广东高考物理第一轮复习第三章牛顿第二定律课件(上课用).ppt

1,第一轮复习 第三章 牛顿运动定律,2,运动与力的关系:(定性分析),牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 理解：物体的运动状态不需要力来维持。 (2)力是使物体运动状态发生变化的原因。 运动状态的改变指的是物体运动速度的变化。 （3）牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通过如伽里略斜面实验等大量事实基础上的逻辑推理结果。,3,4,5,关于牛顿第一定律的理解,1牛顿第一定律不像其它定律那样是由实验直接总结出来的，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，总结前人的研究成果，加之丰富的想象而提出来的。,2牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动情况。物体不受外力是该定律的条件,物体保持匀速直线运动或静止状态是结果.,3牛顿第一定律是独立的一条规律，不能简单看成是牛顿第二定律的特例。,4牛顿第一定律的意义 指出力不是维持物体运动的原因； 指出一切物体都有惯性； 指出力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因； 提出了惯性参考系的概念。,6,二、惯性及对惯性的理解,惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。,误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性,误区之二：运动速度大的物体惯性大,惯性有两种表现形式,惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，在受到了相同阻力的情况下，速度（大小）不同质量相同的物体，在相同的时间内速度减小量是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变运动状态的难易程度惯性是相同的，与它们的速度无关。,7,误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性消失,误区之五：惯性是一种特殊的力,误区之三：“惯性”就是“惯性定律”,而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现；,地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，物体的重力越大惯性越大。如果把物体放在月球上，它所受的重力是地球上的1/6，但是质量不变。在地球上和月球上速度相同质量相同的物体，在受到了相同阻力的情况下，会同时停下来，这就说明两个质量相同的物体，不管在地球上，还是月球上，它们改变运动状态的难易程度惯性是相同的,惯性是物体本身固有的一种属性，力是物体之间的相互 作用。,8,物体为什么会运动？,惯性的缘故。 惯性是物体固有的性质。惯性指物体保持匀速直线运动或静止状态的性质（指物体保持其速度大小、方向不变的性质）。 即是指运动的物体如果没有受到外力的作用，将会以原来的速度大小和方向一直运动下去，而不会停下来。而静止的物体将会一直静止。,9,3、（2007海南物理1）16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（ ） A、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大 B、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态” C、两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D、一个物体维持匀速直线运动，不需要力,解析：亚里士多德的多数结论来自观察.当时并没有考虑到摩擦力的作用，所以许多结论都是错误的.根据我们现在所学的内容，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.所以ABC都是他的观点，而D不是.,D,警示：在分析时，由于看前面的例子而易选择ABC中的一个.在分析时应该看后面的说明.,10,4、（2006年广东卷1）下列对运动的认识不正确的是（ ） A物体的自亚里士多德认为然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动 B.伽利略认为力不是维持物体运动的原因 C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅使其运动 D.伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有每个速度，将保持这个速度继续运动下去,A,解析：亚里士多德认为没有力作用在物体上，物体就不会运动。伽利略认为力不是维持物体运动的原因，伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具 有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去。牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，并不是使物体运动的原因。故答案为A。,备考提示：本题涉及对运动的认识过程，考查对基本理论的认识程度，属于容易题。