高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律教案新人教版

第9講牛頓運(yùn)動(dòng)定律教課目的知道并理解牛頓三大定律，能夠用牛頓三大定律解說(shuō)有關(guān)現(xiàn)象和辦理有伏案問(wèn)題，知道國(guó)際單位制中的力學(xué)單位要點(diǎn)：(1)正確理解牛頓第必定律及慣性。正確理解、嫻熟掌握牛頓第二定律及應(yīng)用。理解質(zhì)量與重力的差異，掌握國(guó)際單位制。正確理解牛頓第三定律：分清作使勁和反作使勁與均衡力的差異。難點(diǎn)：(1)正確理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，明確力是產(chǎn)生加快度的原由。經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)狀況判斷物體受力。明確牛頓第二定律的含義，嫻熟掌握和應(yīng)用這必定律知識(shí)梳理一、牛頓第必定律1．牛頓第必定律（慣性定律）：全部物體老是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這類狀態(tài)為止。這個(gè)定律有兩層含義：1）保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性；物體的運(yùn)動(dòng)不需要使勁來(lái)保持2）要使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即速度包含大小和方向）改變，一定施加力的作用，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原由理解：①牛頓第必定律導(dǎo)出了力的觀點(diǎn)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原由。（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速度）又依據(jù)加快度定義：av，有速度變化t就必定有加快度，所以能夠說(shuō)：力是使物體產(chǎn)生加快度的原由。（不可以說(shuō)“力是產(chǎn)生速度的原由”、“力是保持速度的原由”，也不可以說(shuō)“力是改變加快度的原由”。）②牛頓第必定律導(dǎo)出了慣性的觀點(diǎn)全部物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。慣性反應(yīng)了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度（慣性大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不簡(jiǎn)單改變）。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。③牛頓第必定律描繪的是理想化狀態(tài)牛頓第必定律描繪的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)其余，所以不可以把牛頓第必定律當(dāng)作牛頓第二定律在F=0時(shí)的特例。2．慣性：物體保持本來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。對(duì)于慣性理解應(yīng)注意以下三點(diǎn)：1）慣性是物體自己固有的屬性，跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)關(guān)，跟物體的受力沒(méi)關(guān)，跟物體所處的地理位置沒(méi)關(guān)2）質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量大則慣性大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變3）外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，但不可以以為戰(zhàn)勝了物體的慣性二、牛頓第二定律1．牛頓第二定律的表述：物體的加快度跟所受的外力的協(xié)力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加快度的方向跟協(xié)力的方向同樣，即=（此中的F和、一定相對(duì)應(yīng)）Fmama1）F=ma中的F為物體所遇到的合外力．2）F＝ma中的m，當(dāng)對(duì)哪個(gè)物體受力剖析，就是哪個(gè)物體的質(zhì)量，當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)（幾個(gè)物體構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)）做受力剖析時(shí)，假如F是系統(tǒng)遇到的合外力，則m是系統(tǒng)的合質(zhì)量．3）F＝ma中的F與a有剎時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，F(xiàn)變a則變，F(xiàn)大小變，a則大小變，F(xiàn)方向變a也方向變．4）F＝ma中的F與a有矢量對(duì)應(yīng)關(guān)系，a的方向必定與F的方向同樣。5）F＝ma中，可依據(jù)力的獨(dú)立性原理求某個(gè)力產(chǎn)生的加快度，也能夠求某一個(gè)方向合外力的加快度．6）F＝ma中，F(xiàn)的單位是牛頓，m的單位是千克，a的單位是米／秒2．7）F＝ma的合用范圍：宏觀、低速2．對(duì)定律的理解：F（1）矢量性：牛頓第二定律公式是矢量式。公式a只表示加快度與合外力的大小關(guān)系。矢量式m的含義在于加快度的方向與合外力的方向一直一致。2）剎時(shí)性：加快度與合外力在每個(gè)剎時(shí)都有大小、方向上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這類對(duì)應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)為：合外力恒定不變時(shí)，加快度也保持不變。