《牛顿运动定律复习》PPT课件.ppt

牛顿运动定律复习 牛顿第一定律复习 1 2 3 牛顿第二定律复习 牛顿第三定律复习 力学单位制复习 4 5 用牛顿运动定律解题 牛顿第一定律 一 内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 直到有外力迫使它改变这种状态为止 二 分析 1 物体不受外力或所受外力之和为零时的状态为 匀速直线运动状态或静止状态 2 外力的作用是 迫使物体改变运动状态 3 物体具有惯性 惯性 1 物体具有的性质叫 一切物体都有 物体在任何状态下都有 2 惯性的大小只决定于 而与其他的因素无关 即与物体的运动状态无关 与物体的形状等无关 相同物体的惯性就相同 保持匀速直线运动状态或静止状态 惯性 惯性 惯性 质量 质量 牛顿第二定律 一 内容 二 表达式 F合 ma 三 说明 1 F是物体所受的 不是其中的某一个力 合外力 2 加速度a的方向与 F合的方向一致 3 加速度与合外力是瞬时对应关系 物体的加速度与外力成正比 与物体的质量成反比 牛顿第三定律 一 内容 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 二 作用力和反作用力的关系 同时性 相等性 反向性 同性质 三 作用力 反作用力和一对平衡力的关系 作用力 反作用力和一对平衡力的关系 作用力和反作用力一对平衡力 作用在不同的物体上作用在相同的物体上 性质相同性质不一定相同 同时产生 同时消失不一定同时 一个力的反作用力只有一个力的平衡力有可能是一个一个 也有可能是几个力的合力 四 例题 1 下列说法中正确的是 A 如果两个力彼此平衡 必是作用力和反作用力B 如果两个力彼此平衡 可以是作用力和反作用力 也可以不是C 如果两个力平衡必是同种性质的力D 相互作用的两个物体 无论是否接触 也无论做什么运动 牛顿第三定律都是适用的E 弹力和摩擦力总有其反作用力 重力没有反作用力F 凡是大小相等 方向相反 作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的力必定是一对作用力与反作用力 D 2 汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶 根据牛顿运动定律可知 A 汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B 汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C 汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力D 汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力 B 问 汽车拉着拖车 拖车能加速前进的原因是什么 3 电梯中的顶部悬挂一根细绳 绳的下端挂一个小球 小球处于失重状态 则 绳对小球的拉力小于球对绳的拉力 绳对小球的拉力等于球对绳的拉力 小球对绳和拉力小于小球的重力 电梯肯定在向下做加速运动 4 从加速竖直上升的气球上落下一个物体 在物体刚离开气球的瞬间 下列说法正确的是 A 物体立即向下做自由落体运动B 物体具有竖直向上的加速度C 物体的速度为零 但具有竖直向下的加速度D 物体具有竖直向上的速度和竖直向下的加速度 D 5 如图所示 一个劈形物体M 各面均光滑 放在固定的斜面上 上表面水平 在上表面放一个光滑小球m 劈形物体从静止从静止开始释放 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 A 沿斜面向下的直线B 竖直向下的直线C 无规则曲线D 抛物线 B 6 关于牛顿第一定律的下列说法中正确的是A 牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零情况下的特例B 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动的原因 C 物体的运动不需要力来维持D 惯性定律与惯性的实质是相同的 BC 7 火车在长直水平轨道上匀速行驶 门窗紧闭的车厢内有一个人向上跃起 发现仍落回到车上的原处 这是因为 A 人跳起后 厢内空气给他以向前的力 带着他随同火车一起向前运动B 人跳起的瞬间 车厢的地板给他一个向前的力 推动他随着火车一起向前运动C 人跳起后 车在继续向前运动 所以人落下后必定偏后一些 只是由于时间很短 偏后的距离太小不明显D 人跳起后直到落地 在水平方向上人和车具有相同的速度 D 力学单位制 一 基本单位 人为选定的几个物理量的单位 二 导出单位 由基本单位和物理公式推导出的物理量的单位 三 力学中的单位制 国际单位制 SI制 基本单位 米 秒 千克 用牛顿运动定律解题 一 两类问题 1 已知受力情况求运动情况 2 已知运动情况求受力情况 分析解决这两类问题的关键 应抓住受力情况和运动情况之间的联系桥梁 加速度 二分析思路 受力情况 合力F合 a 运动情况 F合 ma 运动学公式 三 