2017高考一輪復(fù)習(xí)物理-專題三牛頓運動定律.ppt

專題三 牛頓運動定律,五年高考真題統(tǒng)計點擊查看,考點一 對牛頓運動定律的理解,物 理 學(xué) 史 (1)伽利略利用“理想實驗”得出“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的觀點，推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點。 (2)英國科學(xué)家牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理著作中提出了“牛頓第一、第二、第三定律”。,形 象 思 維 巧辨誰來決定加速度,【解題方略】 1.對牛頓第一定律的理解 (1)提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。 (2)揭示力的本質(zhì)：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。 2.牛頓第一定律與牛頓第二定律的對比 牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的，而牛頓第二定律是一條實驗定律。,對牛頓第一、三定律的理解及應(yīng)用,3.一對作用力與反作用力和一對平衡力的比較,【例1】 下列說法正確的是( ) A.在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性大 B.牛頓第一定律是根據(jù)理論推導(dǎo)出來的 C.在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球的慣性逐漸變?yōu)榱?D.物體的速度逐漸增大同時加速度逐漸減小是有可能的 解析 慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是其唯一量度，A、C錯；牛頓第一定律是牛頓在伽利略理想斜面實驗的基礎(chǔ)上，加上邏輯推理得出的規(guī)律，B錯；物體可以做加速度逐漸減小的加速運動，D對。 答案 D,【例2】 如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是( ),A.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利,答案 C,技巧秘訣 “兩看”判斷一對力是否是作用力和反作用力,【解題方略】 1.牛頓第二定律的五個特性,牛頓第二定律的理解,【例3】 如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為。若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為( ),答案 D,技巧秘訣 1.應(yīng)用牛頓第二定律常用的方法,2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟,牛頓第二定律的瞬時性問題,【解題方略】 1.兩種模型 加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：,2.求解瞬時加速度的一般思路,【例4】 如圖所示，物體P放在水平地面上，勁度系數(shù)為k250 N/m的輕彈簧左端固定在豎直墻壁上、右端固定在質(zhì)量為m1 kg的物體P上，彈簧水平。開始時彈簧為原長，P從此刻開始受到與水平面成37的拉力作用而向右做勻加速運動。某時刻F10 N，彈簧彈力大小為T5 N，P向右的加速度大小為a1 m/s2，此時撤去F，已知sin 370.6、cos 370.8，重力加速度g10 m/s2。求：,(1)撤去F時P的速度； (2)撤去F瞬間P的加速度。,答案 (1)0.2 m/s 方向水平向右 (2)10 m/s2 方向水平向左,技巧秘訣 求解瞬時性加速度問題的兩點注意 (1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行受力分析和運動分析。 (2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個積累的過程，不會發(fā)生突變。,【典例】 (2014重慶理綜)以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時，一個物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實線描述兩物體運動的vt圖象可能正確的是( ),答案 D,1.Fma既反映了物體所受合外力與加速度大小的關(guān)系，也反映了兩者的方向關(guān)系，即瞬時對應(yīng)，但有時不能正確確定合外力的方向，進(jìn)而不能正確地確定加速度的方向。 2.當(dāng)力發(fā)生突變時，加速度也發(fā)生突變，但速度不能發(fā)生突變。,1.動力學(xué)的兩類基本問題,考點二 牛頓運動定律的應(yīng)用,加速度是將受力和運動聯(lián)系起來的紐帶。,2.解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法 (1)合成法： 在物體受力個數(shù)較少(2個或3個)時一般采用“合成法”。 (2)正交分解法： 若物體的受力個數(shù)較多(3個或3個以上)，則采用“正交分解法”。 3.超重和失重問題,正 誤 辨 識 (1)超重就是物體的重力變大的現(xiàn)象。( ) (2)失重時物體的重力小于mg。( ) (3)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。( ) (4)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于重力。