第四章 运动和力的关系 知识点总结复习 讲义-高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课题：4运动和力的关系章节巩固教学过程教师活动学生活动【课前回顾】默写运动学公式牛顿三大定律抽背、默写重力分析顺序（4）共点力平衡的条件超重和失重3.作业问题解答提问旧知默写分析解答默写订正笔记教学过程教师活动学生活动【导入】我们已经学完了牛顿三大定律，牛顿第二定律是联系运动学和力学的桥梁，让我们一起来回顾一下动力学问题的相关知识点。【复习】章节知识框架二、核心主干知识总结（一）力与运动的关系1.合外力与加速度的关系eq\x(\a\al(合外力,与,加速度))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\a\al(合外力方向决,定加速度方向))→a与F方向总相同,\x(\a\al(合外力大小决,定加速度大小))→a与F大小成正比))2.合外力与速度的关系合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。3.力与运动的关系eq\x(\a\al(物体受,力作用))→eq\x(\a\al(运动状,态变化))—eq\x(\a\al(物体速,度变化))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力与速度同向→v增加,力与速度反向→v减小))4.加速度的定义式与决定式引导思考提问重点讲解板书提问知识讲解思考回答记录笔记回答问题教学过程教师活动学生活动①a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法。②a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。特别提醒：物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同。【例】如图所示，静止在光滑水平面上的物体A的一端固定着处于自然状态的轻质弹簧。现对物体作用一水平恒力F，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是()A．速度先增大后减小，加速度先增大后减小B．速度先增大后减小，加速度先减小后增大C．速度增大，加速度增大D．速度增大，加速度减小【解题思路】：eq\x(\a\al(分析物体,A的受力))eq\o(→,\s\up7(判断))eq\x(\a\al(合力如,何变化))eq\o(→,\s\up7(F合＝ma))eq\x(\a\al(加速度,如何变化))eq\o(→,\s\up7(判断))eq\x(\a\al(速度如,何变化))【解析】：压缩的初始阶段，水平恒力大于弹簧弹力，合力方向朝左，物体加速，随着物体向左移动，弹簧弹力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，但当弹簧弹力大于水平恒力时，合力方向朝右，物体开始减速，弹簧弹力继续增大，合力逐渐增大，加速度逐渐增大，即先是加速度逐渐减小的加速运动，后是加速度逐渐增大的减速运动，选项B正确。（二）动力学的图像问题1.解决这类问题的基本步骤(1)看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量(纵轴表示的量)与自变量(横轴表示的量)的制约关系。(2)看图线本身，识别两个相关量的变化趋势，从而分板书例题讲解重点讲解板书听讲思考笔记批注记录笔记教学过程教师活动学生活动析具体的物理过程。(3)看交点，分清两个相关量的变化范围及给定的相关条件。明确图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的“面积”的物理意义．在看懂以上三个方面后，进一步弄清“图象与公式”“图象与图象”“图象与物体”之间的联系与变通，以便对有关的物理问题作出准确的判断。v－t图象(属于已知运动求受力)(1)根据图象确定物体各段的加速度大小和方向(2)弄清每段与物体运动的对应关系(3)对各段进行受力分析(4)用牛顿第二定律求解F－t图象(属于已知受力求运动)(1)根据图象结合物体运动情况明确物体在各时间段的受力情况(2)利用牛顿第二定律求出加速度(3)利用运动学公式求其他运动量a－F图象图象的力F是物体受到的某一个力的变化对物体加速度的影响，(1)对物体进行全面受力分析(2)根据牛顿第二定律求其他未知力【例2】(多选)如图甲，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v－t图线如图乙所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出(ACD)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【解析】由题图乙可以求出物块上升过程中的加速度为a1＝eq\f(v0,t1)，下降过程中的加速度为a2＝eq\f(v1,t1).物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mgsinθ＋Ff＝ma1，mgsinθ－Ff＝ma2，由以上要点说明重点强调板书记录笔记听讲思考记录笔记教学过程教师活动学生活动各式可求得sinθ＝eq\f(v0＋v1,2t1g)，滑动摩擦力Ff＝eq\f(m（v0－v1）,2t1)，而Ff＝μFN＝μmgcosθ，由以上分析可知，选项A、C正确．由v－t图线中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D正确．（三）连接体问题如图所示，物块A的质量是B的2倍，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动。若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块间的相互作用力大小为N2，试分析下列问题。【设问探究】1．A、B两物块的加速度有什么关系？2．如何求出A、B两物块的加速度？3．水平面光滑与粗糙时，物块A、B间的相互作用力大小N1和N2的大小有什么关系？4．什么情况下对两个物体用整体法受力分析/隔离法？5．物块A、B间的相互作用力大小与什么因素有关？【提示】：1.由于A、B两物块都一起运动，因此两物块的加速度相同。2．用整体法求出整体的加速度，也就是每个物体的加速度。设B的质量为m，则A的质量为2m。水平面光滑时，对A、B整体分析，有a1＝eq\f(F,m＋2m)＝eq\f(F,3m)，水平面粗糙时，对A、B整体分析，有a2＝eq\f(F－f,3m)＝eq\f(F,3m)－μg。3．水平面光滑时，对A、B整体分析，有a1＝eq\f(F,m＋2m)＝eq\f(F,3m)，对B分析有N1＝ma1＝eq\f(F,3)；水平面粗糙时，对A、B整体分析有a2＝eq\f(F－f,3m)＝eq\f(F,3m)－μg，对B分析有N2＝ma2＋μmg＝eq\f(F,3)，则N1＝N2。例题引导分析提问要点强调引导思考分析分析讲解听讲思考回答笔记批注教学过程教师活动学生活动4．两个物体加速度一样，且不需要求两个物体之间的作用力时，应该对整体受力分析；当求两物体之间的作用力或者两物体加速度不相同时，应该隔离分析。5．在其他条件一定的情况下，外力F越大加速度越大。而B物块所受合外力为A、B之间的相互作用力，所以F越大，A、B之间相互作用力越大，但并不等于外力F。（四）连接体中的两类临界问题1.两物体分离的临界条件：两物体由相接触到将分离的临界条件是弹力FN＝0且二者的加速度、速度均相同。2.相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值或为零。【例】一弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝4kg的物块P，Q为一重物，已知Q的质量为m2＝8kg，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600N/m，系统处于静止，如图所示，现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为恒力，求：力F的最大值与最小值。(sin37°＝0.6，g取10m/s2)【思路点拨】①0.2s时P、Q两物块恰好分离。②两物块分离瞬间加速度仍相同，而相互作用力恰好为零。【答案】72N36N【解析】从受力角度看，两物体分离的条件是两物体间的正压力恰好为0，从运动学角度看，一起运动的两物体恰好分离时，两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。设刚开始时弹簧压缩量为x0则(m1＋m2)gsinθ＝kx0 ①因为在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为恒力，所以知识讲解例题分析讲解笔记整理听讲笔记教学过程教师活动学生活动在0.2s时，P对Q的作用力恰好为0，由牛顿第二定律知kx1－m1gsinθ＝m1a ②前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为x0－x1＝eq