解题步骤 第三章牛顿运动定律的应用 二 应用牛二定律解题规律分析题目类型流程如下 F合 ma a 1 Vt V0 at 3 Vt2 V02 2as 1 由左向右是已知力求运动状态 可将Va s t中任何一个物理量作为未知量求解 2 由右向左是已知运动求受力情况 可将F f m中任何一个物理量作为不知量求解 例1 一个静止在水平地面上的物体 质量是2Kg 在6 4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动 物体与水平地面间的滑动摩擦力是4 2N 求物体4s末的速度和4s内发生的位移 例2 质量为100t的机车从停车场出发 经225m后 速度达到54km h 此时 司机关闭发动机 让机车进站 机车又行驶125m才停在站上 设运动阻力不变 求机车关闭发动机前所受到的牵引力 解析 机车的运动经历加速和减速两个阶段 因加速阶段的初求速度和加速位移已知 即可求得这一阶段的加速度a1 应用牛顿第二定律可得这一阶段机车所受的合力 紧接着的减速阶段的初求速度和减速位移也已知 因而又可由运动学公式求得该阶段的加速度a2 进而由牛顿第二定律求得阻力 再由第一阶段求得的合力得到机车牵引力的大小 加速阶段 所以 由牛顿第二定律得 减速阶段 所以减速运动加速度的大小为 得阻力大小为 因而 例3 一木箱质量为m 与水平地面间的动摩擦因数为 现用斜向右下方与水平方向成 角的力F推木箱 求经过t秒时木箱的速度 水平方向 F合 F1 f Fcos f ma竖直方向 N G F2 G Fsinf NVt V0 at 建立直角坐标系 X Y X方向 F合 F1 f Fcos f maY方向 N G F2 G Fsinf NVt V0 at 例4 一个滑雪的人 质量m 75kg 以V0 2m s的初速度沿山坡匀加速地滑下 山坡的倾角 300 在t 5s的时间内滑下的路程s 60m 求滑雪人受到的阻力 包括滑动摩擦力和空气阻力 思路 已知运动情况求受力 应先求出加速度a 再利用牛顿第二定律F合 ma求滑雪人受到的阻力 解 第一步求a因为V0 2m s s 60m t 5s据公式求得a 4m s2 第二步 求F合要对人进行受力分析画受力图 如下 因为是匀加速滑下 所以加速度向下 速度向下 例5 质量为m 4kg的小物块在一个平行于斜面的拉力F 40N的作用下 从静止开始沿斜面向上滑动 如图8所示 已知斜面的倾角 37 物块与斜面间的动摩擦因数 0 2 斜面足够长 力F作用5s后立即撤去 求 1 前5s内物块的位移大小及物块在5s末的速率 2 撤去外力F后4s末物块的速度 解 1 分析受力情况画受力图 G X 建立直角坐标系 Y GY GX 解 2 5s末撤去F 物块由于惯性仍向上滑行一定距离和一段时间 其受力如下 G N f 建立直角坐标系 X Y GY GX 请计算物块向上滑行的时间 时间不足4S 则4S末 物块已经向下滑了 物块向下滑时 a的大小改变 V V0 at 时间t应该是4s减去物块上滑的时间 注意 建立直角坐系的关键 X轴与加速度a同向 但不必建立时也不用建立 例6 一个物体 质量是2kg 受到互成1200角的两个力F1和F2的作用 这两个力的大小都是10N 这个物体产生的加速度是多大 X Y F1X F1Y F2X F2Y X方向 F合 F1X F2X 10NF合 maaX F合 m 10 2 5m s2Y方向F合 F1Y F2Y 0ay 0答 这个物体的加速度是5m s2 例8 如图所示 mA 1kg mB 2kg A B间静摩擦力的最大值是5N 水平面光滑 用水平力F拉B 当拉力大小分别是F 10N和F 20N时 A B的加速度各多大 二 整体法与隔离法1 整体法 在研究物理问题时 把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法 采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体 也可以把几个物理过程作为一个整体 采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析 常常使问题解答更简便 明了 运用整体法解题的基本步骤 明确研究的系统或运动的全过程 画出系统的受力图和运动全过程的示意图 寻找未知量与已知量之间的关系 选择适当的物理规律列方程求解 2 隔离法 把所研究对象从整体中隔离出来进行研究 最终得出结论的方法称为隔离法 可以把整个物体隔离成几个部分来处理 也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理 还可以对同一个物体 同一过程中不同物理量的变化进行分别处理 采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素 使事物的特征明显地显示出来 从而进行有效的处理 运用隔离法解题的基本步骤 明确研究对象或过程 状态 选择隔离对象 选择原则是 一要包含待求量 二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少 