高中物理 第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 章末復(fù)習(xí)課件 新人教版必修1.ppt

2020 2 10 第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié) 2020 2 10 2020 2 10 專題一連接體問(wèn)題1 連接體是指運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)物體疊放在一起 并排疊放在一起或有繩子 細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組 在實(shí)際問(wèn)題中 常常會(huì)碰到幾個(gè)物體連接在一起在外力作用下運(yùn)動(dòng) 求解它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及所受外力和相互作用力 這類問(wèn)題被稱為連接體問(wèn)題 與求解單一物體的力學(xué)問(wèn)題相比較連接體問(wèn)題要復(fù)雜得多 對(duì)于有相同加速度的連接體問(wèn)題是比較簡(jiǎn)單的 目前我們只限于討論這類問(wèn)題 2 處理連接體問(wèn)題的方法 1 整體法 把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對(duì)象來(lái)分析的方法 不必考慮系統(tǒng)的內(nèi)力的影響 只考慮系統(tǒng)受到的外力 依據(jù)牛頓第二定律列方程求解 2020 2 10 此方法適用于系統(tǒng)中各部分物體的初速度 加速度大小和方向相同的情況 2 隔離法 把系統(tǒng)中的各個(gè)部分 或某一部分 隔離 作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象來(lái)分析的方法 此時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)力就有可能成為該研究對(duì)象的外力 在分析時(shí)應(yīng)加以注意 然后依據(jù)牛頓第二定律列方程求解 此方法對(duì)于系統(tǒng)中各部分物體的加速度大小 方向相同或不相同的情況均適用 例1a b兩物體質(zhì)量分別為m1 m2 如圖所示 靜止在光滑水平面上 現(xiàn)用水平外力f推物體a 使a b一起加速運(yùn)動(dòng) 求 a對(duì)b的作用力多大 解析 以a b整體為研究對(duì)象 整體法 水平方向只受一個(gè)外力f a 2020 2 10 以b為研究對(duì)象 隔離法 水平方向只有a對(duì)b的彈力fab 則fab 點(diǎn)評(píng) 求各部分加速度相同的連接體的加速度或合力時(shí) 優(yōu)先考慮 整體法 如果還要求物體之間的作用力 再用 隔離法 且一定是從要求作用力的那個(gè)作用面將物體進(jìn)行隔離 如果連接體中各部分加速度不同 一般選用 隔離法 專題二臨界問(wèn)題1 臨界問(wèn)題的分析當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度發(fā)生變化時(shí) 物體可能從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài) 這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)叫做臨界狀態(tài) 可理解為 將要出現(xiàn) 但 還沒(méi)有出現(xiàn) 的狀態(tài) 2020 2 10 2 常見(jiàn)類型 1 隱含彈力發(fā)生突變的臨界條件 彈力發(fā)生在兩物體接觸面之間 是一種被動(dòng)力 其大小取決于物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí) 彈力會(huì)發(fā)生突變 2 隱含摩擦力發(fā)生突變的臨界條件 靜摩擦力是被動(dòng)力 其存在及其方向取決于物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 而且靜摩擦力存在最大值 靜摩擦力為零的狀態(tài) 是方向變化的臨界狀態(tài) 靜摩擦力為最大靜摩擦力是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界條件 3 分析方法 1 采用極限法分析 即加速度很大或很小時(shí)將會(huì)出現(xiàn)的狀態(tài) 則加速度取某一值時(shí)就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn) 臨界狀態(tài) 2020 2 10 2 臨界狀態(tài)出現(xiàn)時(shí) 往往伴隨著 剛好脫離 即將滑動(dòng) 等類似隱含條件 因此要注意對(duì)題意的理解及分析 3 在臨界狀態(tài)時(shí)某些物理量可能為零 列方程時(shí)要注意 例1如圖所示 質(zhì)量為m 10kg的小球掛在傾角 37 的光滑斜面的固定鐵桿上 靜止時(shí) 細(xì)線與斜面平行 當(dāng)斜面和小球以a1 0 5g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力分別為多少 當(dāng)斜面和小球都以a2 3g的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 小球?qū)K的拉力和對(duì)斜面的壓力又分別是多少 g取10m s2 點(diǎn)撥 注意物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)就是對(duì)斜面壓力為0的狀態(tài) 2020 2 10 解析 先求出臨界狀態(tài)時(shí)的加速度 這時(shí)n 0 受力如圖甲所示 故所以a0 gcot g 當(dāng)斜面和小球以a1向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 由于a1 a0 可知這時(shí)小球與斜面間有彈力 所以其受力如圖乙所示 故有f1cos nsin ma1 水平 f1sin ncos mg 垂直 fsin mg 豎直 fcos ma0 水平 2020 2 10 所以f1 100n n 50n即此時(shí)小球?qū)K的拉力為100n 小球?qū)π泵娴膲毫?0n 當(dāng)斜面和小球以a2向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 由于a2 a0 可知這時(shí)小球已脫離斜面 所以其受力如圖丙所示 故有f2sin mg 豎直 f2cos ma2 水平 兩式平方相加 可得f2 200n 即當(dāng)斜面和小球都以a2向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 小球?qū)K的拉力為200n 對(duì)斜面的壓力為0 點(diǎn)評(píng) 先用極限法求出臨界狀態(tài) 當(dāng)斜面向右運(yùn)動(dòng)的加速度很大時(shí) 小球?qū)h離斜面 然后再確定臨界條件 即尋求a0 要注意的是當(dāng)小球離開(kāi)斜面之后 繩的方位發(fā)生變化致使小球受到的拉力方向發(fā)生變化 即繩和水平面的夾角已不再等于斜面傾角 而變?yōu)榱硪恢?了 2020 2 10 專題三應(yīng)用牛頓第二定律和正交分解法解題1 正交分解法所謂正交分解法是指把一個(gè)矢量分解在兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸上的方法 正交分解法是一種常用的矢量運(yùn)算方法 其實(shí)質(zhì)是將復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算 從而簡(jiǎn)便的解題 正交分解法是解牛頓運(yùn)動(dòng)定律題目的最基本方法 物體在受到三個(gè)或三個(gè)以上的不在同一直線上的力作用時(shí)一般都用正交分解法 表示方法 fx f1x f2x f3x max fy f1y f2y f3y may 為減少矢量的分解 建立坐標(biāo)系時(shí) 確定x軸正方向有以下兩種方法 1 分解力不分解加速度 此時(shí)一般規(guī)定a方向?yàn)閤軸正方向 則方程為fx f1x f2x f3x ma fy f1y f2y f3y 0 2020 2 10 2 分解加速度而不分解力 此種方法以某種力的方向?yàn)閤軸正方向 把加速度分解到兩坐標(biāo)軸上 列方程組求解 例3如圖甲所示 電梯與水平面夾角為30 當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 人對(duì)梯面的壓力是其重力的65 人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍 解析 對(duì)人受力分析 人受到重力mg 支持力fn 摩擦力f的作用 摩擦力方向一定與接觸面平行 由加速度的方向知f水平向右 建立直角坐標(biāo)系 取水平向右 即 2020 2 10 f的方向 為x軸正方向 豎直向上為y軸正方向 此時(shí)只需分解加速度 其中ax acos30 ay asin30 如圖乙所