,11,5、（2003上海理综卷 50）理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论 减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度； 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面； 如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度； 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列,在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列关于事实和推论的分类正确的是（ ） A、是事实，是推论 B、是事实，是推论 C、是事实，是推论 D、是事实，是推论,B,12,正确理解惯性和平衡状态,6、 下面说法正确的是（ ） A静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B物体的速度为零时一定处于平衡状态 C物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用 D物体的位移方向一定与所受合力方向一致,解析：A物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以A错，B物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如振动物体离平衡位置最远时速度为零，此时恢复力不为零，它就不处于平衡状态，所以B错，D如平抛运动就不是这种情况，力与位移方向不一致，所以D错,C,13,7、（2008广东卷1）伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（ ） A倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关,解析：倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比，在斜面上的速度与时间成正比，故选项A错误，选项B正确。斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，从顶端滚到底端所需时间与倾角有关，故选项C、D错误。,B,14,8、,15,16,9、,17,10、如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时，小气泡在瓶内又将如何运动？,解：因为当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。同理，当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时，小气泡在瓶内将向左运动。,18,11、在车箱的顶板上用细线挂着一个小球，在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断： （1）细线竖直悬挂：_ （2）细线向图中左方偏斜：_ （3）细线向图中右方偏斜：_,19,作用在小球上只能有两个力：地球对它的重力mg、细线对它的拉力（弹力）T根据这两个力是否处于力平衡状态，可判知小球所处的状态，从而可得出车厢的运动情况解答 （1）小球所受的重力mg与弹力T在一直线上，如图3-3（a）所示，且上、下方向不可能运动，所以小球处于力平衡状态，车厢静止或沿水平轨道（向左或向右）作匀速直线运动 （2）细线左偏时，小球所受重力mg与弹力T不在一直线上图3-3（b），小球不可能处于力平衡状态小球一定向着所受合力方向（水平向右方向）产生加速度所以，车厢水平向右作加速运动或水平向左作减速运动（3）与情况（2）同理，车厢水平向左作加速运动或水平向右作减速运动图3-3（c）说明 力是使物体产生加速度的原因，不是产生速度的原因，因此，力的方向应与物体的加速度同向，不一定与物体的速度同向如图3-3（b）中，火车的加速度必向右，但火车可能向左运动；图3-3（c）中，火车的加速度必向左，但火车可能向右运动,20,12、（ 2005广东卷 1）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（ ） A车速越大，它的惯性越大 B质量越大，它的惯性越大 C车速越大，刹车后滑行的路程越长 D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大,B C,解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，可知A、D两项错误刹车时的加速度大小a=g,滑行路程,因为路面相同，即动摩擦因数相同，所以车速v0越大，滑行路程越长，C项正确,惯性是物体本身具有的特性，只与物体的质量有关，与物体运动的速度无关,本题中物体滑行的路程只与物体的初速度有关，与惯性大小无关,21,13、火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（ ） A人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已 D人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同,D,解析：由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持火车运行的速度，此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。,受力分析和运动分析是力学解题的基础和关键,22,解：设油滴离开车厢顶部时，车速为v0,油滴由于惯性此时也具有水平速度V0,对地做平抛运动，,车厢做匀减速运动,联立式解出油滴落地点到O点的距离,所以油滴落在O点的右方,思维发散,1.