高中物理 第4章 牛顿运动定律章末总结课件 新人教版必修1.ppt

章末总结 专题整合 知能导图 高考前线 知能导图单元回眸 构建体系 专题整合归类解析 提炼方法 专题一动力学的两类基本问题1 掌握解决动力学两类基本问题的思路方法其中受力分析和运动过程分析是基础 牛顿第二定律和运动学公式是工具 加速度是连接力和运动的桥梁 2 力的处理方法 1 平行四边形定则由牛顿第二定律f合 ma可知 f合是研究对象m受到的外力的合力 加速度a的方向与f合的方向相同 解题时 若已知加速度的方向就可推知合力的方向 反之 若已知合力的方向 亦可推知加速度的方向 2 正交分解法物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时 常用正交分解法 表示方法为了减少矢量的分解 建立直角坐标系时 一般不分解加速度 例1 如图所示 在倾角 30 的固定斜面的底端有一静止的滑块 滑块可视为质点 滑块的质量m 1kg 滑块与斜面间的动摩擦因数 斜面足够长 某时刻起 在滑块上作用一平行于斜面向上的恒力f 10n 恒力作用时间t1 3s后撤去 求 从力f开始作用时起至滑块返回斜面底端所经历的总时间t及滑块返回底端时速度v的大小 取g 10m s2 答案 7 46s8 66m s 专题二图像在动力学中的应用1 常见的图像形式在动力学与运动学问题中 常见 常用的图像是位移图像 x t图像 速度图像 v t图像 和力的图像 f t图像 等 这些图像反映的是物体的运动规律 受力规律 而绝非代表物体的运动轨迹 2 图像问题的分析方法遇到带有物理图像的问题时 要认真分析图像 先从它的物理意义 点 线段 斜率 截距 交点 拐点 面积等方面了解图像给出的信息 再利用共点力平衡 牛顿运动定律及运动学公式去解题 例2 如图 甲 所示固定光滑细杆与地面成一定夹角为 在杆上套有一个光滑小环 小环在沿杆方向的拉力f作用下向上运动 拉力f与小环速度v随时间变化规律如图 乙 所示 取重力加速度g 10m s2 求 1 小环的质量m 2 细杆与地面间的夹角 解析 由题图得在0 2s内 a 0 5m s2根据牛顿第二定律可得 前2s有f1 mgsin ma2s后有f2 mgsin 代入数据可解得m 1kg 30 答案 1 1kg 2 30 专题三动态平衡问题的分析方法1 图解法 1 应用原则图解法分析动态平衡问题 往往涉及三个力 且三个力可以分为三类力或是两类力 若将三个力分为三类力 则其中一类力为恒力 另一类力方向不变 但大小发生变化 第三类力则随外界条件的变化而变化 包括大小和方向都变化 若将三个力分为两类 一类力大小方向都不变 另一类力大小和方向都变 且变化趋势相同 同时增加或减小 解答此类 动态型 问题时 一定要认清哪些因素保持不变 哪些因素是改变的 这是解答动态问题的关键 2 应用方法 三角形法 当物体受到三个力作用而处于平衡状态时 其合力为零三个力的矢量依次恰好首尾相接 构成闭合的三角形 当物体所受三个力中两个发生变化而又维持平衡时 这个闭合三角形总是存在的 只不过形状发生改变而已 比较这些不同形状的三角形 各力的大小及变化就一目了然了 通常以大小和方向都不变的力所代表的边作为参考标准 平行四边形法 当物体受到三个力作用而处于平衡状态时 其合力为零 其中任意两个力的合力与第三个力大小相等而方向相反 当物体所受的两个力发生变化时 我们就作出这两个变化力的平行四边形 通常变化力的合力大小方向都不变 以此作为参考标准 可以判断出物体的受力情况 例3 如图所示是给墙壁刷涂料用的 涂料滚 示意图 使用时 用撑杆推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动 把涂料均匀地粉刷到墙上 撑杆的重力和墙壁的摩擦均不计 且撑杆足够长 粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚 设该过程中撑杆对涂料滚的推力为f1 涂料滚对墙壁的压力为f2 则 a f1增大 f2减小b f1增大 f2增大c f1减小 f2减小d f1减小 f2增大 c 解析 涂料滚受三个力的作用 重力 墙壁对涂料滚水平向左的弹力f2 撑杆对涂料滚的推力f1 重力的大小方向确定 墙壁对涂料滚的弹力方向确定 粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚 涂料滚受力始终平衡 这三个力构成矢量三角形 当缓缓上推涂料滚时撑杆与墙壁间的夹角越来越小 如图所示 由此可知 当使撑杆与墙壁间的夹角越来越小时 f1 f2 均减小 f2和f2 等大反向 因此f1 f2均减小 选项c正确 方法总结此题为物体平衡条件的一个应用 处理这个类型的题需要找出不变的物理量 然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析 就是以不变应万变 2 相似三角形法 1 应用原则相似三角形法通常应用于只受三个力的物体 且三个力中有一个力大小方向都不发生变化 另外两个力都变化 但变化趋势不是十分明显 且能在所给出的条件中很好的构筑出几何三角形 几何三角形三边的变化与三个力构成的矢量三角形相似 从而根据相似知识找出变化力的变化情况 