2011届物理一轮复习课件：3.6《牛顿运动定律》章末总结.ppt

20112011年年高三物理第一 轮复习备考备考- - 牛顿运动定 律 牛顿 (Newton,1642-1727) 牛顿运动定律解 题的几种方法 专题 1.合成法 2.正交分解法 4.极限分析法 3.整体法和分隔法 5.假设法 6.程序法 a 【变式探究】 F P-246 如图所示，一平直的传送带以速度=2m/s匀速 运动，传送带把处的工件运送到处，、 相距=10m.从处把工件无初速地放到传送带 上，经时间6s能传送到处，欲用最短时间 把工件从处传到处，求传送带的运行速度至 少多大 AB 水平传送带 5.假设法 假设法是解物理问题的一种重要方法.用假设 法解题,一般依题意从某一假设入手,然后用物理规 律得出结果,再进行适当的讨论,从而得出正确答案. 【例5】如图所示,火车车厢中有一个倾角为30的 斜面,当火车以10 m/s2的加速度沿水平方向向左运 动时,斜面上质量为m的物体A保持与车厢相对静止, 求物体所受到的静摩擦力.(取g=10 m/s2) 沿斜面向下 【变式练习】如图所示，质量m10.5 kg的小车静 止在光滑的水平面上，车长L1m，现有质量m21 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v04 m/s从左端滑上小车，同时给小车施加一个水平向 右的拉力F物块与车面间的动摩擦因数0.2， g取10 m/s2，忽略物块的大小求：要使物块不从小 车滑出，拉力应满足的条件？ 3NF1N F A B P-46 【变式练习】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩 形的箱中，如图所示。在箱的上顶板和下顶板安有 压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以 a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的加速运动时，上 顶板的传感器显示的压力为6.0N，下顶板的传感器 显示的压力为10.0N。取g=10m/s2。若上顶板传感 器的示数是下顶板传感器的示数的一半,试判断箱 的运动情况。 a=5(m/s2)此时箱在做以加速 度a向上的匀加速运动或者 向下的匀减速运动。 【变式练习】如图所示,一水平方向足够长的传送 带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,一物体以水 平速度v2从右端滑上传送带后,经过一段时间又返 回光滑水平面,此时速率为 v2,则下列说法正确 的是( ) A.若v1v2,则v2=v1 B.若v1v2,则v2=v2 C.不管v2多大,总有v2=v2 D.只有v1=v2时,才有v2=v2 AB 【变式练习】一质点处于静止状态,现对该质点施 加力F,力F随时间t按图2所示的正弦规律变化,力F 的方向始终在同一直线上.在04 s内,下列说法正 确的是( ) A.第2 s末,质点距离出发点最远 B.第2 s末,质点的动能最大 C.第4 s末,质点距离出发点最远 D.第4 s末,质点的动能最大 B、C. 6.程序法 按顺序对题目给出的物体运动过程进行分析 的方法简称程序法。程序法要求我们从读题 开始，注意题中能划分多少个不同的过程或 状态，然后对各个过程或状态进行分析 【变式练习】如图所示,质量为m的物体从离传送 带高为H处沿光滑圆弧轨道下滑,水平进入长为L的 静止的传送带,之后落在水平地面的Q点.已知物体 与传送带间的动摩擦因数为,则当传送带转动时 ,物体仍以上述方式滑下,将落在Q点的左边还是右 边？ (1)当传送带静止时 (2)当传送带逆时针方向转动 时,物体的受力情况与传送带 静止时相同 落在Q点 (3)当传送带顺时针转动时,可能出现五种情况: 当传送带的速度v带较大时,v带 落 在Q点的右边. 当传送带的速度v带较小时,v带 当传送带的速度v带= 时, 当传送带的速度 v带 当传送带的速度 v带 时 落在Q点 铁板 砂轮 【变式练习】如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮 在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长为 2.8m、质量为10kg。已知滚轮与铁板、铁板与工作 台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1。铁板从一端 放入工作台的砂轮下，工作时砂轮对铁板产生恒定 的竖直向下的压力为100N，在砂轮的摩擦作用下铁 板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转 动的角速度恒为5rad/s，g取10m/s2。 通过分析计算，说明铁板将如何运动？ 