2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件：第三章牛頓運動定律第4節(jié).ppt

1、第四章 牛頓運動定律,二、 牛頓運動定律應(yīng)用：,1、應(yīng)用類型：,已知受力狀態(tài)a求運動情況（S、V、t）,2、常規(guī)解題步驟：,垂直a：平衡方程,已知運動情況a求受力狀態(tài),已知條件、受力分析、畫力圖（不分解）,建坐標（沿a、垂直a），分解力,列方程：,列其他運動學(xué)公式方程,沿a：原始牛二方程,代入數(shù)據(jù)，解方程，討論。,斜面傾角回避45度,N = mg.cos f = mg.cos,、斜面勻速或者靜止：,、斜面有水平或豎直加速度a：,斜面問題：,物塊沿斜面上滑或者下滑,坐標軸（加速度）沿斜面,物塊不受外力F或者F沿斜面,若物塊所受外力F不沿斜面,N mg.cos f mg.cos,物塊相對斜面靜止,

2、坐標軸（加速度）沿水平面,N mg.cos f mg.cos,fN,三角函數(shù)解臨界極值問題：,h,L,mg,N,光滑斜面上物體的下滑運動,F合=mgsin=ma,a=gsin,討論：、斜面高h一定：,傾角，a，s，t 當(dāng)=90，物塊自由落體，下落時間最短。,討論：、斜面底L一定：,當(dāng)=45，物塊下滑時間最短。,弦運動的等時性：,物體沿光滑弦軌道下滑運動,F合=mgsin=ma,a=gsin,討論：、物體從最高點下滑：,物體從最高點沿任意光滑弦下滑到圓周上，時間都相等。,S=2Rsin,物體從圓周上任意任意點沿光滑弦下滑到最低點， 時間都相等。,同理,例：如下圖，傾角為的斜面體上空有一個點O，現(xiàn)

3、要在O點與斜面間架起一條光滑的導(dǎo)軌，要使O點靜止釋放的小球沿導(dǎo)軌下滑至斜面的時間最短，問，這條導(dǎo)軌要如何架設(shè)？,O,傳送帶問題：（V為傳送帶速度）,1、物塊輕輕放在運動水平傳送帶一端,V,先勻加速（a=g）后勻速（也可一直加速）,2、物塊輕輕放在運動傾斜傳送帶底端,先加速后勻速（也可一直加速）-tan,3、物塊輕輕放在運動傾斜傳送帶頂端,一直勻加速-tan,先加速后勻速（也可一直加速）-tan,先加速再加速（也可一直加速）-tan,運算方法：代數(shù)方程、V-t圖像,3、力的獨立作用原理：,每一個力都可獨立產(chǎn)生加速度，物體總加速度由各個分加速度矢量和,條件：大部分力垂直分布，但不沿a或垂直a方向,

4、步驟：,在力的垂直分布方向上建坐標，將a分解為ax、ay 兩坐標上均列牛二方程：,牛頓定律特殊應(yīng)用：加速度的分解,例：如圖，質(zhì)量為80kg的物體放于安裝在小車上的水平磅秤上，沿斜面無摩擦地向下運動，現(xiàn)觀察到磅秤示數(shù)為600N，則斜面傾角為多少？物體對磅秤的靜摩擦力為多少?,1、超重：,T（N）mg a向上,加速上升或減速下降,如：受水平方向恒力F,三、 超重與失重：,2、失重：,T（N）mg a向下,加速下降或減速上升,3、完全失重：,T（N）=0 a=g,拋體運動,4、特殊超重：,“等效重力”沿任意方向,a相同,a大小相同，方向不同,a不同，但有聯(lián)系,四、 連接（結(jié)）體的運動：,1、探討依據(jù)

5、：系統(tǒng)中各物體的加速度存在聯(lián)系。,2、實例分析：,3、系統(tǒng)的內(nèi)力與外力：,系統(tǒng)內(nèi)部的作用力反作用力為內(nèi)力，內(nèi)力必成對出現(xiàn),外界對系統(tǒng)內(nèi)任何物體的作用力為外力 系統(tǒng)（重心）的運動加速度只由外力決定,4、系統(tǒng)法（整體與隔離法）：,隔離與整體是相對的， 整體法應(yīng)指明對象，且受力分析時不考慮內(nèi)力。,一般當(dāng)各物體加速度（大小方向）相同時，才能用整體法。,涉及系統(tǒng)內(nèi)力的問題，必須采用隔離法。,隔離法是通用的，故整體法應(yīng)優(yōu)先考慮， 一般是先整體、后隔離。,F,M,A,m,例：傾角的固定斜面上，質(zhì)量分別為M、m的兩物塊用一繩子相連，用沿斜面向上的拉力F拉動物塊M，使兩物塊沿斜面加速運動，已知兩物塊與斜面摩擦因

6、數(shù)，求兩物塊間細繩的張力T。,對于整體：,隔離m：,若斜面光滑：T不變,若=0o（即水平面）：T不變,若=90o（即豎直面）：T不變,總拉力F被按質(zhì)量成比例地分配到兩物塊上,5、系統(tǒng)分離的臨界問題：,臨界條件： 兩物體的速度、加速度相等， 但相互間只接觸不形變，無彈力。,例：如下圖，一個彈簧測力計放在水平地面上，其勁度系數(shù)k=800N/m，Q為與輕彈簧連接的稱盤，其質(zhì)量為m=1.5kg，盤上有一物塊M=10.5kg，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)對物塊M施加豎直向上的拉力F，使它從靜止開始向上勻加速運動，已知在前2s內(nèi)，F(xiàn)為變力，之后F為恒力，求F的最大值和最小值。,板塊問題：（板長L）,M,m,F,M

