高中物理人教版必修1課件第四章牛頓運(yùn)動定律

第四章牛頓運(yùn)動定律《牛頓運(yùn)動定律》復(fù)習(xí)課靜止勻速直線運(yùn)動運(yùn)動狀態(tài)質(zhì)量[方法規(guī)律]1．應(yīng)用牛頓第一定律分析問題應(yīng)注意的兩點(diǎn)(1)物體不受力(或某個(gè)方向不受力)時(shí)物體的運(yùn)動狀態(tài)(或某方向的速度)保持不變．(2)物體受到力的作用時(shí)運(yùn)動狀態(tài)要發(fā)生改變，速度增大、減小或方向改變．2．解釋慣性現(xiàn)象的方法：(1)明確研究的物體原來處于怎樣的運(yùn)動狀態(tài)．(2)當(dāng)外力作用在該物體的某一部分(或外力作用在與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上)時(shí)，這一部分的運(yùn)動狀態(tài)的變化情況．(3)該物體由于慣性保持怎樣的運(yùn)動狀態(tài)，判斷最后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象．[反饋練習(xí)]1．(多選)關(guān)于運(yùn)動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下列說法中正確的是(

)A．物體受到恒定的力作用時(shí)，它的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改變B．物體受到不為零的合力作用時(shí)，它的運(yùn)動狀態(tài)要發(fā)生改變C．物體受到的合力為零時(shí)，它可能處于靜止?fàn)顟B(tài)D．物體的運(yùn)動方向與它所受的合力的方向可能相同解析：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，只要物體受力(合力不為零)，它的運(yùn)動狀態(tài)就一定會改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；物體不受力或合力為零，其運(yùn)動狀態(tài)一定不變，處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，選項(xiàng)C正確；物體的運(yùn)動方向與它所受合力方向可能相同，也可能相反，還可能不在一條直線上，選項(xiàng)D正確．答案：BCD2．放在一足夠長且表面光滑的平板車上的兩個(gè)物體，隨車一起在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)車突然停止時(shí)(

)A．兩個(gè)物體一定不相碰B．兩個(gè)物體一定相碰C．若兩個(gè)物體質(zhì)量相等，兩個(gè)物體一定相碰D．若兩個(gè)物體質(zhì)量不相等，兩個(gè)物體一定相碰解析：因平板車表面光滑，原來兩物體與平板車有相同速度，當(dāng)平板車突然停止時(shí)，由于慣性，兩物體的速度不變，所以不會相碰．答案：A3．(多選)下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中，正確的是(

)A．牛頓第一定律是有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的，因此可用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證B．牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達(dá)到的，所以這條定律可能是錯(cuò)的C．牛頓第一定律不是牛頓一個(gè)人的研究成果D．牛頓第一定律是在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步推理而概括出來的解析：牛頓第一定律描述的是一種理想的情況，是牛頓在前人的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的規(guī)律，不能用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．答案：CD正比反比力F＝ma大小相等方向相反同一直線上F＝－F′牛頓第二定律

牛頓第三定律

[方法規(guī)律]1．力、加速度、速度的動態(tài)分析思路(1)物體所受合外力的方向決定其加速度的方向．①合力與加速度的大小關(guān)系是F＝ma，只要有合力，不管速度是大還是小，或是零，都有加速度，只有合力為零時(shí)，加速度才能為零．②一般情況下，合力與速度無必然的聯(lián)系，只有加速度與合力有必然的聯(lián)系．(2)速度與加速度同向時(shí)，物體加速，反之減速．(3)力與運(yùn)動的關(guān)系．①力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力→加速度→速度變化(運(yùn)動狀態(tài)變化)．②物體受到的合外力決定了物體當(dāng)時(shí)加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度變化量的大?。铀俣却笮∨c速度大小無必然的聯(lián)系．2．兩種求加速度的方法：(1)矢量合成法：①若物體只受兩個(gè)力作用，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向．加速度的方向就是物體所受合力的方向．②若知道加速度的方向也可應(yīng)用牛頓第二定律求物體所受的合力的方向．3．牛頓第三定律的應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用條件：作用力與反作用力總是等大、反向、共線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上．利用這些特點(diǎn)，若物體的某個(gè)受力比較難求，此時(shí)可以先求它的反作用力．(2)求解思路：①隔離該力的施力物體，分析該力的施力物體的受力情況．②求解該力的反作用力．③根據(jù)牛頓第三定律即可確定該力．[反饋練習(xí)]1．(多選)下列關(guān)于力和運(yùn)動關(guān)系的幾種說法中，正確的是(