油滴相对于地面的运动轨迹是什么？ 2.车厢若加速运动，油滴落点在何处？ 3若在A点连续落下油滴，能落在同一点吗？,23,惯性大小的量度：质量,物体惯性的大小是指改变物体运动状态（使物体速度变化）的难易程度。运动状态改变的难易程度指在相同的外力作用下，在相同的时间内，物体速度改变量的大小越小，则说明物体运动状态越难改变，物体的惯性越大。 惯性大小并非指把物体由运动变为静止的难易程度。,24,对惯性大小量度的理解： 惯性的大小只与质量的大小有关，而与物体运动的速度大小等无关。,题例：判断。 推动原来静止的物体比推动正在运动的该物体所需要的力大，所以静止的物体惯性大。 正在行驶的质量相同的两辆汽车，行驶快的不易停下来，所以速度大的物体惯性大。,25,惯性的应用：物体速度不可突变,在分析物体运动状态改变时，应注意物体惯性的缘故，在状态变化的初态时刻物体的速度不会发生突变。 如上升气球中掉下的物体由于惯性物体仍向向上运动，而不会直接就向下掉。,26,例. 静止在光滑水平面上的物体，在开始受到水平拉力的瞬间，下述正确的是（ ） A.物体立刻产生加速度，但此时速度为零 B.物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为零 C.速度与加速度都为零 D.速度与加速度都不为零,A,27,牛顿第三定律,内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 对牛顿第三定律的理解： 牛顿第三定律和第一、第二定律一样，是从无数的事实中总结出来的客观规律，并且也已经在人类的实践中获得了验证。 牛顿第三运动定律实质上揭示了物体间的作用是相互的，力总是成对出现的，物体作为施力物体的时候它也一定是受力物体。要知道作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同时同样变化、一定是同一性质的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关。,28,关于牛顿第三定律的理解,1相互性：物体间力的作用是相互的。即两个物体间只要有力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力施力物体同时也是受力物体。求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。正确确认作用力和反作用力FAB和FBA。,2. 同时性：作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。,3. 同一性：作用力和反作用力的性质是相同。,4. 普适性：不管物体大小形状如何，不管物体的运动状态如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。,5. 异体性：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡。,29,对相互作用力的重要关注点,1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力 一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。 2.一对作用力和反作用力的冲量和功 一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而相互作用的两个物体的对地位移大小、方向都可能是不同的。,30,6.作用力和反作用力与平衡力的区别,7.作用力和反作用力的性质。一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。,一对平衡力,31,牛顿第三定律的应用,主要用于受力分析中研究对象的转移及多个物体间在力的方面的联系. 牛顿第三定律阐明了相互作用物体之间的作用力和反作用力之间的关系。因而，利用牛顿第三定律，可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析。为我们提供了一个对物体进行受力分析的新途径。,32,C D,15、 （07年1月广东省汕尾市调研测试2） 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论：（ ） A、作用力与反作用力时刻相等 B、作用力与反作用力作用在同一物体上 C、作用力与反作用力大小相等 D、作用力与反作用力方向相反,看图先看坐标轴。纵坐标表示相互作用力的大小和方向，横坐标表示时间，图像表示的相互作用力随时间变化的函数图像。通过图像可以看到在任意时刻，作用力和反作用力总是等大、反向。,学会从图像获取信息。,33,16、（ 2004年全国I I卷18题）如图所示，四个完全题 相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 （ ）,Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4,D,建立轻弹簧的物理模型。区分平衡力和作用力与反作用力。