加工一块铁板需要多少时间？ 先做匀加速运动，然后做匀速运动 T=t1+t2=2s+0.4s=2.4 s 【变式练习】如图所示，质量m10.3 kg的小车静 止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m2 0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0 2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小 车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数 0.5，g取10 m/s2，求 (1)物块在车面上滑行的时间t； (2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左 端的速度v0不超过多少？ (1)0.24 s (2)5 m/s 【变式练习】一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌 的水平桌面的中央,桌布的一边与桌的 AB 边重 合,如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1, 盘与桌面间的动摩擦因数为2.现突然以 恒定加速度 a 将桌布抽离桌面.加速度的方向是 水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下, 则加速度 a 满足的条件是什么?(以g表示重力加 速度) 答案 a P-46 Good Luck To You Good Luck To You Good Luck To You Good Luck To You 课后作业： 我们唯一的命就是： 拼搏、奋斗！ 加油啊！ 课时训练九 牛顿第二定律的应用 传送带问题 水平传送带问题的演示与分析 传送带问题的实例分析 学习重点、难点、疑点、突破 传送带问题总结 难点与疑点： 难点：传送带与物体运动的牵制。关键是受 力分析和情景分析 疑点: 牛顿第二定律中a是物体对地加速度 ，运动学公式中S是物体对地的位移，这一 点必须明确。 水平传送带 例题分析： 例1:如图所示为水平传送带装置，绷紧的皮 带始终保持以=1m/s的速度移动，一质量 m=0.5kg的物体（视为质点）。从离皮带很近 处轻轻落到一端A处。若物体与皮带间的动摩 擦因素=0.1。AB两端间的距离为L=2.5m。试 求：物体从A运动到B的过程所需的时间为多 少？ AB 例题分析： 分析：题目的物理情景是，物体离皮带很近处轻轻 落到A处，视初速度为零，当物体刚放上传送带一段 时间内，与传送带之间有相对滑动，在此过程中， 物体受到传送带的滑动摩擦力是物体做匀加速运动 的动力，物体处于相对滑动阶段。然后当物体与传 送带速度相等时,物体相对传送带静止而向右以速度 做匀速运动直到B端，此过程中无摩擦力的作用。 AB 例题分析： 例2. 如图所示，一平直的传送带以速度 =2m/s匀速运动，传送带把处的工件运 送到处，、相距=10m.从处把工 件无初速地放到传送带上，经时间6s能 传送到处，欲用最短时间把工件从处传 到处，求传送带的运行速度至少多大 AB 例题分析： 例3. 如图所示，一水平方向足够长的传送带 以恒定的速度=2m/s沿顺时针方向匀速 转动，传送带传送带右端有一与传送带等高 的光滑水平面,一物体以恒定的速率 V=4m/s沿直线向左滑上传送带,求物体的 最终速度多大? AB 斜面传送带 例4. 如图所示，传送带与地面倾角为37 ，从 到长度为16m，传送带以10m/s的速 率逆时针转动.在传送带上端无初速地放一个质 量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩 擦因数为0.5.求物体从运动到所需时间 是多少.（sin370.6） 37 斜面传送带 例5.一传送带装置示意如图，传送带与地面倾角为 37 ，以4m/s的速度匀速运行,在传送带的低端A 处无初速地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带 间动摩擦因素=0.8,A、B间长度为25m,试回答下 列问题：（1）说明物体的运动性质（相对地球） （2）物体从A到B的时间为多少？ 37 总结 传送带问题的分析思路： 初始条件相对运动判断滑动摩擦力的大小和 方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方 向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后 的受力及运动状态的改变。 难点是当物体与皮带速度出现大小相等、方向相 同时，物体能否与皮带保持相对静止。一般采用 假设法，假使能否成立关键看F静是否在0- Fmax之 间 专题二“传送带模型”类问题 1.