)A．物體所受合力的方向，就是物體加速度的方向B．物體所受合力的方向，就是物體運(yùn)動的方向C．物體所受合力不為零，則其加速度一定不為零D．物體所受合力變小時(shí)，物體一定做減速運(yùn)動解析：由牛頓第二定律可知，物體所受合力的方向與加速度的方向是一致的，故選項(xiàng)A正確；但加速度的方向可能不是物體的運(yùn)動方向，如當(dāng)物體做減速直線運(yùn)動時(shí)，物體的加速度的方向與運(yùn)動方向相反，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體所受的合力不為零時(shí)，其加速度一定不為零，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)物體所受合力變小時(shí)，其加速度也變小，但如果此時(shí)合力的方向與物體的運(yùn)動方向相同，則物體做加速運(yùn)動，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC2.如圖所示，A、B兩個(gè)物體通過一輕彈簧相連，已知mA＝1kg，mB＝2kg.現(xiàn)對A施加一大小為3N的水平恒力F，使它們一起沿粗糙的水平地面向右做勻速運(yùn)動，某時(shí)刻突然撤去力F，此時(shí)A、B兩物體的加速度分別為aA、aB，則(

)A．a(chǎn)A＝aB＝0B．a(chǎn)A＝aB＝1m/s2，方向水平向左C．a(chǎn)A＝3m/s2，方向水平向左，aB＝0D．a(chǎn)A＝3m/s2，方向水平向右，aB＝1.5m/s2，方向水平向左解析：系統(tǒng)原來處于平衡狀態(tài)，當(dāng)力F撤去時(shí)，輕彈簧拉力不變，所以A物體所受的合外力大小為3N，方向水平向左，因此加速度大小為3m/s2，方向水平向左．而B物體所受的所有力均未發(fā)生變化，所以加速度仍為零．故只有C正確．答案：C解析：根據(jù)牛頓第三定律知甲對繩子的拉力與繩子對甲的拉力是一對作用力與反作用力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)榧讓K子的拉力和乙對繩子的拉力都作用在繩子上，二力是一對平衡力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；繩子對甲、乙的拉力大小相等，由于甲的質(zhì)量大，加速度小、相同時(shí)間內(nèi)的位移小，故甲會勝利，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案：C4．在滑冰場上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動，在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動．假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同．已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，這是由于(

)A．在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的過程中，甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間C．在剛分開時(shí)，甲的初速度大于乙的初速度D．在分開后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析：作用力、反作用力總是等大、反向，且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、作用時(shí)間相等，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對兩小孩分開后應(yīng)用牛頓第二定律得μmg＝ma，所以a＝μg，因?yàn)閮砂迮c冰面間的動摩擦因數(shù)相同，故加速度相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；分開后，甲、乙都做勻減速運(yùn)動直到停下，由2as＝v2，s甲>s乙，得v甲>v乙，選項(xiàng)C正確．答案：C5.如圖所示，楔形木塊固定，其斜面的傾角θ＝30°，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)繩跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開始時(shí)將B按在地面上不動，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升．求A的加速度大小及細(xì)繩中的張力．F合＝0向上向下[方法規(guī)律]1．分析平衡類問題的一般步驟(1)選取研究對象．(2)對所選取的研究對象進(jìn)行受力分析，并畫出受力圖．(3)對研究對象所受的力進(jìn)行處理，一般情況下需要建立合適的直角坐標(biāo)系，對各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行正交分解．(4)建立平衡方程，若各力作用在同一直線上，可直接用F合＝0的代數(shù)式列方程，若幾個(gè)力不在同一直線上，可用Fx合＝0與Fy合＝0聯(lián)立列出方程組．(5)對方程求解，必要時(shí)需對解進(jìn)行討論．2．判斷物體超重與失重的方法物體處于超重還是失重狀態(tài)，只取決于加速度方向，與物體的運(yùn)動方向無關(guān)．(1)當(dāng)物體的加速度方向豎直向上(或加速度有豎直向下的分量)時(shí)，處于超重狀態(tài)．(2)當(dāng)物體的加速度方向豎直向下(或加速度有豎直向上的分量)時(shí)，處于失重狀態(tài)．(3)當(dāng)物體的加速度豎直向下，且a＝g時(shí)，處于完全失重狀態(tài)．3．整體法、隔離法在受力分析時(shí)要靈活選用(1)當(dāng)所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體法分析，可使問題簡單明了，而不必考慮內(nèi)力的作用．(2)當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離法分析，這時(shí)系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力．解析：本題的疑難在于竹竿與質(zhì)量為m的人的狀態(tài)不同，突破點(diǎn)是分別分析質(zhì)量為m的人與竹竿的受力及狀態(tài)．質(zhì)量為m的人向下滑的過程中所受摩擦力向上，根據(jù)牛頓第三定律可知竹竿所受的摩擦力向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對質(zhì)量為m的人有mg－f＝ma，解得f＝mg－ma，選項(xiàng)B正確；對竹竿有N＝Mg＋f，解得N＝(M＋m)g－ma，根據(jù)牛頓第三定律可知竹竿對地面上的人的壓力大小為(M＋m)g－ma，小于質(zhì)量為m的人與竹竿所組成系統(tǒng)的重力，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)C、D正確．答案：BCD3.如圖所示，自由落下的小球從接觸豎直放置的輕彈簧開始到輕彈簧的壓縮量最大的過程中，小球的速度和加速度的變化情況是(

