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文档简介

1、必修1第四章牛顿运动定律复习学案新高考要求内容要求说明牛顿运动定律及其应用加速度不同的连接体问题不作要求;在非惯性系内运动的问题不作要求加速度与物体质量、物体受力的关系(实验、探究)一、牛顿第一定律和牛顿第三定律【知识回顾】1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持状态或状态,直到有迫使它改变这种状态为止。2.惯性是物体的固有属性,是物体惯性大小的量度,惯性不是力,惯性是物体具有的保持或状态的性质,力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。3.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小_,方向_,作用在_。【考点突破】考点一牛顿第一定律1牛顿第一定律内容:一切物体总保持匀速直

2、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。2牛顿第一定律的理解要点:物体的运动不需要力来维持。它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质惯性。实际中不受力的物体是不存在的。牛顿第一定律不能用实验直接验证,是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的,它告诉了人们研究物理问题的另一种方法理想实验。牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。意义:揭示了力不是维持物体运动的原

3、因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。3惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。惯性是物体的固有属性。与物体的受力情况及运动状态无关。物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态的本领强弱,物体惯性大,保持原来的运动状态的本领强,物体的运动状态难改变,惯性大小仅与物体的质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度。物体质量越大,运动状态越难改变,即惯性越大。惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。考点二牛顿第三定律1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

4、线上。2表达式:FF3牛顿第三定律的理解要点:作用力和反作用力的相互依赖性。它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提。作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。作用力和反作用力的性质相同。即作用力和反作用力是属同种性质的力。作用力和反作用力不可叠加性。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,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。4一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较:内容一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象两个相互作用的物体同一个物体作用时间同时产生、同时消失不一定同时产生或消失力的性质性质一定相同不一定是同

5、性质的力相同点大小关系大小相等大小相等方向关系方向相反且共线方向相反且共线【典题例析】类型一、惯性的应用例1.下列说法正确的是( )A一同学看见某人用手推静止的小车,却没有推动,是因为这辆车惯性太大的缘故B运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大C把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力D放在光滑水平桌面上的两个物体,受到相同大小的水平推力,加速度大的物体惯性小例2在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上,一运动员做立定跳远,若向各个方向都用相同的力,则 ( )A向北跳最远B向南跳最远C向东向西跳一样远,但没有向南跳远D无论向哪个方向都一样远类型二、牛顿

6、第一定律的应用例3某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见( )A力是使物体产生运动的原因B力是维持物体运动速度的原因C力是使物体速度发生改变的原因D力是使物体惯性改变的原因例4如图中的甲图所示,重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的线BA,下面说法中正确的是( )A在线的A端慢慢增加拉力,结果CD线拉断B在线的A端慢慢增加拉力,结果AB线拉断C在线的A端突然猛力一拉,结果AB线拉断D在线的A端突然猛力一拉,结果CD线拉断类型三、牛顿第三定律的运用例5.物体静止于一斜面上,如右图所示, 则下述说法正确的是( )A物体对斜面的压力和

7、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物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力例6 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二、牛顿第二定律【知识回顾】1.牛顿第二定律的内容,物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向跟方向相同。公式:. 2.牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于_参考系(相对地面静

8、止或匀速直线运动的参考系。)(2)牛顿第二定律只适用于_物体(相对于分子、原子)、_运动(远小于光速)的情况。【考点突破】考点一牛顿第二定律1内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比。2公式:F合ma。牛顿第二定律是实验定律(复习探究实验),应写成或Fkma的形式。当全部使用国际单位制时,k1。3对牛顿第二定律的理解矢量性:加速度的方向始终与合外力的方向相同。瞬时性:力的作用和加速度的产生是瞬时对应的关系,力变加速度就变。独立性:作用在物体上的每个力都能独立地对物体产生加速度。而物体实际的加速度则是每个力产生加速度的矢量和。同体性:式中F合、a、m必须对应同一个物体或系统,a相

9、对于同一个参考系。牛顿第二定律的正交分解形式为:Fxmax。Fymay。4由A、B两物体组成的系统的牛顿第二定律: 表达式: Fx=mAaAxmBaBx Fy=mAaAymBaBy常用来研究A、B中有一个加速度为零的情况:若aB=0,则: Fx=mAaAx Fy=mAaAy5牛顿第二定律的适用范围牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。6力、加速度、速度关系小结物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要有合力,不管速度是大,是小,或是零,都有加速度,只有合力为零时,加速度才能为零。一

