2018-2019高中物理第5章研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系章末總結(jié)學(xué)案滬科版必修1

1、第 5 章研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建-，內(nèi)容：-切物體池保持勻速立線運(yùn)動(dòng)壯悲威靜止?fàn)顟B(tài)立列外力m惱它改變運(yùn)動(dòng)狀杰為止1牛頓第-宜律（力足改變物體運(yùn)功狀態(tài)的原因丨解（一切物休在任何情況下都4有慣性慣性大小他屍址唯一決建內(nèi)容:物體的加速麼跟世刮的生坦宜磴正比.跟物體的醴成反比_晟達(dá)：F=ma牛頓第二足律先址慮沁的方向與E的方向相同；瞬時(shí)性曲隨F的變化而變化解:獨(dú)之性I每牛力都町獨(dú)立地便物體產(chǎn)生擁速度丨同怵性rF,亠即是同一個(gè)物體的三個(gè)鈕陶類甜問(wèn)題戶旋動(dòng)悄況求覺(jué)力悄況1已知受力請(qǐng)況求延動(dòng)悄配半頓第二定律的戰(zhàn)用，制巫：川|速度向k.NG超至和先亞失蟲(chóng):加速度JT. NG丨宜全先巫：加速度向下旦辱于g車

2、點(diǎn)難點(diǎn)各牛擊破、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題1 掌握解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的思路方法章末總結(jié)耐噸力和運(yùn)動(dòng)的X系題型探究2其中受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是基礎(chǔ)，牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式是工具，加速度是連接力 和運(yùn)動(dòng)的橋梁.2 求合力的方法(1) 平行四邊形定則：若物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下產(chǎn)生加速度，可用平行四邊形定則求F合，然后求加速度.(2) 正交分解法：物體受到三個(gè)或三個(gè)以上的不在同一條直線上的力作用時(shí)，常用正交分解 法一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向進(jìn)行分解.例 1】如圖 1 所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成0= 37角，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終

3、保持豎直向上,刷子的質(zhì)量為m 0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)(1) 刷子沿天花板向上的加速度；(2) 工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間.解析(1)以刷子為研究對(duì)象，設(shè)滑動(dòng)摩擦力為f,天花板對(duì)刷子的彈力為N受力分析如圖所示,由牛頓第二定律得(Fmgsin 37 卩(Fmgcos 37 =ma2代入數(shù)據(jù)，得a= 2 m/s .一一 12由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得L= qat,代入數(shù)據(jù)解得t= 2 s.答案 (1)2 m/s (2)2 s二、圖像在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用1常見(jiàn)的圖像形式大小為F= 10 N,= 0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)= 42g取 10 m/s , sin 37=0.8，

4、試求:第類問(wèn)題第二類問(wèn)題3在動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題中，常見(jiàn)、常用的圖像是位移圖像(st圖像)、速度圖像(Vt圖像)和力的圖像(Ft圖像)等，這些圖像反映的是物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力規(guī)律，而絕非代表物 體的運(yùn)動(dòng)軌跡.42.對(duì)F-1圖像要結(jié)合物體受到的力， 根據(jù)牛頓第二定律分別求出各段的加速度，分析每-時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).3對(duì)a-1圖像，要注意加速度的正、負(fù)，分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況，然后結(jié)合物體的受力情 況根據(jù)牛頓第二定律列方程.4對(duì)F-a圖像，首先要根據(jù)具體的物理情景，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定 律推導(dǎo)出a-F間的函數(shù)關(guān)系式，由函數(shù)關(guān)系式明確圖像的斜率、截距的意義，從而求出未 知量.例 2如圖

5、2 甲所示，固定光滑細(xì)桿與地面成一定夾角為a，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán),小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,. 2取重力加速度g= 10 m/s .求:(i)小環(huán)的質(zhì)量 m細(xì)桿與地面間的夾角a.解析由題圖得：02 S 內(nèi),V12a=一 m/s = 0.5 m/st2根據(jù)牛頓第二定律可得：前 2 s 有Fi-mgsina =ma2 s 后有F2=mgsina,聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)可解得：m= 1 kg ,a= 30答案(1)1 kg (2)30 針對(duì)訓(xùn)練 放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖 3 甲所示，物塊速

6、度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g= 10 m/s2.由這兩個(gè)圖像可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩分別為()圖 25圖 36L= 4.5 m，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端;L= 20 m，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端.解析物塊放到傳送帶上后，在滑動(dòng)摩擦力的作用下先向右做勻加速運(yùn)動(dòng).由卩mg= ma得a=卩g,若傳送帶足夠長(zhǎng)，勻加速運(yùn)動(dòng)到與傳送帶同速后再與傳送帶一同向右做勻速運(yùn)動(dòng).v v物塊勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2=石=4 s物塊勻加速運(yùn)動(dòng)的位移S1= at1(1)因?yàn)?4.5 m8 m,所以物塊速度達(dá)到傳送帶的速度后，摩擦力變?yōu)?,A. 0.5 kg,0.