合外力變化時(shí)加快度也隨之變化。合外力為零時(shí)，加快度也為零。3）獨(dú)立性：當(dāng)物體遇到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立的產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加快度，而物體表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)質(zhì)加快度是各力產(chǎn)生的加快度的矢量和。三、牛頓第三定律內(nèi)容：兩物體之間的作使勁與反作使勁老是大小相等，方向相反，并且在一條直線上2．對(duì)牛頓第三定律理解應(yīng)注意：1）兩個(gè)物體之間的作使勁和反作使勁老是大小相等，方向相反，作用在一條上2）作使勁與反作使勁老是成對(duì)出現(xiàn)．同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消逝3）作使勁和反作使勁在兩個(gè)不一樣的物體上，各產(chǎn)生其成效，永久不會(huì)抵消4）作使勁和反作使勁是同一性質(zhì)的力5）物體間的互相作使勁既能夠是接觸力，也能夠不接觸。3．劃分一對(duì)作使勁反作使勁和一對(duì)均衡力一對(duì)作使勁反作使勁和一對(duì)均衡力的共同點(diǎn)有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點(diǎn)有：作使勁反作使勁作用在兩個(gè)不一樣物體上，而均衡力作用在同一個(gè)物體上；作使勁反作使勁一定是同種性質(zhì)的力，而均衡力可能是不一樣性質(zhì)的力；作使勁反作使勁必定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消逝的，而均衡力中的一個(gè)消逝后，另一個(gè)可能仍舊存在。一對(duì)作使勁和反作使勁一對(duì)均衡力作用對(duì)象兩個(gè)物體同一個(gè)物體作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消逝不必定同時(shí)產(chǎn)生或消逝力的性質(zhì)必定是同性質(zhì)的力不必定是同性質(zhì)的力力的大小關(guān)系大小相等大小相等力的方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線四、力學(xué)單位制1．物理量：物理量有好多，但能夠?qū)⑷康奈锢砹糠旨t兩類，一類為基本物理量，一類是導(dǎo)出物理量。1）基本物理量：在物理學(xué)中基本物理量有—質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度、物質(zhì)的量、溫度、電流強(qiáng)度、光強(qiáng)七個(gè)。2）導(dǎo)出物理量：是由基本物理量經(jīng)過(guò)必定的公式推導(dǎo)出的物理量，如速度、加快度、動(dòng)能、力、電量、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、磁感覺(jué)強(qiáng)度等等。2．單位：（1）基本單位：基本物理量的單位叫基本單位，如米、秒、千克等。（2）復(fù)合單位：由基本單位組合而成的單位為復(fù)合單位(或叫導(dǎo)出單位)，如牛頓、米/秒2、焦耳等。3．單位制：我們?nèi)』締挝环謩e為千克、秒、米、摩爾、開(kāi)爾文、安培，再由這些基本單位組合而成復(fù)合單位米/秒、米/秒2、牛頓、焦耳等，由這些基本單位與導(dǎo)出單位組合而成的一個(gè)系統(tǒng)為國(guó)際單位制。說(shuō)明假如基本單位取不一樣的單位，也能構(gòu)成一個(gè)不一樣的單位制。4．單位制的應(yīng)用與作用1）應(yīng)用：為了胸懷的一致，一般國(guó)際一致使用國(guó)際單位制；在解題過(guò)程中，一般一致使用國(guó)際單位制；2）作用：用單位能夠判斷公式的推導(dǎo)能否可能正確，從單位能夠猜想量與量的關(guān)系。知識(shí)梳理牛頓第必定律的理解和應(yīng)用以下對(duì)于慣性的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）A．物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性B．物體只有受外力作用時(shí)才有慣性C．物體的運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)慣性大D．物體在任何狀況下都有慣性【分析】慣性是物體的固有屬性，全部物體都擁有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力狀況沒(méi)關(guān)，故只有D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿牛頓第二定律（1）以下圖．彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住物體m．現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，而后開(kāi)釋，物體向來(lái)能夠運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．假如物體遇到的阻力恒定，則（）A．物體從A到O先加快后減速B．物體從A到O加快運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受協(xié)力為零D．物體從A到O的過(guò)程加快度漸漸減小【分析】物體從A到O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，彈力方向向右．初始階段彈力大于阻力，協(xié)力方向向右．