知识概要与方法归纳 “传送带类问题”分水平、倾斜两种;按转向分 顺时针、逆时针两种. (1)受力和运动分析 受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)发生在 v物与v带相同的时刻;运动分析中的速度变化 相对运动方向和对地速度变化.分析关键是: (1)v物、v带的大小方向; (2)mgsin与Ff的大小与方向. (2)传送带问题中的功能分析 功能关系:WF=Ek+EP+Q 对WF、Q的正确理解 a.传送带所做的功:WF=Fx带,功率P=Fv带(F 由传送带受力平衡求得). b.产生的内能:Q=Ffx相对 c.如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个 加速过程中物体获得的动能Ek,因为摩擦而产生的 热量Q有如下规律: Ek=Q= mv带2 “传送带类问题”是以真实物理现象为依据的问题, 它既能训练学生的科学思维,又能联系科学、生产 和生活实际,因而这种类型题具有生命力,当然也是 高考命题专家所关注的问题.由于“传送带类问题” 在高考考纲范围内属于涉及力、运动、能量等比较 综合的一种常见的模型,所以是历年来高考试题考 查的热点.学生对这类问题做答的得分率低. 3.综合应用牛顿运动定律解题 应用牛顿运动定律解题是整个高中物理学习 的最基本的能力要求之一,在高考中对合成 法、正交分解法、隔离法、整体法、极限分 析法和假设法的应用考查,历来成为高考命 题的热点. 例例6 6质量为质量为mm的小物块，用轻弹簧固定的小物块，用轻弹簧固定 在光滑的斜面体上，斜面的倾角为在光滑的斜面体上，斜面的倾角为 ，如，如 图所示。使斜面体由静止开始向右做加速图所示。使斜面体由静止开始向右做加速 度逐渐缓慢增大的变加速运动，已知轻弹度逐渐缓慢增大的变加速运动，已知轻弹 簧的劲度系数为簧的劲度系数为k k。求：小物块在斜面体。求：小物块在斜面体 上相对于斜面体移动的最大距离。上相对于斜面体移动的最大距离。 m m 解：静止时物体受力如图示解：静止时物体受力如图示 mgmg kx1 N 向右加速运动时向右加速运动时 a 随随a a 增大，弹簧伸长，弹力增大，弹簧伸长，弹力F F增增 大，支持力大，支持力N N减小，直到减小，直到N=0N=0时时 ，为最大加速度。，为最大加速度。 m mgmg kx2 a 联立联立两式解出小物块在斜面体两式解出小物块在斜面体 上相对于斜面体移动的最大距离上相对于斜面体移动的最大距离 20112011年年高三物理第一 轮复习备考备考- - 牛顿运动定 律 牛顿 (Newton,1642-1727) 【变式练习】原来作匀速运原来作匀速运动动动动的升降机内，有一的升降机内，有一 被伸被伸长长长长的的弹弹弹弹簧拉住的，具有一定簧拉住的，具有一定质质质质量的物体量的物体A A静止静止 在地板上，如在地板上，如图图图图所示，所示，现现现现在在A A突然被突然被弹弹弹弹簧拉向右方簧拉向右方 ，由此可判断，此，由此可判断，此时时时时升降机的运升降机的运动动动动可能是可能是 A.A.加速上升加速上升 B.B.减速上升减速上升 C.C.加速下降加速下降 D.D.减速下降减速下降 B C mg N F f f a 静摩擦力与物体间的正压力无关，都是最大静摩 擦力与物体间的正压力成正比物体的运动性质 由加速度和初速度两个条件共同决定，注意全面分 析问题 牛顿运动定律解 题的几种方法 专题 1.合成法 合成法是根据物体受到的力,用平行 四边形定则求出合力,再根据要求进行 计算的方法.这种方法一般适用于物体 只受两个力作用的情况. 【案例1】如图所示,在小车中悬挂一小球,若偏角 未知,而已知摆球的质量为m,小球随小车水平向 左运动的加速度为a=2g(取g=10 m/s2), 则绳的张 力为( ) A.10 m B. m C.20m D.(50+8 )m A a 【变式探究】 a a 【变式探究】 2.正交分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速 度时, 通常采用正交分解法解题.为减少矢量 的分解,建立坐标系时,确定x轴的正方向常有 以下两种选择. (1)分解力而不分解加速度 分解力而不分解加速度,通常以加速度a的 方向为x轴的正方向,建立直角坐标系,将物体 所受的各个力分解在x轴和y轴上,分别求得x 轴和y轴上的合力Fx和Fy.根据力的独立作用 原理,各个方向上的力分别产生各自的加速度, 得Fx=ma,Fy=0. (2)分解加速度而不分解力 物体受几个互相垂直的力的作用,应用牛顿 运动定律求解时,若分解的力太多,则比较繁琐 ,所以在建立直角坐标系时,可根据物体的受力 情况,使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解 加速度a,得ax和ay,根据牛顿第二定律得 Fx=max,Fy=may,再求解.