高中物理人教必修一4.5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用課件

1、人教版 必修一4.5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用 課前導(dǎo)入一起交通事故(據(jù)報(bào)載)某市區(qū)一路段發(fā)生了一起交通事故：一輛汽車(chē)在公路上勻速行駛，突然前面有一位老太太橫穿馬路，司機(jī)發(fā)現(xiàn)后立刻剎車(chē)，但老太太還是被撞倒了事故發(fā)生后交警測(cè)得剎車(chē)過(guò)程中車(chē)輪在路面上擦過(guò)的筆直的痕跡長(zhǎng)9 m，從廠家的技術(shù)手冊(cè)中查得該車(chē)輪胎和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.8.據(jù)悉，交通部門(mén)規(guī)定該路段的速度不得超過(guò)36 km/h.假如你就是這位交警，請(qǐng)你判斷該車(chē)是否超速行駛(假定剎車(chē)后汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng))知識(shí)導(dǎo)圖牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用 二、由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況基本思路：首先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用動(dòng)力學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定

2、物體所受的合外力，從而求出未知的力或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的具體方向等三、受力分析要點(diǎn)1每分析一個(gè)力，都應(yīng)能找出該力的施力物體，以防止多分析出沒(méi)有施力物體的并不存在的力不要把物體慣性的表現(xiàn)誤認(rèn)為物體在運(yùn)動(dòng)方向上受到一種力的作用例如滑冰者停止用力后向前滑行的過(guò)程中，不要誤認(rèn)為他受到一個(gè)向前的沖力作用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用 2不要把某個(gè)力和它的分力同時(shí)作為物體所受的力，也不要把某幾個(gè)力與它們的合力同時(shí)作為物體受到的力應(yīng)只保留物體實(shí)際受到的力例如，靜止于傾角為的斜面上的物體，如果已分析了重力G，就不能同時(shí)說(shuō)物體還受到下滑力Gsin 和垂直于斜面向下的分力Gcos .3要養(yǎng)成按先畫(huà)非

3、接觸力(如重力)再畫(huà)接觸力(如彈力、摩擦力)的順序分析物體受力的習(xí)慣，在分析接觸力時(shí)要注意受力物體與其他施力物體的接觸處最多存在兩個(gè)力(彈力、摩擦力)，有可能只有一個(gè)力(彈力)，也有可能無(wú)力作用4畫(huà)受力圖時(shí)，只畫(huà)物體受的力，不要畫(huà)研究對(duì)象對(duì)其他物體施加的力牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用 5要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律進(jìn)行受力分析例如，如圖所示，物體A、B疊放在一起，在作用于B物體上的水平拉力F作用下向右以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，在分析A、B間的靜摩擦力時(shí)，就可根據(jù)牛頓第二定律，A所受的靜摩擦力方向沿接觸面向右，并可由牛頓第二定律求出這一靜摩擦力的大小F靜=mAa.6從牛頓第三定律出發(fā)，依據(jù)力的相互

4、性，轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，分析物體受力，可以化難為易牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用3選取整體法與隔離法的原則(1)一般是先整體后隔離在連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，應(yīng)先把連接體當(dāng)做一個(gè)整體，分析整體受力，利用牛頓第二定律求出加速度，求連接體內(nèi)各物體間的相互作用，再把物體隔離，對(duì)該物體單獨(dú)進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律對(duì)該物體列式求解(2)求系統(tǒng)外力的問(wèn)題，有的直接選取整體法求解，有的則先隔離后整體牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用五、物體瞬時(shí)加速度求解方法牛頓第二定律表明了物體受的合外力與物體運(yùn)動(dòng)的加速度之間存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)物體受的合外力發(fā)生變化的同時(shí)，物體的加速度也就隨之而變了因此，分析物體的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前