( ) (5)加速上升的物體處于超重狀態(tài)。( ) (6)物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生變化。( ) (7)根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運動的速度方向。( ),(8)物體處于超重或失重狀態(tài)，完全由物體加速度的方向決定，與速度方向無關(guān)。( ) (9)整體法和隔離法是指選取研究對象的方法。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9),形 象 思 考 在完全失重狀態(tài)下，物理上的哪些儀器不能正常使用了？,答案 由重力作用效果決定工作原理的儀器，在完全失重的狀態(tài)下會失效，如天平、單擺、水銀氣壓計、密度計、連通器等。,【解題方略】 判斷超重、失重現(xiàn)象的三個技巧,對超重、失重的理解及應(yīng)用,【例1】 (2014北京理綜，18，6分)應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的是( ) A.手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài) B.手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài) C.在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度 D.在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度,解析 手托物體拋出的過程，必定有一段加速過程，其后可以減速、也可以勻速。當(dāng)后期手和物體勻速運動時，物體既不超重也不失重，當(dāng)手和物體減速運動時，物體處于失重狀態(tài)，所以選項A錯誤；物體從靜止到有速度，必定有一段加速過程，此過程處于超重狀態(tài)，所以選項B錯誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時物體的加速度等于重力加速度，C錯誤；手和物體分離之前速度相同，分離瞬間手的速度變化量比物體的速度變化量大，故手的加速度大，所以D正確。 答案 D,【解題方略】 解決動力學(xué)兩類問題的兩個關(guān)鍵點,兩類動力學(xué)問題,(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點時速度的大小。 (2)拉力F與斜面夾角多大時，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？,技巧秘訣 兩類動力學(xué)問題的解題步驟,【解題方略】 1.“四類”動力學(xué)圖象,動力學(xué)的圖象問題,2.解題策略 (1)問題實質(zhì)是力與運動的關(guān)系，解題的關(guān)鍵在于弄清圖象斜率、截距、交點、拐點、面積的物理意義。 (2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。,【例3】 質(zhì)量為2 kg的木板B靜止在水平面上，可視為質(zhì)點的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板，如圖甲所示。A和B經(jīng)過1 s達(dá)到同一速度，之后共同減速直至靜止，A和B的vt圖象如圖乙所示，重力加速度g10 m/s2，求：,(1)A與B上表面之間的動摩擦因數(shù)1； (2)B與水平面間的動摩擦因數(shù)2； (3)A的質(zhì)量。,答案 (1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg,【例4】 (2016河南中原名校聯(lián)考)如圖甲所示，光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m2 kg的物體。物體同時受到兩個水平力的作用，F(xiàn)14 N，方向向右，F(xiàn)2的方向向左，大小如圖乙所示。物體從靜止開始運動，此時開始計時。求：,(1)當(dāng)t0.5 s時物體的加速度大?。?(2)物體在t0至t2 s內(nèi)何時物體的加速度最大？最大值為多少？ (3)物體在t0至t2 s內(nèi)何時物體的速度最大？最大值為多少？,答案 (1)0.5 m/s2 (2)t0或t2 s時加速度最大，大小為1 m/s2 (3)t1 s時速度最大，大小為0.5 m/s,多過程問題,錯因分析 對每一個子過程的受力情況分析不清楚，特別是對撤去力F后的受力情況不認(rèn)真分析，片面地認(rèn)為小球上沖、下滑的全過程做加速度不變的勻變速運動而導(dǎo)致錯誤。,所以從撤去力F開始計時，小球上沖通過B點時用時為t30.2 s 返回通過B點時用時為t2t40.75 s。,答案 0.2 s或0.75 s,多過程問題的分析方法 求解多過程問題，要能夠?qū)⒍噙^程分解為多個子過程，在每一個子過程中，對物體進(jìn)行正確的受力分析，正確求解加速度是關(guān)鍵。求解時應(yīng)注意以下三點：(1)以受力發(fā)生變化為分解物理過程的原則，變化點即為分割點，受力不變的過程無論有、無往返運動，均可當(dāng)作全過程處理；(2)當(dāng)物體的受力情況發(fā)生變化時其加速度也會發(fā)生變化，列方程要明確所研究的過程，避免不同過程的物理量混淆；(3)注意兩個過程的銜接，前一個過程的末狀態(tài)是后一個過程的初狀態(tài)，這是前、后過程的唯一關(guān)聯(lián)。,1.連接體 多個相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細(xì)桿聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。