10、般情况下,合力与速度无必然的联系。合力与速度同向时,物体加速,反之减速。力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,即:力加速度速度变化(运动状态变化)物体所受到的合力决定了物体当时加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小加速度大小与速度大小无必然的联系。区别加速度的定义式与决定式。考点二力学单位制1单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制。基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。2国际单位制中的基本物理量和基本单位:3 单位制的应用物理

11、公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系。在进行物理计算时,若所有的已知量都用国际单位制的单位表示,那么只要正确地应用物理公式,计算的结果必是用相应国际单位来表示的。单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确。考查等式两边的单位是否一致,若发现不一致,则说明物理关系的建立和推断有错误。【典题例析】类型一力与运动关系的定性分析例1 如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C

12、从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大例2 如图所示弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点如果物体受到的阻力恒定,则A物体从A到O先加速后减速B物体从A到O加速运动,从O到B减速运动C物体运动到O点时所受合力为零D物体从A到O的过程加速度逐渐减小类型二、顿第二定律的瞬时性例3 (2001年上海高考题)如图(1)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

13、物体的加速度。(1)下面是某同学对该题的某种解法:解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下处于平衡。mg,解得 =mgtan,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体却在T2反方向获得加速度,因为mgtan=ma所以加速度a=gtan,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?说明理由。(2)若将图(1)中的细线L1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图(2)所示,其它条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtan,你认为这个结果正确吗?请说明理由。类型三、正交分解法 例4 如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体

14、受到大小为20,与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(g取10 m/s2) 类型四、合成法与分解法 例5 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg(g10m/s2,sin37°0.6,cos37°0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况(2)求悬线对球的拉力 例6 如图所示, m =4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。求:(1)小车以a=g向右加速;(2)小车以a=g向右减速时,细线对小球的拉

15、力F1和后壁对小球的压力F2各多大? 例7 如图所示,在箱内倾角为的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求:(1)箱以加速度a匀加速上升,(2)箱以加速度a向左匀加速运动时,线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大?类型五、在动力学问题中的综合应用 例7 如图所示,质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为=0.5,在与水平成=37°角的恒力F作用下,从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F,又经过t2=4.0s物体刚好停下。求:F的大小、最大速度vm、总位移s。【问题反思】三、牛顿运动定律的应用1(两类基本问题)【知识回顾】【考点突破】考点一动力学的两类基本问题

16、一牛顿第二定律确定了力和加速度的关系,使我们能够把物体的受力情况与运动情况联系起来。1从受力确定运动情况:如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学公式就可以确定物体的运动情况。2从运动情况确定受力:如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力。二基本思路分析解决这两类问题的关键是:抓住加速度a始终是联系力和运动的桥梁。思维过程如下: 三解题步骤:1审题,明确题意、清楚物理过程2选取研究对象,可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统3对研究对象进行受力分析和运动情况分析,并画出受力图或运动过程示意图4建立坐标

17、系,规定正方向,一般以初速度方向(或加速度方向)为正方向5根据牛顿运动定律、运动学公式、题目给定的条件列方程6解方程,对解进行分析、检验或讨论。【典题例析】类型一已知物体的受力情况,求物体的运动情况例1一汽车没有安装ABS,急刹车后,车轮在路面上滑动(取g10 ms2)若车轮与干燥路面间的动摩擦因数是0.7 ,汽车以14ms的速度在水平路面上行驶,急刹车后,滑行多远才停下?若车轮与湿滑路面间的动摩擦因数为0.1,在水平路面上汽车急刹车后的滑行距离不超过18m,刹车前的最大速度是多少?(14m;6ms)例2如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实

18、验室,小球孔径略大于细杆直径 当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数 保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37o并固定则小球从静止出发到在细杆上滑下距离x所需的时间为多少? (0.5;)例3水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v1 ms运行,一质量为m4kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动设行李与传送带之间的动摩擦因数0.1,A、B间的距

19、离L2m,g取10ms2。求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;求行李做匀加速直线运动的时间;如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率(1ms2;1s;2 ms、2s)例4如图所示,传送带与地面倾角370,从A到B长度为16m,传送带以10 ms的速度逆时针转动,在传送带上端A无初速地放一质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(t总2 s)例5固定光滑细杆与地面成一定倾角,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

20、,随时间变化规律如图所示,取重力加速度g10ms2。 求:小环的质量m;细杆与地面间的倾角。(1kg;30°)例6一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一边与桌的AB 边重合,如图所示已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)类型二.已知物体的运动情况,求物体的受力情况 例7如图所示,质量为m10kg物体在F200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角37