)A．速度變大，加速度變小B．速度變小，加速度變小C．速度先變小，后變大；加速度先變大，后變小D．速度先變大，后變小；加速度先變小，后變大解析：設(shè)輕彈簧的壓縮量為x、勁度系數(shù)為k，小球的質(zhì)量為m.在小球與輕彈簧接觸的初始階段，壓縮量x較小，合外力方向向下，加速度向下，速度向下，小球加速，根據(jù)牛頓第二定律得mg－kx＝ma，分析可知：加速度a隨x的增大而減??；當(dāng)mg＝kx時(shí)，加速度減為0，小球速度最大；之后，小球由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動，但合外力方向向上，加速度方向向上，速度方向向下，小球做減速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律得kx－mg＝ma，分析可知：加速度a隨x的增大而增大．綜上所述，小球的加速度先減小后增大，速度先增大后減小，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤．答案：D即a＝3m/s2⑤設(shè)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，由運(yùn)動學(xué)公式得v＝v0＋at⑥聯(lián)立⑤⑥式得v＝8m/s答案：8m/s四、動力學(xué)中的圖象問題和臨界問題[知識回顧]1．圖象問題(1)物理圖象信息量大，包含知識內(nèi)容全面，好多習(xí)題的已知條件是通過物理圖象給出的，動力學(xué)問題中常見的有x

－t、v

－t、F

－t及a

－F圖象．(2)遇到帶有物理圖象的問題時(shí)，要認(rèn)真分析圖象，要從它的物理意義、點(diǎn)、線段、斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等方面了解圖象給出的信息，再利用共點(diǎn)力平衡、牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式去解題．2．臨界極值問題(1)臨界極值問題在運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題時(shí)，常常討論相互作用的物體是否會發(fā)生相對滑動，相互接觸的物體是否會發(fā)生分離等，這類問題就是臨界問題．(2)解題關(guān)鍵解決臨界問題的關(guān)鍵是分析臨界狀態(tài)．例如，兩物體剛好要發(fā)生相對滑動時(shí)，接觸面上必須出現(xiàn)最大靜摩擦力；兩個(gè)物體要發(fā)生分離，相互之間的作用力——彈力必定為零．[方法規(guī)律]解決臨界問題的一般方法(1)極限法題設(shè)中若出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等這類詞語時(shí)，一般就隱含著臨界問題，解決這類問題時(shí)，常常是把物理問題(或物理過程)引向極端，進(jìn)而使臨界條件或臨界點(diǎn)暴露出來，達(dá)到快速解決有關(guān)問題的目的．(2)假設(shè)法有些物理問題在變化過程中可能會出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答這類題，一般要用假設(shè)法．(3)數(shù)學(xué)推理法根據(jù)分析的物理過程列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后由數(shù)學(xué)表達(dá)式討論出臨界條件．[反饋練習(xí)]1．如圖甲所示，質(zhì)量為1.0kg的物體置于固定斜面上，斜面的傾角θ＝37°，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，物體運(yùn)動的F－t圖象如圖乙(規(guī)定沿斜面向上的方向?yàn)檎较?，g＝10m/s2)，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝3/8，試求：(1)0～1s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小；(2)1s后物體繼續(xù)沿斜面上滑的距離．(2)1s時(shí)物體的速度v＝a1t1＝18m/s1s后物體繼續(xù)沿斜面減速上滑的過程中mgsin37°＋μmgcos37°－F′＝ma2，解得a2＝3m/s2設(shè)物體繼續(xù)上滑的距離為x2，由2a2x2＝v2得x2＝54m答案：(1)9m

(2)54m2．民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)在著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個(gè)由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來．若某型號的客機(jī)緊急出口離地面高度為4.0