,34,17、一个大汉（甲）跟一个女孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了在此过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是（ ） A大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大 B大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大 C大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等 D只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大,A D,解析：既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大，大汉为什么能把女孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同如图分别画出两者在水平方向上的受力情况，显然，只有当fm甲fm乙时，女孩才会被大汉拉过来如果让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上，两人再比力气时，女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来,正确理解一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别和联系，正确认识物体的运动状态改变取决于物体所受到的合力，而不是某一个力,35,B,18、物体静止于一斜面上则下述说法正确的是（ ） A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C.物体所受重力和斜面对物体的 作用力是一对作用力和反作用力 D.物体所受重力可以分解为沿斜 面向下的力和对斜面的压力,思维发散,1.斜面对物体的作用力是什么方向，大小如何？ 2.物体对斜面的作用力是什么方向，大小如何？ 3.斜面对物体的作用力和物体对斜面的作用力是一对作用力和反作用力吗？,合力与分力都没有单独的反作用力,36,19、（2001年天津卷 23题）有下列说法中说法正确的是（ ） 一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速运动），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同。 一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速运动），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反。 在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反。 在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反 A、 B、 C、 D、,D,一对平衡力（一对作用力和反作用力）的冲量总是大小相等，方向相反；一对平衡力做的功总是一正一负，数值相等或者均为零，而一对作用力和反作用力做的功正负不一定相同，数值不一定相等,37,20、跳高运动员能从地面向上跳起, 这是由于（ ） A.运动员给地面的压力等于运动员受到的重力 B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力 C.地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力 D.地面给运动员的支持力小于运动员给地面的压力,C,38,21、,39,22、,40,23、,41,42,24、,43,44,牛顿第二定律及其应用,45,运动变化与力的定量关系：,牛顿第二定律内容：物体加速度的大小与物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向相同。 数学表达式：F=ma 。 力F的单位是牛顿（N）-使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力大小为1N。,46,关于牛顿第二定律的理解,2.“瞬时性”：物体的加速度a与物体所受合外力F的瞬时一一对应关系。a为某一瞬时的加速度，F即为该时刻物体所受的合力。,3.“矢量性”：任一瞬时，a的方向均与合外力方向相同，当合外力方向变化时，a的方向同时变化，且任意时刻两者方向均保持一致。,1.“同一性”：合外力F、质量m、加速度a三个物理量必须对应同一个物体或同一个系统；加速度a相对于同一个惯性系。,4.“独立性”：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度的矢量和。,47,牛顿第二定律的应用,应用牛顿第二定律求解的两类问题。 (1)已知物体的受力情况要求确定物体的运动情况。 物体的受力分析求F F=ma 应用运动学知识求S v t。 (2)已知物体的运动情况要求物体所受的某个末知的力。 物体的运动分析，由运动学求出a F=ma物体的受力分析,由F求出某一个力。,48,应用牛顿运动定律解题的一般步骤,1、审题、明确题意，清楚物理过程；,2、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组；,3、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图；,4、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。,5、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；,6、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。,49,应用牛顿第二定律解题注意点,（1）灵活选取研究对象。 （2）将研究对象隔离开来，分析物体的受力情况并画出物体的受力分析示意图，分析物体的运动情况并画出物体运动过程示意图。 （3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。 （4）列出方程并求解，最后检查答案是否完整、合理。 