《章末复习课》牛顿运动定律PPT

第5章牛顿运动定律章末复习课栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化2巩固层识整合知栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化3[体系构建]栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化4[核心速填]1．力与运动的关系：力可以物体的运动状态．2．牛顿第一定律：一切物体总保持静止或状态，除非有迫使它改变这种状态．3．惯性是物体的，与物体的运动状态及受力情况无关，惯性的大小仅取决于物体的．4．牛顿第二定律：物体加速度的大小与所受合外力的大小成，与物体的质量成，加速度方向与相同．表达式：.改变匀速直线运动外力固有属性质量正比反比合外力方向F＝ma栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化55．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小，方向，作用在同一条直线上．6．动力学的两类基本问题(1)从受力情况确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过确定物体的运动情况．(2)从运动情况确定受力情况：如果已知物体的运动情况，根据求出物体的加速度，再根据就可以确定物体所受的力．相等相反牛顿第二定律运动学规律运动学规律牛顿第二定律栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化67．超重与失重(1)超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受的重力，加速度方向．(2)失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受的重力，加速度方向．大于向上小于向下栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化7提升层力强化能栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化81．整体法：在研究连接体的加速度与力的关系时，往往将连接体视为整体．对牛顿第二定律F＝ma，F是整体所受的合外力，ma是整体与外力对应的效果．注意分析整体受力时不要将内力分析在其中．2．隔离法：多在求解连接体的相互作用力时采用，即将某个部分从连接体中分离出来，其他部分对它的作用力就成了外力．用整体法与隔离法求解连接体问题栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化93．在解答连接体问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，多数情况下两种方法要配合使用．求各部分加速度相同的连接体的加速度或合力时，优先考虑整体法，如果还要求物体之间的作用力，再用隔离法．在实际应用中，应根据具体情况，灵活交替使用这两种方法，不应拘泥于固定的模式．无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是对研究对象进行正确的受力分析．栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化10【例1】(多选)质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20N、F2＝10N，则下列说法正确的是()A．弹簧的弹力大小为16NB．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12NC．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为零D．若F1＝10N、F2＝20N，则弹簧的弹力大小不变栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化11AB[以物体A和B为整体，加速度a＝F1－F2mA＋mB＝2m/s2，方向水平向左．以物体A为研究对象，水平方向受F1及弹簧向右的拉力F拉作用，由牛顿第二定律有F1－F拉＝mAa，得F拉＝16N，所以A项对．若只有F1作用，则它们的加速度a′＝F1mA＋mB＝4m/s2，弹簧的拉力F拉′＝mBa′＝12N，所以B项对．C项中将弹簧换成轻质绳，绳对物体的拉力大小等于原来弹簧的拉力，不为零，C项错．若F1＝10N，F2＝20N，则它们的加速度a″＝F2－F1mA＋mB＝2m/s2，方向水平向右，以物体A为研究对象，由牛顿第二定律有F拉″－F1＝mAa″，得F拉″＝14N，所以D项错．]栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化12[一语通关]整体法与隔离法常涉及的问题类型(1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法．(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统)内各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法．(3)斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，一般采用隔离法分析．栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化131．物体A和B的质量分别为1.0kg和2.0kg，用F＝12N的水平力推动A，使A和B一起沿着水平面运动，A和B与水平面间的动摩擦因数均为0.2，求A对B的弹力．(g取10m/s2)栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化14[解析]以物体A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a所以a＝F－μmA＋mBgmA＋mB＝2m/s2对物体B有FAB－μmBg＝mBa因此A对B的弹力：FAB＝mB(a＋μg)＝8N.[答案]8N栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化15在某些物理情境中，物体运动状态变化的过程中，由于条件的变化，会出现两种状态的衔接，两种现象的分界，同时使某个物理量在特定状态时，具有最大值或最小值．这类问题称为临界、极值问题．临界极值问题是动力学的常见问题，常用的解决方法有：(1)极限法：在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，可把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)显现出来，达到快速求解的目的．牛顿第二定律在临界和极值问题中的应用栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化16(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界状态的线索，但在变化过程中有可能出现临界状态，也可能不出现临界状态，解答这类问题，一般用假设法．(3)数学方法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式求解得出临界条件．栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化17【例2】一个质量为m的小球B，用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点，如图所示，已知两绳拉直时，两绳与车厢前壁的夹角均为45°.试求：(1)当车以加速度a1＝12g向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力的大小；(2)当车以加速度a2＝2g向左做匀加速直线运动时，1、2两绳的拉力的大小．栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化18[解析]设当细绳2刚好拉直而无张力时，车向左的加速度为a0，由牛顿第二定律得，F1cos45°＝mg，F1sin45°＝ma0，可得：a0＝g.(1)因a1＝12ga0，故细绳2松弛，拉力为零，设此时细绳1与车厢前壁夹角为θ，有：F11cosθ＝mg，F11sinθ＝ma1，得：F11＝52mg.栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化19(2)因a2＝2ga0，故细绳1、2均张紧，设拉力分别为F12、F22，由牛顿第二定律得F12cos45°＝F22cos45°＋mgF12sin45°＋F22sin45°＝ma2解得：F12＝322mg，F22＝22mg.[答案](1)52mg0(2)322mg22mg栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化20[一语通关]求解此类问题时，一定要找准临界点，从临界点入手分析物体的受力情况和运动情况，看哪些量达到了极值，然后对临界状态应用牛顿第二定律结合整体法、隔离法求解即可.栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化212．(多选)如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ2.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则()A．当F2μmg时，A、B都相对地面静止B．当F＝52μmg时，A的加速度为13μgC．当F3μmg时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过12μg栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化22BCD[由题意可知A、B间的最大静摩擦力Ff1＝μ·2mg，B与地面间的最大静摩擦力Ff2＝12μ·3mg，所以当F逐渐增大至3μmg2时，B与地面间先发生相对滑动，A项错误；F继续增大，A、B间摩擦力也逐渐增大，当A、B间摩擦力增大至2μmg时，A、B恰要发生相对滑动，此时对B：Ff1－Ff2＝ma，可以解得a＝12μg；对A：F－Ff1＝2ma，解得F＝3μmg，C项正确；F继续增大，B受到两个不变的滑动摩擦力，加速度始终为12μg，D项正确；当F＝52μmg，A、B正在一起匀加速运动，对整体：F－Ff2＝3ma′，解得a′＝13μg，B正确．]栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化231．已知物体的受力情况，研究物体的运动情况，即在已知物体的受力情况下，求出物体的加速度，结合运动学公式确定物体的运动情况．已知物体受力情况――→由F＝ma求得a――→由匀变速直线运动公式求得s、v0、vt、t动力学的两类基本问题栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化242．已知物体的运动情况，研究物体的受力情况，即在已知物体的运动情况下，由运动学公式求出物体的加速度，再由加速度确定物体的受力情况．已知物体运动情况――→由匀变速直线运动公式求得a――→由F＝ma求得物体受力情况栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化25【例3】如图所示为何雯娜在蹦床比赛中的画面．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)[解析]她从3.2m高处下落到与蹦床接触前的过程做自由落体运动，由运动学公式v2＝2gs得，她接触蹦床时的速度大小v1＝2gs1＝8m/s她离开蹦床时的速度大小v2＝2gs2＝10m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式有v2＝－v1＋at栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化26得她的加速度大小为a＝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，由牛顿第二定律有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，方向竖直向下栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化27[一语通关]动力学两类基本问题的分析过程两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁，思维过程如下：栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化283．如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面底端有一质量m＝1kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10N，方向平行斜面向上，经时间t＝4s绳子突然断了．求：(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10m/s2)(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化29[解析](1)物体向上运动的过程中，受拉力F、斜面的支持力N、重力mg和摩擦力f，如图所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有F－mgsinθ－f＝ma1因f＝μN，N＝mgcosθ解得a1＝2m/s2t＝4s时物体的速度大小为v1＝a1t＝8m/s.栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化30(2)绳断时物体距斜面底端的位移s1＝12a1t2＝16m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如图所示，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mgsinθ＋f＝ma2f＝μmgcosθ栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强化31解得a2＝8m/s2物体做减速运动的时间t2＝v1a2＝1s减速运动的位移s2＝v1t22＝4m此后物体将沿着斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如图所示，根据牛顿第二定律，对物体加速下滑的过程有mgsinθ－f＝ma3f＝μmgcosθ解得a3＝4m/s2栏目导航栏目导航巩固层·知识整合提升层·能力强