21、6;,力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减为零。求:物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移。(0.25;16.25m)例8质量为40kg的雪撬在倾角37°的斜面上向下滑动如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪撬运动的vt图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数。(20N sm;0.125)例9如图所示,底座上装有长0.5m的直立杆,其总质量为0.2kg,杆上套有质量为0.05kg的小环B,它与杆之间有摩擦当环从底座上以4 ms的初速度开始上升时刚好能到达顶端求在环

22、上升过程中底座对水平面的压力是多大?(g取10 ms2)(1.7)例10如图所示,一质量为500 kg的木箱放在质量为2000 kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L1.6 m,已知木箱与木板间的动摩擦因数0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v022.0ms的速度行驶,为不让木箱撞击驾驶室,g取10 ms2,试求:从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?驾驶员刹车时的制动力不能超过多大?(4.4;7420)【问题反思】四、牛顿运动定律的应用2【知识回顾】1连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即

23、为。2外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的力,而系统内各物体间的相互作用力为。应用牛顿第二定律列方程不考虑力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的力。3连接体问题的分析方法(1)整体法:连接体中的各物体如果,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用列方程求解。(2)隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用求解,此法称为隔离法。(3)整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间

24、的相互作用力时,往往是先用法求出,再用法求。【考点突破】考点连接体问题一连接体:在研究力和运动的关系时,常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题,即“连接体问题”连接体问题一般是指由两个或两个以上的物体所构成的有某种关联的系统二分析方法:1隔离法:把构成连接体的各个物体隔离开来,分别视为单一物体,转化为简单的动力学问题。2整体法:把构成连接体的各个物体视为一整体,从而转化为单一物体的动力学问题。通常情况下,连接体在运动方向上有一个共同的加速度,而另一方向上加速度为零。则 F=(mAmB )a或正交分解法 Fx=(mAmB )ax Fy=0研究此系统的受力或运动时,应用牛顿运动定律求解问题的关键是

25、研究对象的选取和转换一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时,可以以整个系统为研究对象列方程求解;若涉及系统中各物体间的相互作用,则应以系统的某一部分为对象列方程求解,这样,便将物体间的内力转化为外力,从而体现出其作用效果,使问题得以求解在求解连接体问题时,整体法和隔离法相互依存,相互补充交替使用整体法和隔离法是相辅相成的本来单用隔离法就可解决连接问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题十分方便,例如当系统中各物体有相同加速度,要求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法求出加速度,再用隔离法求出两物体间的相互作用力三系统的牛顿第二定律:若各物体加速度相同,则F=(mAmB )a 或

26、正交分解法 Fx=(mAmB )ax Fy=(mAmB )ay若各物体加速度不相同,则 Fx=mAaAxmBaBx Fy=mAaAymBaBy常用来研究A、B中有一个加速度为零的情况:若aB=0,则: Fx=mAaAx Fy=mAaAy【典题例析】例1如图所示,一个质量为M的物体放在光滑的水平桌面上,当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时,产生2ms2的加速度现撤掉20N拉力,而在细绳下端挂上重为20N的物体m,如图,则物体M的加速度为 ms2,前、后两种情况下绳的张力分别为 (取g10 ms2)例2如图所示,质量为m的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连

27、接质量为m的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成角,则(B D)A车厢的加速度为B绳对物体1的拉力为C底板对物体2的支持力为(mm)gD物体2所受底板的摩擦力为mgtan例3如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫,已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为(C)ABCD例4质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为m的小球,且Mm用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成角,细线的拉力为F1若用一力F'水平向左拉小车,使

28、小球和车一起以加速度a'向左运动时,细线与竖直方向也成角,细线的拉力为F2,则(B)Aa'a,F2F1Ba'a,F2F1Ca'a,F2F1Da'a,F2F1例5如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2,拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1F2,试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。例6一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m15kg,人的质量为M55kg,起动时吊台向上的加速度是a0.2ms2,求这时人对吊台的压力(g9.8m

29、s2)(200N,方向竖直向下)例7两重叠在一起的滑块,置于固定的且倾角为的斜面上,如图所示,滑块A、B的质量分别为m和M,B与斜面间的动摩擦因数为1,A与B之间的动摩擦因数为2,两滑块接触面与斜面平行,并都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,则滑块A受到的摩擦力( AD )A大小等于1mgcosB大小等于2mgcosC等于零 D方向沿斜面向上例8如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度v130 ms进入向下倾斜的直车道车道每100m下降2m为了使汽车速度在x200 m的距离内减到v210 ms,驾驶员必须刹车假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70作用于拖车B,30作用于汽车A