无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题进行正确的受力分析和运动过程分析是关键，要养成用画受力分析示意图和运动草图的方法来理解题意的习惯。,50,25、,51,问题1：必须弄清牛顿第二定律的同体性。 注意研究对象的选取(隔离法与整体法),Fma中的F、m和a是同属于同一个研究对象而言的，不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体,也可以是两个或两个以上的物体组成的系统.所以解题时首先选好研究对象,然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。,52,26、 一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2),解：选人和吊台组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律有：,再选人为研究对象, 由牛顿第二定律,由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向相反,因此人对吊台的压力大小为200N,方向竖直向下。,53,问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。,牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力不变时,物体的加速度也保持不变,物体做匀变速运动;当物体所受的合外力(包括大小和方向)发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，物体做非匀变速运动.此时F=ma对运动过程的每一瞬间成立，且瞬时力决定瞬时加速度，可见，确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。,54,弹力与摩擦力的特点,弹力特点：绳拉力，杆拉（压）力，支持（压）力，形变微小，可认为无须形变也能产生弹力；故其作用力的大小方向在物体运动状态改变的瞬间，其大小方向是可以不同（即可以发生变化的）。 弹簧弹力，要有明显的形变才产生弹力，当物体运动状态变化的瞬间（物体由于惯性的缘故位置来不及发生变化）其大小方向均保持不变。 摩擦力特点：滑动摩擦力在物体运动变化的瞬间（惯性缘故）方向不变，其大小要视其正压力的变化而定。 静摩擦力与支持力等弹力一样，大小方向均可能发生变化，变化后瞬间的大小方向均要据物体运动变化的运动情况而定。,55,瞬时加速度的计算,物体的加速度a与物体所受合外力F合瞬时对应。a为某一瞬时的加速度，F合即为该时刻物体所受的合力。,求物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化先看不变量，再看变化量；加速度与合外力瞬时一一对应,轻绳（线、弹簧、橡皮绳）即其质量和重力均可视为等于零，同一根绳（线、弹簧、橡皮绳）的两端及其中间各点的弹力大小相等。,轻绳（线、橡皮绳）只能发生拉伸形变，只能产生拉力；而轻弹簧既能发生拉伸形变，又能产生压缩形变，所以轻弹簧既能承受拉力，也能承受压力。,无论轻绳（线）所受拉力多大，轻绳（线）的长度不变，即轻绳（线）发生的是微小形变，因此轻绳（线）中的张力可以突变。,由于弹簧和橡皮绳受力时，发生的是明显形变，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能发生突变。,56,27、 质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的轻弹簧，放在光滑水平台面上，A球紧靠着墙壁，现用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，A、B球的加速度如何？,解：撤去F前， A、B球受力分析如图所示撤去F瞬间，F立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有,分析问题在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化先看不变量，再看变化量；加速度与合外力瞬时一一对应,57,28、 小球A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静 止，如图所示，在烧断细线的瞬间，A、B的加速度各是多少？,解：烧断细绳前， A、B球受力分析如图所示烧断细绳瞬间，绳上张力立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有,明确“轻绳”和“轻弹簧” 两个理想物理模型的区别,58,29、如图所示,木块A与B用一轻质弹簧相连,竖直放在木板C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平面方向迅速抽出木板C的瞬时,A和B的加速度大小分别为多大？,解：撤去木板C前， 对A、B球进行受力分析,撤去木板C瞬时，A和B的重力及弹簧的弹力不变 ，B物体受到的支持力突然变为零，所以,思维发散：利用整体法可求撤去木板C瞬时B的加速度,59,30、 两矩形物块A、B质量均为m，叠放在一个竖直立着的弹簧上，如图所示，弹簧的劲度系数为k，弹簧质量忽略不计。今用一竖直向下的力压物块A，弹簧在此力的作用下又缩短了L(仍在弹性限度之内)，突然撤去此力，此时A对B的压力是多少？,撤去外力前，整体和A球受力分析如图所示撤去外力F瞬间，外力F立即消失，而弹簧弹力不能突变整体具有竖直向上的加速度a,联立式解出A对B的压力,60,31、如图所示，小球被两根弹簧系住，弹簧OB轴线与水平方向夹角为，如果将弹簧在A处剪断，小球的加速度为多大？