連接體一般具有相同的運動情況(速度、加速度)。,考點三 整體法、隔離法求解連接體問題,2.解決連接體問題的兩種方法,3.選用整體法和隔離法的策略 (1)當(dāng)各物體的運動狀態(tài)相同時，宜選用整體法；當(dāng)各物體的運動狀態(tài)不同時，宜選用隔離法。 (2)對較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解。,思 維 拓 展 如下圖所示：,甲、乙、丙、丁四個圖中，若物體與地面間是光滑的，那么對整體A、B和隔離A的方程是怎樣的(設(shè)物體A、B的質(zhì)量分別為mA、mB),F（mAmB）a,TmAa,mAg（mAmB）a,mAgTmAa,F（mAmB）a,FFNmAa,F（mAmB）a,fmAa,【解題方略】 1.方法概述 (1)整體法是指對物理問題的整個系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究的方法。 (2)隔離法是指從整個系統(tǒng)中隔離出某一部分物體，進(jìn)行單獨研究的方法。,動力學(xué)中整體法與隔離法的應(yīng)用,2.涉及隔離法與整體法的具體問題類型 (1)連接體問題 這類問題一般多是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對靜止，即具有相同的加速度。解題時，一般采用先整體、后隔離的方法。 建立坐標(biāo)系時也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度。,(2)滑輪類問題 若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離法。例如，如圖所示，繩跨過定滑輪連接的兩物體雖然加速度大小相同，但方向不同，故一般采用隔離法。,【例1】 (2016山東棗莊八中測試)(多選)在一正方形小盒內(nèi)裝一質(zhì)量為m的小圓球，盒與球一起沿傾角為的光滑斜面下滑，如圖所示。若不計摩擦，下滑過程中小圓球?qū)Ψ胶星氨诘膲毫镕N，對方盒底面的壓力FN，則下列敘述正確的是( ),A.FNmgcos B.FNmgsin C.FN0 D.FNmgsin ,答案 AC,技巧秘訣 應(yīng)用整體法、隔離法應(yīng)注意的三個問題 (1)實際問題通常需要交叉應(yīng)用隔離法與整體法才能求解。 (2)對于兩個以上的物體疊加組成的物體系統(tǒng)，在進(jìn)行受力分析時，一般先從受力最簡單的物體入手，采用隔離法進(jìn)行分析。 (3)將整體作為研究對象時，物體間的內(nèi)力不能列入牛頓第二定律方程中。,【解題方略】 兩種類型如下：,“滑塊滑板”模型,【例2】 (2015新課標(biāo)全國，25)一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖(a)所示。t0時刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至t1 s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)。碰撞前、后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時間內(nèi)小物塊的vt圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：,(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2； (2)木板的最小長度； (3)木板右端離墻壁的最終距離。,答案 (1)0.1 0.4 (2)6 m (3)6.5 m,技巧秘訣 分析滑塊滑板模型時要抓住一個轉(zhuǎn)折和兩個關(guān)聯(lián)。,【典例】 如圖所示，木塊A的質(zhì)量為m，木塊B的質(zhì)量為M，疊放在光滑的水平面上?，F(xiàn)用水平力F作用于A，恰能使A、B一起運動；今撤去力F，將另一水平力F作用于木塊B，則保持A、B相對靜止的條件是F不超過( ),找不到臨界條件而出錯,答案 C,臨界問題的分析方法 (1)解答臨界問題時，弄清臨界條件往往是正確解題的關(guān)鍵，常見的典型臨界問題的臨界條件為： 接觸與脫離的臨界條件為：兩物體接觸面上的彈力為零。 相對靜止或相對滑動的臨界條件為：靜摩擦力達(dá)到最大值。 繩子斷裂或松弛的臨界條件為：繩子張力達(dá)到所能承受的最大值或零。 加速度最大與速度最大的臨界條件為：當(dāng)物體受到變化的外力作用而運動時，當(dāng)合外力最大時，加速度最大；合外力最小時，加速度最小。當(dāng)物體加速度為零時，往往對應(yīng)速度最大或最小的臨界狀態(tài)。,(2)解答臨界問題的三種方法： 極限法：把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的。 假設(shè)法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時，往往用假設(shè)法解決問題。 數(shù)學(xué)法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件。,一、水平傳送帶模型 【模型構(gòu)建】,微專題 傳送帶模型,【典例1】 一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運行?，F(xiàn)將一個木炭包無初速度地放在傳送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的徑跡，則下列說法正確的是( ),A.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè) B.木炭包的質(zhì)