30、已知A的质量m12000kg,B的质量m26000kg求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力(取重力加速度g10ms2)(880N)五、牛顿运动定律的应用3(超重和失重问题)【知识回顾】 1.超重:当物体具有的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。2.失重:物体具有的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。3.完全失重:物体以加速度ag向竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于的现象。【考点突破】考点

31、1超重和失重现象的产生:1超重:当物体具有向上的加速度时(向上加速运动或向下减速运动),称物体处于超重状态此时物体对水平支持面的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力即FNmgma得FNmgmaG2失重:当物体具有向下的加速度时(向下加速运动或向上减速运动),称物体处于失重状态此时物体对水平支持面的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力即mgFNma得FNmgmaG3完全失重:当竖直向下的加速度正好等于g时,称物体处于完全失重状态。此时物体对水平支持面的压力(或对悬挂物的拉力)等于零。即mgFNma得FN0考点2视重和重力的区别:1重力:G=mg,重力只与质量成正比,当质量确定,物体所受的重力

32、就确定,与物体的运动状态无关。2视重:物体对水平支持面的压力(或对悬挂物的拉力)叫做物体的视重与物体的运动状态有关。3当 视重重力 时,物体处于超重状态,此时重力并没有增加; 当 视重重力 时,物体处于失重状态,此时重力并没有减小。当 视重0时,物体处于完全失重状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效等。【典题例析】例1游乐园中,乘客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重或失重的感觉,下列描述正确的是 ( BC )A当升降机加速上升时,游客是处在失重状态B当升降机减速下降时,游客是处在超重状态C当升降机减速上升时,游客是处在失重状态D当升降机加速下降时,游客是处

33、在超重状态例2质量是60Kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g10ms2)升降机匀速上升。升降机以4ms2的加速度加速上升。升降机以5ms2的加速度加速下降。(600;840;300)例3在一种能获得强烈超重、失重的巨型娱乐设施中,用电梯把乘有十多人的座舱,关在大约二十几层楼的高处,然后让座舱自由下落,落到一定位置时,制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时恰好停下已知座舱开始下落时高度为75 m,当落到离地30m时开始制动,若某人托着5 kg的铅球做此游戏,问:当座舱落到离地高度40m左右的位置时,托着铅球的手感觉如何?当座舱落到离地高度15 m左

34、右的位置时,手用多大力才能托住铅球?(g10ms2)(无压力,完全失重;125N)例4某人在以2.5ms2的加速度匀加速下降的升降机里,最多能举起80kg的物体,他在地面上最多能举起 kg的物体;若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体,则此升降机上升的加速度为ms2 ?(g10ms2)(60;5)例5如图所示,三个质量相同、形状相同的斜面体放在水平地面上,另有三个质量相同的小物体分别从斜面顶端沿斜面滑下。由于小物体跟斜面间的摩擦力不同,第一个小物体匀加速下滑;第二个小物体匀速下滑;第三个小物体以初速度v0匀减速下滑。三个斜面体都不动,则在小物体下滑的过程中,斜面体对地面压力大小

35、的关系是 ( B )AN1N2N3 BN1N2N3 CN1N2N3 DN1N2 N3巩固一质量M10kg的木楔ABC静止在粗糙水平地面上,木楔与水平地面间的动摩擦因数0.02在木楔的倾角为30°的斜面上,有一质量m1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程x1.4m时,其速度v1.4m/s在这过程中,木楔没有动求地面对木楔的支持力及摩擦力的大小和方向(重力加速度取g10m/s2)(109.65;0.61,方向水平向左)巩固如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面,现将一个重4的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4物体的存在,而增加的读数为多

36、少?(1)例6质量为200 kg的物体,置于升降机内的台秤上,从静止开始上升.运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示,求升降机在7s钟内上升的高度(取g10 ms2)。(50)巩固某实验小组,利用DIS系统观察超重和失重现象他们在学校电梯房内做实验,在电梯天花板上固定一个力传感器,测量挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上显示出如图所示图象,以下根据图象分析所得结论错误的是(D )A该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B从时刻t1到t2,钩码处于失重状态,从时刻t3到t4,钩码处于超重状态C电梯可能开始在15楼,先加速向下,接着匀速

37、向下,再减速向下,最后停在1楼D电梯可能开始在l楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼例8如图所示,台秤上有一装水容器,容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球,体积为1.2×103m3,质量为1kg这时台秤的读数为40N;剪断细线后,在小球上升的过程中,台秤的读数是多少?(水1.0×103 kgm3)(39.6)【问题反思】六、牛顿运动定律的应用4(瞬态问题与临界问题)【知识回顾】【考点突破】考点1分析瞬时问题的方法技巧:分析物体的瞬时问题,关健是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意两种基本模型的建立。钢性绳