如果将弹簧在B处剪断，则小球的加速度又为多大？,解：剪断弹簧前， 小球受力分析如图所示,弹簧在A处剪断瞬间， FOA立即消失，mg和FOB不变，mg和FOB的合力大小仍然等于剪断弹簧前FOA的大小,弹簧在B处剪断瞬间， 同理,状态和过程分析是物理解题的生命线,61,32、如图所示，小球被两根弹簧系住，弹簧OB轴线与水平方向 夹角为，此时小球刚好对地面无压力，如果将弹簧OB在B处剪断，则小球的加速度为多大？,解：剪断弹簧前， 小球受力分析如图所示,弹簧在B处剪断瞬间， FOB立即消失，mg和FOA不变，小球将受到地面对它的支持力N，它与重力平衡，小球受到的合外力为FOA，根据牛顿第二定律得,球和墙之间发生的是微小形变，弹簧发生的明显形变发生微小形变产生的弹力可以突变，发生明显形变产生的弹力发生变化需要一定的时间,62,33、如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线恰是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为.若突然剪断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小是，小球加速度的大小为，方向与竖直方向的夹角等于. 小球再回到原处时弹簧拉力的大小是,小球再回到原处时,由圆周运动规律,F1 = mg cos,mg/cos,g tan,90,mg cos,细线剪断瞬间，T立即消失,弹簧弹力不变，仍为F=mg/cos，小球所受mg和F的合力不变，仍为mgtan，加速度大小agtan，方向水平向右，与竖直方向的夹角为900,解：剪断细线前， 小球所受mg和F的合力与T等大反向，大小等于Tmgtan,弹簧弹力Fmg/cos,弹力和摩擦力是被动力，结合牛顿第二定律进行分析,63,34、如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。,（l）下面是某同学对该题的一种解法：分析与解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡,有T1cosmg， T1sinT2， T2mgtan,剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tanma，所以加速度ag tan，方向在T2反方向。,你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。,解：（1）错误。因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小发生了变化。剪断瞬时物体的加速度a=gsin.,64,L1,L2,解:（2）正确。因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生变化，弹簧的弹力大小和方向都不变。,（2）若将图中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即 ag tan，你认为这个结果正确吗？请说明理由。,“轻绳”发生的是微小形变，其张力可以突变；“轻弹簧”发生的明显形变，其弹力不能突变,65,35、 竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各 与小球相连，另一端分别用销钉M N固定于杆上，小球处于静止状态.若拔去销钉M的瞬间，小球的加速度大小为12m/s2，若不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间，小球的加速度可能为(取g=10m/s2) （ ） A 22m/s2，方向竖直向上 B 22m/s2，方向竖直向下 C 2m/s2， 方向竖直向上 D 2m/s2， 方向竖直向下,BC,解:拔去M的瞬间,小球受到重力和下边弹簧的弹力,重力产生的加速度是10m/s2,方向竖直向下.此时小球的加速度大小为12m/s2若竖直向上,则下边弹簧的弹力产生的加速度为22m/s2 ,方向竖直向上;说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2 ,方向竖直向下因此在拔去销钉N的瞬间，小球的加速度为12m/s2+10m/s2=22m/s2,方向竖直向下.若竖直向下,则下边弹簧的弹力产生的加速度大小为2m/s2 ,方向竖直向下.说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2,方向竖直向上.因此在拔去销钉N的瞬间,小球的加速度为12m/s210m/s2=2m/s2,方向竖直向上,66,36、 竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则整个过程中，加速度的变化是（ ） A.始终变小 B.始终变大 C.先变小，后变大 D.先变大，后变小,A,加速度与合外力瞬时一一对应。,67,37、,68,69,38、,70,71,39、,72,加速度与合外力的瞬时性关系,如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的？