7、,m,F,M,m,V,M,m,V,M,m,V,地面光滑,脫離條件： 受力不平衡 加速度不等,獨立的受力圖 運動示意圖 牛二方程 相對位移L 摩擦生熱Q 動量守恒 彈性碰撞 運動圖像V-t,X ,6、特殊整體法：,系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不同,定性：一動一靜兩物體，系統(tǒng)重心的速度、加速度方向以動者方向一致,左邊繩子剪斷，哪一端會翹起？,系統(tǒng)的超重失重：,定量：系統(tǒng)的牛二定律： F合=m1a1+m2a2+m3a3+,例：絕緣光滑水平面固定等質(zhì)量的三個帶電小球ABC，三球成一條直線，若只釋放A球，A的瞬間加速度為1m/s2，方向向左；若只釋放C，C的瞬間加速度為2m/S2，方向向右；現(xiàn)同時釋放三球，求釋放

8、瞬間B的加速度。,例：物塊m沿斜面下滑，加速度為a，斜面M不動，求地面對斜面體的支持力和摩擦力。,豎直：Mg+mgN=may,水平：f=max,物塊靜止,物塊加速下滑或減速上滑,物塊減速下滑,摩擦力方向歸納: （Mm間動摩擦因素為，分析地面對斜面體摩擦）,物塊勻速下滑,-無摩擦,-無摩擦,-向右,-向左,條件：物塊m不受其它外力,7、全反力法：斜面上的物塊受其它外力F的作用，定性分析地面對斜面體的摩擦力,全反力R：同一接觸面彈力與摩擦力的合力,如果物塊m受其它外力F，使m發(fā)生變速滑動，特殊整體法不再適用！,常稱為：M對m的“作用力”,對于靜摩擦，對應(yīng)的全反力的方向（）不確定,對于動摩擦，當(dāng)物塊

9、滑行方向不變時， 對應(yīng)全反力的方向（m）不會改變,當(dāng)彈力N有改變，滑動摩擦力f也隨之改變，f與N成正比,物塊原來靜止于斜面：,物塊原來勻速下滑：,-地面無摩擦（整體法）,M,Mg,N,mg,N,f,R,R,m再施加向下的力F:等效于mg變大，,或施加其它方向的力F，m始終不滑動，,地面對M的摩擦與F的水平分量平衡（整體法）,全反力沿豎直方向，地面無摩擦,m再施加任意方向的力F，m仍然下滑,此時m可以有加速度，全反力大小也可能變化,但全反力方向不變，斜面體受力圖沒有變化，地面仍無摩擦,物塊原來加速下滑：,物塊原來減速下滑：,M,Mg,N,mg,N,f,R,R,f,M,Mg,N,mg,N,f,R,

10、R,f,全反力傾斜，地面對M的摩擦向右,m再施加任意方向的力F（未畫出） m仍然下滑（可以有任意加速度),同理，全反力方向不變， 斜面體受力圖無變化 地面對M的摩擦仍向右,全反力傾斜，地面對M的摩擦向左,m再施加任意方向的力F（未畫出） m仍然下滑（可以有任意加速度),同理，全反力方向不變， 斜面體受力圖無變化 地面對M的摩擦仍向左,（一）斜面上靜止（或相對靜止）的物塊：-整體法,（二）斜面上自由運動的物塊（一動一靜）：-特殊整體法,（三）斜面上受外力F的物塊沿斜面上滑：-全反力法,（四）斜面的自由物塊沿斜面下滑， 受外力F后，物塊仍沿斜面下滑：-全反力（同向）法,小結(jié)：,-地面對斜面體的摩擦

11、向右（如圖）,實驗（4）：驗證牛頓運動定律：,原理：控制變量法,實驗器材：,小車，砝碼，小桶，砂, 細線，附有定滑輪的長木板（軌道）,墊塊，打點計時器（電火花），紙帶, 天平及砝碼，刻度尺。,實驗步驟:,1用天平測出小車的質(zhì)量M,2安裝器材后，小桶里放入適量的砂， 用天平測出小桶和砂總質(zhì)量m， 當(dāng)mM時，近似認為小車的合力F、即繩子拉力大小等于mg,5數(shù)據(jù)處理：以加速度a為縱坐標，合力F為橫坐標，描點并分析加速度a與合力F的關(guān)系（M一定）,3接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，利用紙帶計算小車的加速度a。（逐差法）,4保持小車質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（并用天平稱量），重復(fù)以上實驗

12、5次,7數(shù)據(jù)處理：以加速度a為縱坐標，小車質(zhì)量倒數(shù)1/M為橫坐標，描點并分析加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系（F一定）,6保持小桶及砂的質(zhì)量m不變，即保持小車合力F不變，在小車上添加鉤碼改變小車質(zhì)量（并用天平稱量），重復(fù)以上實驗5次,注意事項:,在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復(fù)移動墊塊的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)，表明小車受到的阻力跟它的重力下滑分力平衡（可以從紙帶打點均勻性判斷）,1、關(guān)于平衡摩擦力針對小車受到的空氣和軌道摩擦阻力,2、關(guān)于小車的合力,當(dāng)Mm時，,注意事項:,3、關(guān)于加速度a與質(zhì)量成反比的證明,圖像幾何意義:,aF圖像斜率表示小車質(zhì)量倒數(shù),a1/M圖像斜率表示砂桶總重力,以直代曲,誤差分析: （系統(tǒng)誤差 OR 偶然誤差）,平衡摩擦力過度 沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小,1、不過原點的直線,2、實驗數(shù)據(jù)明顯不共線彎曲圖線,軌道粗糙程度不均勻 砂桶總質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量,證明：當(dāng)mM時，a-F圖像下彎（斜率變小）,但實際上,實驗改進：某生設(shè)計了如下實驗方案來探究牛頓第二定律： （1）如圖甲所