高中物理 第五章 研究力和运动的关系本章整合课件 沪科版必修1.ppt

本章整合 第五章研究力和运动的关系 本章知识可分为三个组成部分 第一部分 牛顿第一定律 第二部分 牛顿第二定律 第三部分 牛顿第二定律的应用 一 牛顿第一定律 二 牛顿第二定律 三 牛顿第二定律的应用 一 动力学的两类基本问题解决动力学两类问题的基本思路 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 例1 如图所示 在倾角 37 的足够长的固定的斜面底端有一质量m 1 0kg的物体 物体与斜面间动摩擦因数 0 25 现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动 拉力f 10n 方向平行斜面向上 经时间t 4 0s绳子突然断了 求 1 绳断时物体的速度大小 2 从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间 已知sin37 0 60 cos37 0 80 g取10m s2 解析 1 物体沿斜面向上运动过程中 受拉力f 斜面支持力n 重力mg和摩擦力f 如图甲所示 设物体沿斜面向上运动的加速度为a1 根据牛顿第二定律有 f mgsin f ma1又f n n mgcos 联立以上各式代入数据解得 a1 2 0m s2t 4 0s时物体的速度大小v1 a1t 8 0m s 答案 1 8 0m s 2 4 2s 方法技巧解决动力学基本问题时对力的处理方法1 平行四边形定则 若物体在两个共点力的作用下产生加速度 可用平行四边形定则求f合 然后求加速度 2 正交分解法 物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时 常用正交分解法 一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解 二 图像在动力学中的应用在动力学与运动学问题中 常见 常用的图像是位移图像 s 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 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 小环在沿杆方向的推力f作用下向上运动 推力f与小环速度v随时间变化规律如图乙所示 重力加速度g取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 0 2s内 根据牛顿第二定律可得 前2s有f1 mgsin ma2s后有f2 mgsin 联立两式代入数据可解得 m 1kg 30 答案 1 1kg 2 30 方法技巧1 对f t图像要结合物体受到的力 根据牛顿第二定律分别求出各段的加速度 分析每一时间段的运动性质 2 对a t图像 要注意加速度的正 负 分析每一段的运动情况 然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程 3 对f a图像 首先要根据具体的物理情景 对物体进行受力分析 然后根据牛顿第二定律推导出a f间的函数关系式 由函数关系式明确图像的斜率 截距的意义 从而求出未知量 三 动力学中的传送带模型传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题 例3 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上 传送带与地面的夹角 30 传送带两端a b的距离l 10m 传送带以v 5m s的恒定速度匀速向上运动 在传送带底端a轻放上一质量m 5kg的货物 货物与传送带间的动摩擦因数 求货物从a端运送到b端所需的时间 g取10m s2 解析 以货物为研究对象 由牛顿第二定律得 mgcos30 mgsin30 ma解得a 2 5m s2 答案 3s 方法技巧1 水平传送带问题 求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断 判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度 也就是分析物体在运动位移s 对地 的过程中速度是否和传送带速度相等 物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻 2 倾斜传送带问题 求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况 从而确定其是否受到