5、后物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再根據(jù)牛頓第二定律求出物體的瞬時(shí)加速度此類(lèi)問(wèn)題的分析中應(yīng)特別注意“輕繩”、“輕桿”、“輕彈簧”三種模型的建立及特點(diǎn)：1輕繩(1)輕繩模型的建立輕繩或稱(chēng)為細(xì)線，它的質(zhì)量可忽略不計(jì)，輕繩是軟的，不能產(chǎn)生側(cè)向力，勁度系數(shù)非常大，以至認(rèn)為受力形變極微，看做不可伸長(zhǎng)(2)輕繩模型特點(diǎn)輕繩各處受力相等，且拉力方向沿著繩子方向輕繩不能伸長(zhǎng)繩中拉力可發(fā)生瞬間變化，剪斷后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用2輕桿(1)輕桿模型的建立輕桿的質(zhì)量可略而不計(jì)，輕桿是硬的，可產(chǎn)生側(cè)向力，它的勁度系數(shù)非常大，以至認(rèn)為受力形變極微，看做不可伸長(zhǎng)或不可壓縮(2)輕桿模型的特點(diǎn)輕

6、桿各處受力相等，其力的方向不一定沿著桿的方向輕桿不能伸長(zhǎng)也不能壓縮輕桿受到的彈力方式有：拉力或壓牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用3輕彈簧(1)輕彈簧模型的建立輕彈簧的質(zhì)量可忽略不計(jì)，可以被壓縮或拉伸，其彈力的大小與彈簧長(zhǎng)度的改變量有關(guān)(2)輕彈簧模型的特點(diǎn)輕彈簧各處受力相等，其方向與彈簧形變的方向相反彈力的大小為F=kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧長(zhǎng)度的改變量由于彈簧形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在分析瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成不變而輕彈簧被剪斷時(shí)，彈簧中的彈力則又瞬間消失例1如圖甲所示，在傾角37的足夠長(zhǎng)的固定的斜面底端有一質(zhì)量m1.0 kg的物體物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，現(xiàn)用輕細(xì)

7、繩將物體由靜止沿斜面向上拉動(dòng)拉力F10 N，方向平行斜面向上經(jīng)時(shí)間t4.0 s繩子突然斷了，求：(1)繩斷時(shí)物體的速度大小(2)從繩子斷了開(kāi)始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2)例2一位滑雪者如果以v020 m/s的初速度沿直線沖上一傾角為30的山坡，從沖坡開(kāi)始計(jì)時(shí)，至3.8 s末，雪橇速度變?yōu)榱闳绻┣僚c人的質(zhì)量為m80 kg，求雪橇受到的阻力是多少(g取10 m/s2)解析如圖建立坐標(biāo)系，以v0方向?yàn)閤軸的正方向，并將重力進(jìn)行分解則有：G1Gsin 30G2Gcos 30在x方向上，F(xiàn)3為物體受到的阻力大?。辉趛方向上，因?yàn)?/p>

8、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有變化，所以重力的一個(gè)分力G2等于斜坡的支持力FN，即G2FN.答案20.8 N，方向沿斜面向下例3放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖253甲、乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為() 甲乙經(jīng)典例題例【1】如圖所示，在光滑地面上有一水平力F拉動(dòng)小車(chē)和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車(chē)的質(zhì)量為M，木塊的質(zhì)量為m.設(shè)加速度大小為a，木塊與小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在這個(gè)過(guò)程中木塊受到的摩擦力大小是()AmgBmaC. F DFmaC 經(jīng)典例題例【2】

9、：如圖甲所示，質(zhì)量為m10 kg的小球掛在傾角37、質(zhì)量M40 kg的光滑斜面的固定鐵桿上當(dāng)斜面和小球以a10.5g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力分別為多少？當(dāng)斜面和小球都以a2g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力又分別是多少？(取g10 m/s2)A經(jīng)典例題例【2】：如圖甲所示，質(zhì)量為m10 kg的小球掛在傾角37、質(zhì)量M40 kg的光滑斜面的固定鐵桿上當(dāng)斜面和小球以a10.5g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力分別為多少？當(dāng)斜面和小球都以a2g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力又分別是多少？(取g10 m/