7、4B. 1.5kg ,215C. 0.5 kg,0.2D. 1 kg,0.2答案 A解析 由Ft圖像和vt圖像可得，物塊在 2 s 到 4 s內(nèi)所受外力Fi= 3 N，物塊做勻加一v422速運(yùn)動(dòng)，a=m/s = 2 m/s ,F1f=ma物塊在 4 s 到 6 s 所受外力F2= 2 N ,物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，貝 UF2=f,f=卩mg聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得m= 0.5 kg ,卩=0.4，故 A 選項(xiàng)正確.三、傳送帶問(wèn)題傳送帶傳送貨物時(shí)，一般情況下，由摩擦力提供動(dòng)力，而摩擦力的性質(zhì)、大小、方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān).分析傳送帶問(wèn)題時(shí)，要結(jié)合相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，分析物體受到傳送帶的摩擦力方向，進(jìn)而分

8、析物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解題的關(guān)鍵.注意 因傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，一般物體對(duì)傳送帶的摩擦力不影響傳送帶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).例 3】如圖 4 所示，水平傳送帶正在以v= 4 m/s 的速度勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為m= 1 kg的某物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.1 ,將該物塊從傳送帶左端無(wú)初速2(g取 10 m/s ).度地輕(1)如果傳送帶長(zhǎng)度(2)如果傳送帶長(zhǎng)度7此后物塊與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，一Lsi20- 8物塊勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=-= s = 3 sv4故物塊到達(dá)傳送帶右端的時(shí)間t=ti+t2= 7 s.答案(1)3 s (2)7 s達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題)如圖 5 所示，

9、在傾角0= 37的足夠長(zhǎng)的固定的斜面底端有一 質(zhì)量 mi= 1.0 kg 的物體物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.25，現(xiàn)用輕細(xì)繩拉物體由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng)拉力F= 10 N，方向平行斜面向上經(jīng)時(shí)間t= 4.0 s 繩子突然斷了，求：圖 5(1)繩斷時(shí)物體的速度大小.從繩子斷了開(kāi)始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.(已知 sin 37= 0.60 , cos 37=0.80，取g= 10 m/s2)答案 (1)8.0 m/s (2)4.2 s解析(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受拉力F、斜面支持力N重力mg和摩擦力f,如圖甲所示，設(shè)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律有：Fmi n0

10、f=ma又f=卩N N= mgcos0聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得：a1= 2.0 m/s2t= 4.0 s 時(shí)物體的速度大小w = at = 8.0 m/s繩斷時(shí)物體距斜面底端的位移為S1= 1a1t2= 16 m,繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,受力分析如圖乙所示,8物體勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為1S2=；vit2= 4.0 m此后物體沿斜面勻加速下滑，設(shè)物體沿斜面下滑的加速度為a3,受力分析如圖丙所示.根據(jù)牛頓第二定律可得mn0-f=ma,得as= 4.0 m/s2設(shè)物體由最高點(diǎn)下滑到斜面底端的時(shí)間為t3,t3=春 10 s 3.2 s ,所以物體從繩子斷了開(kāi)始到返回

11、斜面底端的時(shí)間為t=12+13= 4.2 s.2.(圖像在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用)如圖 6 甲所示為一風(fēng)力實(shí)驗(yàn)示意圖開(kāi)始時(shí)，質(zhì)量為m= 1 kg的小球穿在固定的足夠長(zhǎng)的水平細(xì)桿上，并靜止于O點(diǎn).現(xiàn)用沿桿向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，經(jīng)時(shí)間t1= 0.4 s 后撤去風(fēng)力.小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的v-1圖像如圖乙所示(g取 10m/s2)，試求：則根據(jù)牛頓第二定律有:2解得a2= 8.0 m/s物體勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間mcsin0 +f=ma,t2=0；=1.0 s根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得1 ,Si+S2= a3t3乙丙910風(fēng)力 F 的大小.答案(1)1.2 m (2)0.25(3)7.5 N解析 由圖像可得v= 1 m

12、/s加速階段的加速度大小a1=害=5 m/s2由牛頓第二定律得F卩mg= ma.解得F= 7.5 N今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩. - 2擦因數(shù)1=0.1 , (g= 10 m/s )試求：v2工件加速到2 m/s所需時(shí)間t0=a=1s=2 s(3)由于So20 m,故工件達(dá)到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對(duì)靜止，一起運(yùn)動(dòng)至B端.經(jīng)過(guò)時(shí)間t0后，工件做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：sSo20 211= s = 9 sv2故小球沿細(xì)桿滑行的距離s=v t= 1.2 m減速階段的加速度大小va2=7T=25 m/s由牛頓第二定律得img= ma,即動(dòng)摩擦因數(shù)1= 0.253.(傳送帶問(wèn)題)如圖 7 所示，水平傳送帶以2 m/s的速度(1)工件開(kāi)始時(shí)的加速度a;工件加速到 2 m/s 時(shí)，工件運(yùn)動(dòng)的位移;工件由傳送帶左端運(yùn)