跟著物體向右運(yùn)動(dòng)，彈力漸漸減小，協(xié)力漸漸減小，由牛頓第二定律可知，此階段物體的加快度向右且漸漸減小，由于加快度與速度同向，物體的速度漸漸增大．所以初始階段物體向右做加快度漸漸減小的加快運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體向右運(yùn)動(dòng)至AO間某點(diǎn)（設(shè)為O′）時(shí)，彈力減小到等于阻力，物體所受協(xié)力為零，加快度為零，速度達(dá)到最大．今后，跟著物體持續(xù)向右挪動(dòng)，彈力持續(xù)減小，阻力大于彈力，協(xié)力方向變成向左．至O點(diǎn)時(shí)彈力減為零，今后彈力向左且漸漸增大．所以物體從O′點(diǎn)后的協(xié)力方向均向左且協(xié)力漸漸增大，由牛頓第二定律可知，此階段物體的加快度向左且漸漸增大．因?yàn)榧涌於扰c速度反向，物體做加快度漸漸增大的減速運(yùn)動(dòng)．【答案】AC（2）臺(tái)階式電梯與地面的夾角為θ，一質(zhì)量為m的人站在電梯的一臺(tái)階上相對(duì)電梯靜止，以下圖。則當(dāng)電梯以加快度a勻加快上漲時(shí)，求：a（1）人遇到的摩擦力是多大？θ（2）人對(duì)電梯的壓力是多大？【分析】取相對(duì)于電梯靜止的人為研究對(duì)象，則其受力為重力，方向豎直向下；支持力N，方向豎起向上；摩擦力mgFF1，方向水平向右，以下圖。在水平方向，由牛頓第二定律得：aFN=θ1FmacosθF在豎起方向，由牛頓第二定律得：1GN－=Fmgmasinθ解得：1=，N=（＋asinθ）FmacosθFmg由牛頓第三定律可得，人對(duì)電梯的壓力是N＇=N=（＋asinθ）。FFmg牛頓運(yùn)動(dòng)第三定律汽車(chē)?yán)宪?chē)在水平道路上沿直線加快行駛，依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．汽車(chē)?yán)宪?chē)的力大于拖車(chē)?yán)?chē)的力B．汽車(chē)?yán)宪?chē)的力等于拖車(chē)?yán)?chē)的力C．汽車(chē)?yán)宪?chē)的力大于拖車(chē)遇到的阻力D．汽車(chē)?yán)宪?chē)的力等于拖車(chē)遇到的阻力【分析】汽車(chē)?yán)宪?chē)的力與拖車(chē)?yán)?chē)的力是一對(duì)作使勁和反作使勁，依據(jù)牛頓第三定律得悉，汽車(chē)?yán)宪?chē)的力與拖車(chē)?yán)?chē)的力必然是大小相等方向相反的，因此B正確，A錯(cuò)誤。因?yàn)轭}干中說(shuō)明汽車(chē)?yán)宪?chē)在水平道路上沿直線加快行駛，故沿水平方向拖車(chē)只遇到兩個(gè)外力作用：汽車(chē)對(duì)它的拉力和地面對(duì)它的阻力。因此由牛頓第二定律得悉，汽車(chē)對(duì)它的拉力必大于地面對(duì)它的阻力。所以C對(duì)，D錯(cuò)?！敬鸢浮緽C第10講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用超重與失重教課目的會(huì)應(yīng)用牛頓定律物理問(wèn)題進(jìn)行剖析、求解，理解超重與失重，并會(huì)求解相應(yīng)狀況向加快度.要點(diǎn)：牛頓定律的應(yīng)用難點(diǎn)：牛頓定律的應(yīng)用知識(shí)梳理一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1．運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的動(dòng)力學(xué)識(shí)題經(jīng)常能夠分為兩種種類1）已知受力狀況，要求物體的運(yùn)動(dòng)狀況．如物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度實(shí)時(shí)間等．2）已知運(yùn)動(dòng)狀況，要求物體的受力狀況（求力的大小和方向）．但不論哪一種種類，一般老是先依據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動(dòng)的加快度，而后再由此得出問(wèn)題的答案．常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，vtv01at22v022as,vsv0vtvt/2等.at,sv0t,vtt222．應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟（1）仔細(xì)剖析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問(wèn)題的種類.（2）選用研究對(duì)象.所選用的研究對(duì)象能夠是一個(gè)物體，也能夠是幾個(gè)物體構(gòu)成的整體.同一題目，依據(jù)題意和解題需要也能夠先后選用不一樣的研究對(duì)象.3）剖析研究對(duì)象的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況.4）當(dāng)研究對(duì)象所受的外力不在一條直線上時(shí)：假如物體只受兩個(gè)力，能夠用平行四邊形定章求其協(xié)力；假如物體受力許多，一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求協(xié)力；假如物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上.5）依據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程，物體所受外力、加快度、速度等都可依據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算.6）求解方程，查驗(yàn)結(jié)果，必需時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行議論.