10、s2)A小球和斜面一起向右加速運(yùn)動(dòng)，球相對(duì)斜面有兩種情況，一種是壓在斜面上，一種是離開(kāi)斜面兩種情況有個(gè)臨界點(diǎn)，彈力FN0，此時(shí)的加速度稱(chēng)為臨界加速度a0.本題關(guān)鍵是比較實(shí)際加速度與臨界加速度，判斷小球的相對(duì)狀態(tài)，再受力分析求解先求出臨界狀態(tài)時(shí)的加速度，這時(shí)FN0，受力分析如圖乙所示，故有：經(jīng)典例題例【2】：如圖甲所示，小球的質(zhì)量為5 kg，BC為水平繩，AC繩與豎直方向的夾角37，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，g取10 m/s2.(1)求BC繩的張力(2)若將BC繩剪斷，則剪斷瞬間小球的加速度為多少？解析(1)BC繩剪斷前，小球受力情況如圖256乙所示則有：FBCmgtan 510tan 37 N37

11、.5 N.(2)BC繩剪斷瞬間，AC繩的張力發(fā)生變化，小球所受合外力垂直于AC繩斜向下，大小為mgsin ma所以agsin 100.6 m/s26 m/s2.答案(1)37.5 N(2)6 m/s2關(guān)于筆記 學(xué)習(xí)筆記是同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)活動(dòng)中，通過(guò)聽(tīng)講、觀察和思考而記錄的內(nèi)容，是一種重要的學(xué)習(xí)手段俗話(huà)“說(shuō)好記性不如爛筆頭”，隨著時(shí)間的推移，所學(xué)知識(shí)總要有所遺忘，而學(xué)習(xí)筆記積累了大量的原始資料，稍加整理，就可以使知識(shí)系統(tǒng)化，便于日后復(fù)習(xí)鞏固學(xué)習(xí)筆記應(yīng)以注重內(nèi)容、不拘形式、發(fā)展能力為原則，起到拓寬知識(shí)、加深理解、訓(xùn)練思維、提高效率的作用1學(xué)習(xí)筆記應(yīng)記什么(1)記重點(diǎn)記重要的概念、原理和規(guī)律物理概念、原

12、理、規(guī)律的敘述常常是簡(jiǎn)潔而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，一個(gè)關(guān)鍵的字、詞往往隱藏著豐富的內(nèi)涵因此在物理概念、原理、規(guī)律的學(xué)習(xí)中，必須及時(shí)把老師在課堂上分析的這些隱藏著的潛臺(tái)詞整理出來(lái)，并做必要的記錄記典型習(xí)題典型習(xí)題對(duì)同學(xué)們今后的學(xué)習(xí)可起到引導(dǎo)、啟發(fā)和示范作用，能發(fā)展分析、綜合、歸納和應(yīng)用知識(shí)等多方面的能力，培養(yǎng)思維的邏輯性和推理的嚴(yán)密性記一般規(guī)律通常情況，老師會(huì)將類(lèi)似的或有關(guān)聯(lián)的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)、概念，整理其分析思路，總結(jié)一些規(guī)律性的東西(2)記疑點(diǎn)、難點(diǎn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是認(rèn)識(shí)上的進(jìn)步，問(wèn)題得到解決是知識(shí)水平的提高物理學(xué)習(xí)說(shuō)到底就是生疑、釋疑的過(guò)程每個(gè)同學(xué)可整理出自己學(xué)習(xí)情況的“問(wèn)題集”，以便檢查自己學(xué)習(xí)中遺留的問(wèn)題，提高學(xué)習(xí)效率(3) 記課外知識(shí)俗話(huà)說(shuō)：“處處留心皆學(xué)問(wèn)”當(dāng)今社會(huì)處于信息時(shí)代，物理學(xué)習(xí)也應(yīng)適應(yīng)時(shí)代要求因此，在物理學(xué)習(xí)中應(yīng)廣泛地閱讀，細(xì)心地觀察，認(rèn)真地思考，隨時(shí)采擷信息，使一些現(xiàn)象與物理知識(shí)產(chǎn)生神奇的碰撞，迸發(fā)出靈感的火花2