,73,t=0,74,41、,75,临界和极值问题,临界状态：当物体从某种特性变化到另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态通常叫做临界状态，出现，“临界状态”时，既可理解成“恰好出现”也可以理解为“恰好不出现”的物理现象.,解决中学物理极值问题和临界问题的方法,(1)极限法：在题目中知出现“最大”、“最小”、“刚好”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）推向极端，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，从而暴露出临界条件,(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题，一般用假设法,76,方法:数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件,例如用假设法分析物体受力,方法I：假定此力不存在，根据物体的受力情况分析物体将发生怎样的运动，然后再确定此力应在什么方向，物体才会产生题目给定的运动状态,方法：假定此力存在，并假定沿某一方向，用运动规律进行分析运算，若算得结果是正值，说明此力确实存在并与假定方向相同；若算得的结果是负值，说明此力也确实存在，但与假定的方向相反；若算得的结果是零，说明此力不存在,77,42、如图，质量分别为m、M的A、B两木块叠放在光滑的水平地面上，A与B之间的动摩擦因数为。若要保持A和B相对静止，则施于A的水平拉力F的最大值为多少？若要保持A和B相对静止，则施于B的水平拉力F的最大值为多少？若要把B从A下表面拉出，则施于B的水平拉力最小值为多少？,解：设保持A、B相对静止施于A的最大拉力为FmA ,此时A、B之间达到最大静摩擦力mg，对于整体和物体B，分别应用牛顿第二定律,联立两式解出,量变积累到一定程度，发生质变，出现临界状态,78,设保持A、B相对静止施于B的最大拉力为FmB ,此时A、B之间达到最大静摩擦力mg，对于整体和物体A，分别应用牛顿第二定律,联立两式解出,若要把B从A下表面拉出，则施于B的水平拉力的最小值跟保持A、B相对静止施于B的最大拉力为FmB物理意义相同答案同,理解临界状态的“双重性”,整体法和隔离法相结合,79,43、如图所示，mA=1kg,mB=2kg,A、B间的最大静摩擦力为5N,水平面光滑，用水平力F拉B，当拉力大小分别为F1=10N和F2=20N时，A 、B的加速度各为多大？,解：假设拉力为F0时，A、B之间的静摩擦力达到5N，它们刚好保持相对静止对于整体和物体A，分别应用牛顿第二定律,联立两式解出,当F=10N15N时, A、B一定相对静止，对于整体关键牛顿第二定律,当F=20N15N时, A、B一定相对滑动，对于A和B分别应用牛顿第二定律,A、B间的静摩擦力达到5N时，一方面它们刚好保持相对静止具有相同的加速度；另一方面它们刚好开始滑动，它们之间的摩擦力按滑动摩擦力求解,80,44、如图,车厢中有一倾角为300的斜面,当火车以10ms2的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m与车厢相对静止,分析物体m所受摩擦力的方向,解1：m受三个力作用，重力mg、弹力 N、静摩擦力f f的方向难以确定我们先假设这个力不存在，那么如图，mg与N只能在水平方向产生mg tg的合力，此合力只能产生 tan300= g的加速度，小于题目给定的加速度，故斜面对 m的静摩擦力沿斜面向下,解2:假定m所受的静摩擦力沿斜面向上将加速度a正交分解，沿斜面方向根据牛顿定律有mgsin300一f=macos300,说明f的方向与假定的方向相反，应是沿斜面向下,81,45、 如图所示,把长方体切成质量分别为m和M的两部分，切面与底面的夹角为,长方体置于光滑的水平地面，设切面亦光滑，问至少用多大的水平推力推m，m才相对M滑动？,解: 设水平推力为F时，m刚好相对M滑动对整体和m分别根据牛顿第二定律,联立式解出使m相对M相对滑动的最小推力,整体法和隔离法相结合,动态分析临界状态，从两个方面理解临界状态,82,46、如图，一细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处， 细 线的另一端拴以质量为m的小球， .当滑块至少以多大加速度向左运动时，小球对滑块的压力为零？ .当滑块以加速度a=2g向左运动时，线中张力多大？,解：根据牛顿第二定律得,a=2g a0 ,小球离开斜面，设此时绳与竖直方向的夹角为,因此当滑块至少以加速度g向左运动时，小球对滑块的压力为零.,关键是找出装置现状（绳的位置）和临界条件，而不能认为不论多大，绳子的倾斜程度不变,83,47、质量为m的小物块，用轻弹簧固定在光滑的斜面体上，斜面的倾角为，如图所示。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，已知轻弹簧的劲度系数为k。求：小物块在斜面体上相对于斜面体移动的最大距离。,解：静止时物体受力如图示,向右加速运动时,随a 增大，弹簧伸长，弹力F增大，支持力N减小，直到N=0时，为最大加速度。,84,联立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,85,加速时间,通过余下距离所用时间,共用时间,解：行李受向右的滑动摩擦力f=mg,向右匀加速运动;当速度增加到与传送带速度相同时，和传送带一起做匀速运动到B端.,加速度,加速位移,最短时间,传送带最小速率,86,49、如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图.