2 应用方法正确作出力的三角形后 如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形 几何三角形 相似 则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系 从而达到求未知量的目的 相似三角形法是解平衡问题时常用到的一种方法 解题的关键是正确的受力分析 寻找力三角形和几何三角形相似 例4 一轻杆bo 其o端用光滑铰链连接在固定竖直杆ao上 b端挂一重物 且系一细绳 细绳跨过杆顶a处的光滑小滑轮 用力f拉住 如图所示 现将细绳缓慢往左拉 使杆bo与杆ao间的夹角 逐渐减小 则在此过程中 拉力f及杆ob所受压力fn的大小变化情况是 a fn先减小 后增大b fn始终不变c f先减小 后增大d f始终不变 b 解析 b点受力为绳拉力f 杆支持力f杆 悬绳拉力mg 由于三力平衡 则f杆与mg的合力与f平衡 如图 甲 所示 高考前线真题体验 小试身手 1 2017 全国 卷 17 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上 弹性绳的原长也为80cm 将一钩码挂在弹性绳的中点 平衡时弹性绳的总长度为100cm 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点 则弹性绳的总长度变为 弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 a 86cmb 92cmc 98cmd 104cm b 解析 设弹性绳的劲度系数为k 挂上钩码后弹性绳伸长 l 20cm 由几何关系可知 钩码两侧弹性绳与竖直方向夹角为53 如图所示 由共点力的平衡条件可知 钩码的重力为g 2k lcos53 将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时 钩码的重力为g 2k l 解得 l l 12cm 弹性绳的总长度变为l0 l 92cm 选项b正确 2 2016 全国 卷 19 多选 如图 一光滑的轻滑轮用细绳oo 悬挂于o点 另一细绳跨过滑轮 其一端悬挂物块a 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b 外力f向右上方拉b 整个系统处于静止状态 若f方向不变 大小在一定范围内变化 物块b仍始终保持静止 则 a 绳oo 的张力也在一定范围内变化b 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化c 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化d 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 解析 由于力f改变时物块b始终保持静止 而连接a b的绳的张力不变 大小等于物块a的重力 滑轮两侧绳的夹角不变 则绳oo 的张力不变 f方向不变 大小变化时 力f在竖直和水平两方向的分力改变 由平衡条件可知 桌面对物块b的支持力和摩擦力在一定范围内变化 选项b d正确 bd 3 2016 全国 卷 17 如图 两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上 一细线穿过两轻环 其两端各系一质量为m的小球 在a和b之间的细线上悬挂一小物块 平衡时 a b间的距离恰好等于圆弧的半径 不计所有摩擦 小物块的质量为 解析 如图所示 由于不计摩擦 线上张力处处相等 且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心 由于a b间距等于圆弧半径 则 aob 60 进一步分析知 细线与ao bo间的夹角皆为30 取悬挂的小物块研究 悬挂小物块的细线张角为120 由平衡条件知 小物块的质量与小球的质量相等 即为m 故选项c正确 c 4 2015 全国 卷 20 多选 如图 a 一物块在t 0时刻滑上一固定斜面 其运动的v t图线如图 b 所示 若重力加速度及图中的v0 v1 t1均为已知量 则可求出 图 a 图 b a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度 acd 5 2015 全国 卷 20 多选 在一东西向的水平直铁轨上 停放着一列已用挂钩连接好的车厢 当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时 连接某两相邻车厢的挂钩p和q间的拉力大小为f 当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时 p和q间的拉力大小仍为f 不计车厢与铁轨间的摩擦 每节车厢质量相同 则这列车厢的节数可能为 a 8b 10c 15d 18 bc 6 2017 全国 卷 24 为提高冰球运动员的加速能力 教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1 s1 s0 处分别放置一个挡板和一面小旗