38、(或接触面):认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后、其中弱力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给细一和接触面在不加特珠说明时,均可按此模型处理弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变。考点2临界问题:1临界状态:在物体的运动状态变化过程中,往往达到某个特定状态时,有关的物理量将发生突变,此状态叫临界状态。相应的待求物理量的值叫临界值。2求解临界问题的关键:抓住满足临界值的条件,准确地分析物理过程,进行求解。【典题例析】例1四个质量均为m的小球,分别用三条轻绳和一根轻弹簧连接,处于平衡状态,如图

39、所示,现突然迅速剪断轻绳A1、B1,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,设小球1、2、3、4的加速度分别用a1、a2、a3和a4表示,则( A)Aa1g、a2g、a32g、a40Ba10、a22g、a30、a4gCa1g、a2g、a3g、a4gDa10、a22g、a3g、a4g巩固如图(a)、(b)所示,图中细线均不可伸长,物体均处于平衡状态。如果突然把两水平细线剪断,求剪断瞬间小球A、B加速度怎样?(角已知)(a)gsin、(b)gtan例2在光滑的水平面上有一质量为m1kg的小球,小球与水平轻弹簧和与水平方向成30°角的轻绳的一端相连,如图所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹

40、力恰好为零当剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小及方向如何?此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值是多少? ()例3如图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度大小分别是多少? (0;2g)巩固如图所示,木块A与B用一轻质弹簧相连,竖直放在木板C上,三者静置于水平面上,A与B质量之比是12,B与C、C与水平面间摩擦均不计,在沿水平方向将C迅速抽出的瞬间,A和B的加速度分别是(D)Ag、gB0、gC0、3gD0、3g2例4如图,一个质量为0.2kg的小球用细绳吊在倾角37°的斜面顶端,斜面静止时球紧靠在

41、斜面上,绳与斜面平行,不计磨擦,当斜面以10ms2的加速度向右运时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力 (2.8;0.4)例5一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽赂不计的定滑轮,绳的一端系一质量M15kg的重物,重物静止于地面上,有一质量m10kg的猴子,从绳的另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(B)(g10ms2)A25ms2 B5ms2 C10ms2 D15ms2例6如图所示,物体A静止在台秤上,质量mA10.5kg,秤盘B质量mB1.5kg,弹簧本身质量不计,劲度系数k800Nm,台秤放在水平桌面上,现给A加一个竖直向上的力,使A向上做匀加速

42、运动,已知力F在0.2s内为变力,0.2s后为恒力。求F的最小值和最大值。(g10ms2) (答案:72N,168N)巩固一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物体有一水平木板将物体托住,并使弹簧处于自然长度,如图所示现让木板由静止开始以加速度a匀加速向下移动,且ag经过多长时间木板开始与物体分离?第7课时 实验: 探究加速度与力、质量的关系【知识回顾】【考点突破】一实验目的:1学会用控制变量法研究物理规律。2学会灵活运用图象处理物理问题的方法。3探究加速度与力、质量的关系。二实验原理物体的加速度a不仅跟它所受到的外力F有关,还取决于它自己的属性质量m。为了定量地研究

43、a、F、m三者之间的关系,先保持一个量(如m)不变,研究其他两个量(a与F)之间的关系;然后再保持另一个量(如F)不变,研究其他两个量(a与m)之间的关系;最后把两个结果综合起来得出a与F、m之间的关系一一控制变量法。三.实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、祛码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套祛码)、刻度尺。四.基本操作1用天平测出小车和小盘的质量M和M',把数值记录下来。2按照实验要求把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力)。3平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板,反复移动木板的位

44、置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。4把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘,先接通电源再放开小车。打点完成后切断电源,取下纸带,在打点纸带上标上纸带号码。5保持小车的质量不变,在小盘内放人质量为m'的砝码,重复步骤4。在小盘内分别放入质量为m'', m''',的砝码,再重复步骤4。m',m'', m''',的数值都要记录在纸带上(或表格内)。6用纵坐标表示加速度,横坐标表示力,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点,并画出aF图象,研究在质量m不变的情况下a、F的关系。7保持砝码和小盘的质量不变,在小车上依次加砝码(也需作好记录),重复上述步骤4和步骤6,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果画出相应的点,并画出图象,研究在拉力F不变的情况下,a、m关系。五注意事项1实验过程中只需一次平衡摩擦力,其实质是指小车所受动力(重力沿斜面向下的分力)与小车所受阻力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车后所拖纸带的摩擦力)大小相等。2判断小车是否平衡

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