二、超重和失重重力的觀點(diǎn)：能夠理解為是地球?qū)ξ矬w的吸引力。重力的大小是經(jīng)過(guò)二力均衡進(jìn)行丈量，即物體處于均衡時(shí)，對(duì)水平支持面的壓力或豎直懸繩的拉力。2.超重與失重：因?yàn)槲矬w在豎起方向上有加快度或分加快度，使物體對(duì)水平支持面對(duì)壓力或?qū)ωQ直懸繩的拉力大于或小于物體的重力。1）超重與失重其實(shí)不是物體自己重力的變化；2）物體對(duì)水平支持面的壓力大于或小于重力是因?yàn)樵谪Q直方向的加快度而惹起的，不是其余原由此惹起的。3）超重與失重只跟加快度方向有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)速度的方向沒(méi)關(guān)。有豎直向上的加快度物體處于超重狀態(tài)，有豎直向下的加快度物體處于失重狀態(tài)。4）假如豎起向下的加快度大小為重力加快度，物體處于完整失重狀態(tài)，如全部的拋體運(yùn)動(dòng)，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的太空站中的全部物體。超重與失重的計(jì)算：（1）超重：依據(jù)牛頓第二定律Fmgma，得Fm(ga)。（2）失重：依據(jù)牛頓第二定律mgFma，得Fm(ga)。突變類問(wèn)題（力的剎時(shí)性）1）物體運(yùn)動(dòng)的加快度a與其所受的合外力F有剎時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，每一剎時(shí)的加快度只取決于這一剎時(shí)的合外力，而與這一剎時(shí)以前或以后的力沒(méi)關(guān)，不等于零的合外力作用的物體上，物體立刻產(chǎn)生加快度；若合外力的大小或方向改變，加快度的大小或方向也立刻（同時(shí)）改變；若合外力變成零，加快度也立刻變成零（物體運(yùn)動(dòng)的加快度能夠突變）。2）中學(xué)物理中的“繩”和“線”，是理想化模型，擁有以下幾個(gè)特征：A．輕：即繩（或線）的質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一根繩（或線）的兩頭及此中間各點(diǎn)的張為大小相等。B．軟：即繩（或線）只好受拉力，不可以承受壓力（因繩能變曲），繩與其物體互相間作使勁的方向老是沿著繩索且朝繩縮短的方向。C．不行伸長(zhǎng)：即不論繩所受拉力多大，繩索的長(zhǎng)度不變，即繩索中的張力能夠突變。（3）中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”，也是理想化模型，擁有以下幾個(gè)特征：A．輕：即彈簧（或橡皮繩）的質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一彈簧的兩頭及此中間各點(diǎn)的彈力大小相等。B．彈簧既能承受拉力，也能承受壓力（沿著彈簧的軸線），橡皮繩只好承受拉力。不可以承受壓力。C、因?yàn)閺椈珊拖鹌だK受力時(shí)，要發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不可以發(fā)生突變。題型解說(shuō)連結(jié)體中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用如圖1所示，一輛汽車(chē)A拉著裝有集裝箱的拖車(chē)B，以速度v130m/s進(jìn)入向下傾斜的直軌道，車(chē)道每100m降落2m。為了使汽車(chē)的速度在x200m的距離內(nèi)減到v210m/s，駕駛員一定剎車(chē)。假定剎車(chē)時(shí)地面的摩擦阻力是恒力，且該阻力的7000作用在拖車(chē)B上，3000作用在汽車(chē)A上。已知汽車(chē)A的質(zhì)量m12000kg，而拖車(chē)B的質(zhì)量m26000kg。試求汽車(chē)和拖車(chē)的連結(jié)處沿運(yùn)動(dòng)方向上的互相作使勁?！痉治觥科?chē)沿傾斜軌道做勻減速運(yùn)動(dòng)，用a表示加快度大小，則有若用F表示剎車(chē)時(shí)的阻力，依據(jù)牛頓第二定律得式中的sin22102100設(shè)剎車(chē)過(guò)程中地面作用于汽車(chē)的阻力為f，據(jù)題意得其方向與汽車(chē)行進(jìn)方向相反。設(shè)拖車(chē)作用于汽車(chē)的力為fN，其方向與汽車(chē)行進(jìn)方向同樣，以汽車(chē)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得解以上幾式，得代入數(shù)據(jù)，得評(píng)論：此題考察了連結(jié)體中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用問(wèn)題，考察了整體法和隔絕法的應(yīng)用，考察了運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，同時(shí)也考察了運(yùn)用所給信息解決問(wèn)題的能力。求解時(shí)必定要注意運(yùn)動(dòng)過(guò)程與規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系。有關(guān)皮帶的傳動(dòng)問(wèn)題⑴水平傳遞帶上質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一水平的淡色傳遞帶上擱置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳遞帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)，傳遞帶和煤塊都是靜止的，現(xiàn)讓傳遞帶以恒定的加快度a0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，煤塊在傳遞帶上留下了一段黑色印跡后，煤塊相對(duì)與傳遞帶不再滑動(dòng)。