据小球所受弹力方向确定加速度方向。(2)a与v同向时加速，a与v反向时减速。[解析]因为小车与小球相对静止，故小车的运动情况与小球的运动情况相同，所以取小球为研究对象。小球水平方向只受到弹簧水平向右的弹力，依牛顿第二定律知其加速度向右。其速度方向可能向右，故可能是向右做加速运动，A项对。B项的加速度向左与上述分析矛盾，故B项错。C项的加速度向左，故C错。小车的速度可能向左，故可能是向左做减速运动，D项对。[答案]AD[借题发挥]根据物体的受力情况，只能确定物体加速度的大小和方向，但不能确定物体速度的方向。1.如图3－5－4所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是()图3－5－4A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C．从小球接触弹簧到最低点的过程，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到最低点的过程，小球的加速’度先减小后增大解析：小球的加速度大小取决于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。答案：CD已知物体的运动情况求受力情况[例2]如图3－5－5所示，何雯娜在蹦床比赛中。已知何雯娜的体重为49kg，设她从3.2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2s，离开蹦床后上升的高度为5m，试求她对蹦床的平均作用力？(g取10m/s2)图3－5－5[思路点拨]解答本题时应注意以下两点：(1)何雯娜跟蹦床作用后与作用前的速度方向相反。(2)求平均作用力时，认为何雯娜做匀变速直线运动。[解析]当她从3.2m高处下落到与蹦床接触的过程中做自由落体运动，由运动学公式v2＝2gx得，她接触蹦床时的速度大小为v1＝2gx1＝2×10×3.2m/s＝8m/s她离开蹦床时的速度大小为v2＝2gx2＝2×10×5m/s＝10m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式v2＝－v1＋at得她的加速度大小为a＝v2－－v1t＝10－－81.2m/s2＝15m/s2，方向竖直向上。她与蹦床接触的过程中受重力mg和蹦床对她的平均作用力F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma解得蹦床对她的平均作用力F＝1225N，方向竖直向上。由牛顿第三定律得她对蹦床的作用力F′＝F＝1225N，方向竖直向下。[答案]1225N方向竖直向下[借题发挥](1)运动员与蹦床作用过程，具有向上的加速度(平均)，故应用牛顿第二定律列方程时，应取竖直向上为正方向。(2)求运动员对蹦床的作用力时应用牛顿第三定律转化成蹦床对运动员的作用力。2．某物体做直线运动的v－t图像如图3－5－6所示，据此判断图3－5－7(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是()图3－5－6图3－5－7解析：由v－t图像知，0～2s匀加速，2～4s匀减速，4～6s反向匀加速，6～8s匀减速，且2～6s内加速度恒定，由此可知：0～2s内，F恒定，2～6s内，F反向，大小恒定，6～8s内，F又反向且大小恒定，故B正确。答案：B