这种方法一般是在以 某个力的方向为x轴正方向时,其他的力都落 在或大多数落在两个坐标轴上而不需要再分 解的情况下应用. 【案例2-1】如图所示,小车在水平面上以加速度a 向左做匀加速直线运动,车厢内用OA、OB两根细绳 系住一个质量为m的物体,OA与竖直方向的夹角为 ,OB是水平的.求OA、OB两绳的拉力FT1和FT2的大 小. FT1= FT2=mgtan-ma 【案例2-2】如图3所示,倾角为的光滑斜面固定 在水平地面上,质量为m的物块A叠放在物体B上,物 体B的上表面水平. 当A随B一起沿斜面下滑时,A、 B保持相对静止.求B对A的支持力和摩擦力. FN=mgcos2 Ff=mgsincos 3.整体法和分隔法 如果系统是由几个物体组成,它们有相 同的加速度,在求它们之间的作用力时,往 往是先用整体法求它们的共同加速度,再 用分隔法求它们之间的作用力. m1 m2 m3 F 【变式探究】 【例3】如图所示, 质量为2m的物体A与水平地面 间的摩擦可忽略不计,质量为m的物体B与地面间的 动摩擦因数为,在水平推力F的作用下,A、B做匀 加速直线运动, 则A对B的作用力为多大？ 【变式练习】压敏电阻的阻值会随所受压力的增大 而减小一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运 动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升 降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机 静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图 乙所示，则在此过程中( ) A物体处于失重状态 B物体处于超重状态 C升降机一定向上做匀加速运动 D升降机可能向下做匀减速运动 BD 【变式练习】如图甲所示，两物体A、B叠放在光 滑水平面上，对物体A施加一水平力F，Ft关系 图象如图乙所示两物体在力F作用下由静止开始 运动，且始终相对静止则 ( ) A两物体做匀变速直线运动 B两物体沿直线做往复运动 CB物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相 同 Dt2 s到t3 s这段时间内两物体间的摩擦力 逐渐增大 CD 4.极限分析法 在处理临界问题时,一般用极限法,特别是 当某些题目的条件比较隐蔽、物理过程又比 较复杂时. 临临临临界状界状态态态态：当物体从某种特性：当物体从某种特性变 变变变化到另化到另 一种特性一种特性时时时时，发发发发生生质质质质的的飞跃飞跃飞跃飞跃 的的转转转转折状折状态态态态通通 常叫做常叫做临临临临界状界状态态态态，出，出现现现现，“临临临临界状界状态态态态”时时时时 ，既可理解成，既可理解成“恰好出恰好出现现现现”也可以理解也可以理解为为为为“ 恰好不出恰好不出现现现现”的物理的物理现现现现象象. . (2)(2)假假设设设设法：有些物理法：有些物理过过过过程中没有明程中没有明显显显显出出现临现临现临现临 界界 问题问题问题问题 的的线线线线索，但在索，但在变变变变化化过过过过程中可能出程中可能出现临现临现临现临 界界问题问题问题问题 ，也可能不出，也可能不出现临现临现临现临 界界问题问题问题问题 ，解答，解答这类题这类题这类题这类题 ，一般用，一般用 假假设设设设法法 (3)(3)数学方法：将物理数学方法：将物理过过过过程程转转转转化化为为为为数学公式，根数学公式，根 据数学表达式求解得出据数学表达式求解得出临临临临界条件界条件 (1) (1)极限法：在题目中知出现极限法：在题目中知出现“最大最大”、“最最 小小”、“刚好刚好”等词语时，一般隐含着临界问题等词语时，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），处理这类问题时，可把物理问题（或过程）推推 向极端向极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满，分析在极端情况下可能出现的状态和满 足的条件，应用规律列出在极端情况下的方程，足的条件，应用规律列出在极端情况下的方程， 从而暴露出临界条件从而暴露出临界条件 【例4】如图所示,质量为M的木板上放着一质量 为m的木块,木块与木板间的动摩擦因数为1, 木 板与水平地面间的动摩擦因数为2.若要将木板 从木块下抽出,则加在木板上的力F至少为多大？ F(M+m)(1+2)g 【变式练习】如如图图图图，质质质质量分量分别为别为别为别为 m m、M M的的A A、B B两木两木 块块块块叠放在光滑的水平地面上，叠放在光滑的水平地面上，A A与与B B之之间间间间的的动动动动摩擦摩擦 因数因数为为为为。若要保持。若要保持A A和和B B相相对对对对静止，静止，则则则则