試求此黑色印跡的長(zhǎng)度。【分析】依據(jù)“傳遞帶上有黑色印跡”可知，煤塊與傳遞帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，煤塊的加快度a小于傳送帶的加快度a0，由牛頓第二定律得煤塊的加快度a為設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t傳遞帶由靜止開(kāi)始加快到速度等于v0，煤塊則由靜止加快到v，則v0a0t，vat因?yàn)閍＜a0，故v＜v0，煤塊持續(xù)遇到滑動(dòng)摩擦力的作用，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t煤塊的速度由v增添到v0，則今后，煤塊與傳遞帶運(yùn)動(dòng)速度同樣，相對(duì)與傳遞帶不再滑動(dòng)，不再產(chǎn)生新的印跡。設(shè)煤塊的速度由0增加到v0的整個(gè)過(guò)程中，傳遞帶和煤塊挪動(dòng)的距離分別為所以，傳遞帶上留下的黑色印跡的長(zhǎng)度為整理以上各式，得評(píng)論：水平傳遞帶上的質(zhì)點(diǎn)是靠傳遞帶對(duì)其產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力使其加快的；和過(guò)去做過(guò)的傳遞帶問(wèn)題對(duì)比，此題中的傳遞帶是加快運(yùn)動(dòng)的，這也是此題的最大特色；此外，在煤塊與傳遞帶相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，煤塊的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段，即先加快后勻速，不要忽視了第二個(gè)階段而致使錯(cuò)解。⑵傾斜傳遞帶上質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題如圖2所示，傳遞帶與地面的夾角370，從AB的距離l16m，傳遞帶以v10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳遞帶上端A無(wú)初速地放一質(zhì)量m0.5kg的物體，它與傳遞帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5。試求物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間？（sin3700.6,cos3700.8）【分析】剛把物體放到傳遞帶時(shí)，因?yàn)閭鬟f帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以物體所受的滑動(dòng)摩擦力是沿傳遞帶斜面向下的，如圖3中的地點(diǎn)1所示，由牛頓第二定律得此時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加快度為設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1物體的速度達(dá)到傳遞帶的速度v，則所以t1va1設(shè)在此段時(shí)間內(nèi)，物體沿傳遞帶方向發(fā)生的位移大小為x，則所以xv22a1明顯x＜l，即物體的速度達(dá)到傳遞帶的速度時(shí)，還沒(méi)有下滑到B端，但因?yàn)?.5＜tan3700.75所以，此后此后物體的受力狀況如圖3中的地點(diǎn)2所示，由牛頓第二定律得物體運(yùn)動(dòng)的加快度變成也就是說(shuō)，第二階段物體將沿傳遞帶的斜面以a22m/s2的加快度做勻加快運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則將數(shù)據(jù)代入上式，整理得解得t21s（負(fù)值已設(shè)去）所以物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間為評(píng)論：此物體剛放到傳遞帶上時(shí)，所受的沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力和重力分力的的協(xié)力使物體加快，待達(dá)到傳遞帶的速度后，因?yàn)閙gsin＞mgcos，即＜tan，故物體此后的狀態(tài)其實(shí)不是與斜面保持相對(duì)靜止，而是沿斜面持續(xù)做勻加快運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到斜面的尾端。所以，解題的要點(diǎn)在于剖析清楚斜面上物體的受力狀況，物塊沿傳遞帶做加快、減速仍是勻速運(yùn)動(dòng)，其實(shí)不是由傳遞帶的運(yùn)動(dòng)方向就能決定的，而是由其受力狀況決定！臨界問(wèn)題中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用如圖5所示，一質(zhì)量m500kg的木箱放于質(zhì)量M2000kg的平板車(chē)的后部，木箱到駕駛室的距離l1.6m，已知木箱與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.484，平板車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力是車(chē)和箱總重的0.2倍。平板車(chē)以v022m/s的恒定速率履行，忽然駕駛員剎車(chē)，使車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，為了不讓木箱撞擊駕駛室，試求：⑴從剎車(chē)開(kāi)始到平板車(chē)完整停止起碼要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間？⑵駕駛員剎車(chē)時(shí)的制動(dòng)力不可以超出多少？【分析】設(shè)從平板車(chē)剎車(chē)開(kāi)始到停止，車(chē)的位移為