绷紧的传送带始终保持3.0ms的恒定速率运行，传送带的水平部分AB距水平地面的高度为h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端，且传送到B端时没有被及时取下，行李包从B端水平抛出，不计空气阻力，g取l 0m/s2 (1)若行李包从B端水平抛出的初速v3.0ms，求它在空中运动的时间和飞出的水平距离； (2)若行李包以v01.0ms的初速从A端向右滑行，包与传送带间的动摩擦因数0.20，要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离，求传送带的长度L应满足的条件.,水平传送带与平抛运动的结合，联系桥梁是速度,87,解（1）设行李包在空中运动时间为t，飞出的水平距 离为s，则,要使行李包从B端飞出的水平距离等于（1）中所求水平距离，行李包从B端飞出的水平抛出的初速度v=3.0m/s,故传送带的长度L应满足的条件为：L2.0m,联立两式解出 ：,设行李被加速到v时通过的距离为s0，则,88,解：过程一物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向下，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动,物体加速到与传送带速度相等所用的时间,物体在t1时间内的位移,89,当物体的速度达到传送带的速度时，由于tan ,继续做加速运动当物体的速度大于传送带的速度时，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上,设后一阶段直滑至底端所用的时间为t2，由,解得：t2=1s t2=-11s（舍去）,所以物体从A端运动到B端的时间t=t1+t2=2s,受力分析和运动分析是基础，加速度是联系力和运动的桥梁,若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，将与传送带相对静止一起匀速运动；若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，仍将继续加速,摩擦力可以是动力，也可以是阻力,启迪,90,发散思维：若传送带顺时针转动，小物体从A端运动到B端所需的时间是多少？,解：物体放在传送带后，受到滑动摩擦力的方向沿斜面向上，由于tan，物体沿传送带向下做初速度为零的匀加速运动滑动摩擦力的方向不变，此加速运动一直到B端,设物体从A端运动到B端所需的时间是t,91,51、,92,93,94,52、,95,96,97,问题3：必须注意牛顿第二定律的矢量性。,牛顿第二定律F合=ma是矢量式，加速度的方向由物体所受合外力的方向决定，二者总是相同。,在解题时，可以利用正交分解法进行求解。,a方向,F合方向,98,53、（2008全国卷第15题）如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（ ） A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动,解析：对小球水平方向受到向右的弹簧弹力N，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右加速运动或向左减速运动。,A D,a方向,F合方向,运动性质,99,解：以A为研究对象，A受mg重力和其它土豆的作用F，而产生水平向右的加速度。得D正确。,54、 如图，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上向左做匀减速运动，不计其他外力及空气阻力，则中间一质量为m的土豆A受到其他土豆对它的作用力大小应是（ ） A. mg B. mg C. D.,连接体问题的解题策略整体法求加速度，隔离法求相互作用力根据力的互成和分解思想，我们把其它土豆对A的作用力看成一个力，结合运动状态根据牛顿第二定律求解,D,整体F合大小和方向,F的大小和方向,整体（A）的a大小和方向,A的F合大小和方向,100,55、 如图，电梯与水平面间的夹角为300，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是重力的6/5，人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？,解：建立平面直角坐标系，分解加速度，根据牛顿第二定律的分量式有,用正交分解法列牛顿第二定律的方程式，一般以a的方向和垂直于a的方向为两个正交分解方向，这样只需要分解力，不需要分解加速度；有时为了减少矢量分解，在建立坐标系确定坐标轴正方向时，以分解加速度，尽量少分解力。,101,56、一斜面AB长为5m，倾角为30，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止释放，如图所示斜面与物体间的动摩擦因数为 ，求小物体下滑到斜面底端B时的速度及所用时间（g取10 m/s2）,102,103,灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合。,求各部分加速度相同的联接体中的加速度或合外力时，优先考虑“整体法”；如果还要求物体间的作用力，再用“隔离法”两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。,当各部分加速度不同时,一般采用“隔离法” 也可以采用“整体法”解题,连接体问题,1.连接体:一些（通过斜面、绳子、轻杆等）相互约束的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。,2.连接体的解法:,整体法求加速度，隔离法求相互作用力.,104,57、 底座A上有一根直立长杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的环B， 它与杆有摩擦，设摩擦力的大小恒定。当环从底座以初速度v向上飞起时，底座保持静止，环的加速度大小为a，求环在升起过程中，底座对水平面的压力分别是多大？,解：环向上做匀减速运动，底座连同直杆静止,环：,底座：,牛三定律,底座对水平地面的压力,105,58、 物体A和B的质量分别为1.0kg和2.0kg，用F=12N的水平力推动A，使A和B一起沿着水平面运动，A和B与水平面间的动摩擦因数均为0.2，求A对B的弹力。（g取10m/s2）,解：根据牛顿第二定律求出AB整体的加速度,因此A对B的弹力,整体法求加速度，隔离法求相互作用力,106,59、如图所