高中物理 第四章牛顿运动定律 章末复习课件 新人教版必修1.ppt

2020 2 10 第四章牛顿运动定律总结 2020 2 10 2020 2 10 专题一连接体问题1 连接体是指运动中几个物体叠放在一起 并排叠放在一起或有绳子 细杆联系在一起的物体组 在实际问题中 常常会碰到几个物体连接在一起在外力作用下运动 求解它们的运动规律及所受外力和相互作用力 这类问题被称为连接体问题 与求解单一物体的力学问题相比较连接体问题要复杂得多 对于有相同加速度的连接体问题是比较简单的 目前我们只限于讨论这类问题 2 处理连接体问题的方法 1 整体法 把整个系统作为一个研究对象来分析的方法 不必考虑系统的内力的影响 只考虑系统受到的外力 依据牛顿第二定律列方程求解 2020 2 10 此方法适用于系统中各部分物体的初速度 加速度大小和方向相同的情况 2 隔离法 把系统中的各个部分 或某一部分 隔离 作为一个单独的研究对象来分析的方法 此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力 在分析时应加以注意 然后依据牛顿第二定律列方程求解 此方法对于系统中各部分物体的加速度大小 方向相同或不相同的情况均适用 例1a b两物体质量分别为m1 m2 如图所示 静止在光滑水平面上 现用水平外力f推物体a 使a b一起加速运动 求 a对b的作用力多大 解析 以a b整体为研究对象 整体法 水平方向只受一个外力f a 2020 2 10 以b为研究对象 隔离法 水平方向只有a对b的弹力fab 则fab 点评 求各部分加速度相同的连接体的加速度或合力时 优先考虑 整体法 如果还要求物体之间的作用力 再用 隔离法 且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离 如果连接体中各部分加速度不同 一般选用 隔离法 专题二临界问题1 临界问题的分析当物体运动的加速度发生变化时 物体可能从一种状态变化为另一种状态 这个转折点叫做临界状态 可理解为 将要出现 但 还没有出现 的状态 2020 2 10 2 常见类型 1 隐含弹力发生突变的临界条件 弹力发生在两物体接触面之间 是一种被动力 其大小取决于物体所处的运动状态 当运动状态达到临界状态时 弹力会发生突变 2 隐含摩擦力发生突变的临界条件 静摩擦力是被动力 其存在及其方向取决于物体之间的相对运动的趋势 而且静摩擦力存在最大值 静摩擦力为零的状态 是方向变化的临界状态 静摩擦力为最大静摩擦力是物体恰好保持相对静止的临界条件 3 分析方法 1 采用极限法分析 即加速度很大或很小时将会出现的状态 则加速度取某一值时就会出现转折点 临界状态 2020 2 10 2 临界状态出现时 往往伴随着 刚好脱离 即将滑动 等类似隐含条件 因此要注意对题意的理解及分析 3 在临界状态时某些物理量可能为零 列方程时要注意 例1如图所示 质量为m 10kg的小球挂在倾角 37 的光滑斜面的固定铁杆上 静止时 细线与斜面平行 当斜面和小球以a1 0 5g的加速度向右匀加速运动时 小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多少 当斜面和小球都以a2 3g的加速度向右匀加速运动时 小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别是多少 g取10m s2 点拨 注意物体在斜面上运动的临界状态就是对斜面压力为0的状态 2020 2 10 解析 先求出临界状态时的加速度 这时n 0 受力如图甲所示 故所以a0 gcot g 当斜面和小球以a1向右做匀加速运动时 由于a1 a0 可知这时小球与斜面间有弹力 所以其受力如图乙所示 故有f1cos nsin ma1 水平 f1sin ncos mg 垂直 fsin mg 竖直 fcos ma0 水平 2020 2 10 所以f1 100n n 50n即此时小球对绳的拉力为100n 小球对斜面的压力为50n 当斜面和小球以a2向右做匀加速运动时 由于a2 a0 可知这时小球已脱离斜面 所以其受力如图丙所示 故有f2sin mg 竖直 f2cos ma2 水平 两式平方相加 可得f2 200n 即当斜面和小球都以a2向右运动时 小球对绳的拉力为200n 对斜面的压力为0 点评 先用极限法求出临界状态 当斜面向右运动的加速度很大时 小球将飘离斜面 然后再确定临界条件 即寻求a0 要注意的是当小球离开斜面之后 绳的方位发生变化致使小球受到的拉力方向发生变化 即绳和水平面的夹角已不再等于斜面倾角 而变为另一值 了 2020 2 10 专题三应用牛顿第二定律和正交分解法解题1 正交分解法所谓正交分解法是指把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法 正交分解法是一种常用的矢量运算方法 其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算 从而简便的解题 正交分解法是解牛顿运动定律题目的最基本方法 物体在受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时一般都用正交分解法 表示方法 fx f1x f2x f3x max fy f1y f2y f3y may 为减少矢量的分解 建立坐标系时 确定x轴正方向有以下两种方法 1 分解力不分解加速度 此时一般规定a方向为x轴正方向 则方程为fx f1x f2x f3x ma fy f1y f2y f3y 0 2020 2 10 2 分解加速度而不分解力 此种方法以某种力的方向为x轴正方向 把加速度分解到两坐标轴上 列方程组求解 例3如图甲所示 电梯与水平面夹角为30 当电梯加速向上运动时 人对梯面的压力是其重力的65 人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍 解析 对人受力分析 人受到重力mg 支持力fn 摩擦力f的作用 摩擦力方向一定与接触面平行 由加速度的方向知f水平向右 建立直角坐标系 取水平向右 即 2020 2 10 f的方向 为x轴正方向 竖直向上为y轴正方向 此时只需分解加速度 其中ax acos30 ay asin30 如图乙所