将研究对象从系统中隔离出来 或将研究的某状态 某过程从运动的全过程中隔离出来 对隔离出的研究对象 过程 状态分析研究 画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图 寻找未知量与已知量之间的关系 选择适当的物理规律列方程求解 3 整体和局部是相对统一的 相辅相成的 隔离法与整体法 不是相互对立的 一般问题的求解中 随着研究对象的转化 往往两种方法交叉运用 相辅相成 所以 两种方法的取舍 并无绝对的界限 必须具体分析 灵活运用 无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量 即中间未知量的出现 如非待求的力 非待求的中间状态或过程等 的出现为原则 例7 如图 倾角为 的斜面与水平面间 斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为 木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止 求水平面给斜面的摩擦力大小和方向 G f N f mg cos f N mgcos N f地 mgcos sin mg cos2 例9 如图所示 质量为M的木箱放在水平面上 木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球 开始时小球在杆的顶端 由静止释放后 小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的 即a g 则小球在下滑的过程中 木箱对地面的压力为多少 N G G球 2 三 临界问题在某些物理情境中 物体运动状态变化的过程中 由于条件的变化 会出现两种状态的衔接 两种现象的分界 同时使某个物理量在特定状态时 具有最大值或最小值 这类问题称为临界问题 在解决临界问题时 进行正确的受力分析和运动分析 找出临界状态是解题的关键 例9 一个质量为0 2kg的小球用细线吊在倾角 53 的斜面顶端 如图 斜面静止时 球紧靠在斜面上 绳与斜面平行 不计摩擦 当斜面以10m s2的加速度向右做加速运动时 求绳的拉力及斜面对小球的弹力 例10 一个质量为0 2kg的小球用细绳吊在倾角为 35 的斜面顶端如右图示 斜面静止时 球紧靠在斜面上 绳与斜面平行 不计摩擦 当斜面以10m s2的加速度向右运动时 求绳子的拉力及斜面对小球的弹力 解析 用极限法把加速度a推到两个极端来分析 当a较小时 a 0 小球受到三个力 重力 绳索的拉力和斜面支持力 作用 此时绳平行于斜面 当a较大时 足够大 小球将 飞离 斜面 此时绳与水平方向夹角未知 那么a 10m s2向右时 究竟是上述两种情况中的哪一种 解题时必须先求出小球离开斜面的临界值然后才能确定 令小球处在离开斜面的临界状态 N刚好为零 时 斜面向右的加速度为a0 此时小球受力分析如下图所示 所以 由于 所以小球会离开斜面 受力如下图 例11 如图所示 mA 1kg mB 2kg A B间静摩擦力的最大值是5N 水平面光滑 用水平力F拉B 当拉力大小分别是F 10N和F 20N时 A B的加速度各多大 四 超重 失重和视重1 超重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 大于物体所受重力的情况称为超重现象 产生超重现象的条件是物体具有向上的加速度 与物体速度的大小和方向无关 产生超重现象的原因 当物体具有向上的加速度a 向上加速运动或向下减速运动 时 支持物对物体的支持力 或悬挂物对物体的拉力 为F 由牛顿第二定律得F mg ma所以F m g a mg由牛顿第三定律知 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 F mg 2 失重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 小于物体所受重力的情况称为失重现象 产生失重现象的条件是物体具有向下的加速度 与物体速度的大小和方向无关 产生失重现象的原因 当物体具有向下的加速度a 向下加速运动或向上做减速运动 时 支持物对物体的支持力 或悬挂物对物体的拉力 为F 由牛顿第二定律mg F ma 所以F m g a mg由牛顿第三定律知 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 F mg 完全失重现象 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 等于零的状态 叫做完全失重状态 产生完全失重现象的条件 当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时 就产生完全失重现象 点评 1 在地球表面附近 无论物体处于什么状态 其本身的重力G mg始终不变 超重时 物体所受的拉力 或支持力 与重力的合力方向向上 测力计的示数大于物体的重力 失重时 物体所受的拉力 或支持力 与重力的合力方向向下 测力计的示数小于物体的重力 可见 在失重 超重现象中