高中物理 第四章牛頓運動定律 章末復習課件 新人教版必修1.ppt

2020 2 10 第四章牛頓運動定律總結 2020 2 10 2020 2 10 專題一連接體問題1 連接體是指運動中幾個物體疊放在一起 并排疊放在一起或有繩子 細桿聯(lián)系在一起的物體組 在實際問題中 常常會碰到幾個物體連接在一起在外力作用下運動 求解它們的運動規(guī)律及所受外力和相互作用力 這類問題被稱為連接體問題 與求解單一物體的力學問題相比較連接體問題要復雜得多 對于有相同加速度的連接體問題是比較簡單的 目前我們只限于討論這類問題 2 處理連接體問題的方法 1 整體法 把整個系統(tǒng)作為一個研究對象來分析的方法 不必考慮系統(tǒng)的內力的影響 只考慮系統(tǒng)受到的外力 依據(jù)牛頓第二定律列方程求解 2020 2 10 此方法適用于系統(tǒng)中各部分物體的初速度 加速度大小和方向相同的情況 2 隔離法 把系統(tǒng)中的各個部分 或某一部分 隔離 作為一個單獨的研究對象來分析的方法 此時系統(tǒng)的內力就有可能成為該研究對象的外力 在分析時應加以注意 然后依據(jù)牛頓第二定律列方程求解 此方法對于系統(tǒng)中各部分物體的加速度大小 方向相同或不相同的情況均適用 例1a b兩物體質量分別為m1 m2 如圖所示 靜止在光滑水平面上 現(xiàn)用水平外力f推物體a 使a b一起加速運動 求 a對b的作用力多大 解析 以a b整體為研究對象 整體法 水平方向只受一個外力f a 2020 2 10 以b為研究對象 隔離法 水平方向只有a對b的彈力fab 則fab 點評 求各部分加速度相同的連接體的加速度或合力時 優(yōu)先考慮 整體法 如果還要求物體之間的作用力 再用 隔離法 且一定是從要求作用力的那個作用面將物體進行隔離 如果連接體中各部分加速度不同 一般選用 隔離法 專題二臨界問題1 臨界問題的分析當物體運動的加速度發(fā)生變化時 物體可能從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài) 這個轉折點叫做臨界狀態(tài) 可理解為 將要出現(xiàn) 但 還沒有出現(xiàn) 的狀態(tài) 2020 2 10 2 常見類型 1 隱含彈力發(fā)生突變的臨界條件 彈力發(fā)生在兩物體接觸面之間 是一種被動力 其大小取決于物體所處的運動狀態(tài) 當運動狀態(tài)達到臨界狀態(tài)時 彈力會發(fā)生突變 2 隱含摩擦力發(fā)生突變的臨界條件 靜摩擦力是被動力 其存在及其方向取決于物體之間的相對運動的趨勢 而且靜摩擦力存在最大值 靜摩擦力為零的狀態(tài) 是方向變化的臨界狀態(tài) 靜摩擦力為最大靜摩擦力是物體恰好保持相對靜止的臨界條件 3 分析方法 1 采用極限法分析 即加速度很大或很小時將會出現(xiàn)的狀態(tài) 則加速度取某一值時就會出現(xiàn)轉折點 臨界狀態(tài) 2020 2 10 2 臨界狀態(tài)出現(xiàn)時 往往伴隨著 剛好脫離 即將滑動 等類似隱含條件 因此要注意對題意的理解及分析 3 在臨界狀態(tài)時某些物理量可能為零 列方程時要注意 例1如圖所示 質量為m 10kg的小球掛在傾角 37 的光滑斜面的固定鐵桿上 靜止時 細線與斜面平行 當斜面和小球以a1 0 5g的加速度向右勻加速運動時 小球對繩的拉力和對斜面的壓力分別為多少 當斜面和小球都以a2 3g的加速度向右勻加速運動時 小球對繩的拉力和對斜面的壓力又分別是多少 g取10m s2 點撥 注意物體在斜面上運動的臨界狀態(tài)就是對斜面壓力為0的狀態(tài) 2020 2 10 解析 先求出臨界狀態(tài)時的加速度 這時n 0 受力如圖甲所示 故所以a0 gcot g 當斜面和小球以a1向右做勻加速運動時 由于a1 a0 可知這時小球與斜面間有彈力 所以其受力如圖乙所示 故有f1cos nsin ma1 水平 f1sin ncos mg 垂直 fsin mg 豎直 fcos ma0 水平 2020 2 10 所以f1 100n n 50n即此時小球對繩的拉力為100n 小球對斜面的壓力為50n 當斜面和小球以a2向右做勻加速運動時 由于a2 a0 可知這時小球已脫離斜面 所以其受力如圖丙所示 故有f2sin mg 豎直 f2cos ma2 水平 兩式平方相加 可得f2 200n 即當斜面和小球都以a2向右運動時 小球對繩的拉力為200n 對斜面的壓力為0 點評 先用極限法求出臨界狀態(tài) 當斜面向右運動的加速度很大時 小球將飄離斜面 然后再確定臨界條件 即尋求a0 要注意的是當小球離開斜面之后 繩的方位發(fā)生變化致使小球受到的拉力方向發(fā)生變化 即繩和水平面的夾角已不再等于斜面傾角 而變?yōu)榱硪恢?了 2020 2 10 專題三應用牛頓第二定律和正交分解法解題1 正交分解法所謂正交分解法是指把一個矢量分解在兩個互相垂直的坐標軸上的方法 正交分解法是一種常用的矢量運算方法 其實質是將復雜的矢量運算轉化為簡單的代數(shù)運算 從而簡便的解題 正交分解法是解牛頓運動定律題目的最基本方法 物體在受到三個或三個以上的不在同一直線上的力作用時一般都用正交分解法 表示方法 fx f1x f2x f3x max fy f1y f2y f3y may 為減少矢量的分解 建立坐標系時 確定x軸正方向有以下兩種方法 1 分解力不分解加速度 此時一般規(guī)定a方向為x軸正方向 則方程為fx f1x f2x f3x ma fy f1y f2y f3y 0 2020 2 10 2 分解加速度而不分解力 此種方法以某種力的方向為x軸正方向 把加速度分解到兩坐標軸上 列方程組求解 例3如圖甲所示 電梯與水平面夾角為30 當電梯加速向上運動時 人對梯面的壓力是其重力的65 人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍 解析 對人受力分析 人受到重力mg 支持力fn 摩擦力f的作用 摩擦力方向一定與接觸面平行 由加速度的方向知f水平向右 建立直角坐標系 取水平向右 即 2020 2 10 f的方向 為x軸正方向 豎直向上為y軸正方向 此時只需分解加速度 其中ax acos30 ay asin30 如圖乙所