x1，木箱的位移為

x2，要使木箱不撞擊駕駛室，一定有x2

x1≤l設(shè)剎車(chē)后平板車(chē)和木箱的加快度大小分別為

a1和

a2，則由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得解以上幾個(gè)式子，得a1≤2gv025m/s2v02gltv0≥22s4.4sa15即，從剎車(chē)開(kāi)始到平板車(chē)完整停止起碼要經(jīng)過(guò)4.4s。⑵設(shè)剎車(chē)的制動(dòng)力為F，以平板車(chē)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得將a15m/s2代入上式，得及，剎車(chē)時(shí)的制動(dòng)力不可以超出7.42103N。評(píng)論：此題中，平板車(chē)沙車(chē)的加快度越小，木箱越不簡(jiǎn)單撞擊駕駛室，所以存在剎車(chē)加快度等于一個(gè)特定的數(shù)值時(shí)，木箱恰巧不撞擊駕駛室的狀況。在剖析剎車(chē)后平板車(chē)的受力狀況時(shí)必定不要遺漏了木箱對(duì)它產(chǎn)生的摩擦力。4.

超重與失重豎直起落的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一根彈簧秤，如圖

24－1所示，彈簧秤的秤鉤上懸掛一個(gè)質(zhì)量m＝4kg的物體，試剖析以下?tīng)顩r下電梯的運(yùn)動(dòng)狀況

(g

取10m/s2)：當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T1＝40N，且保持不變．當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T2＝32N，且保持不變．當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T3＝44N，且保持不變．分析】選用物體為研究對(duì)象，它遇到重力mg和豎直向上的拉力T的作用．規(guī)定豎直向上方向?yàn)檎较颍?1)當(dāng)T1＝40N時(shí)，依據(jù)牛頓第二定律有

T1－mg＝ma1，解得這時(shí)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．當(dāng)T2＝32N時(shí)，依據(jù)牛頓第二定律有T2－mg＝ma2，解得這示物體的加快度方向與所選定的正方向相反，即電梯的加快度方向豎直向下．電梯加快降落或減速上漲．當(dāng)T3＝44N時(shí)，依據(jù)牛頓第二定律有T3－mg＝ma3，解得這時(shí)的加快度方向與所選的正方向同樣，即電梯的加快度方向豎直向上．電梯加快上漲或減速降落．評(píng)論：當(dāng)物體加快降落或減速上漲時(shí)，亦即擁有豎直向下的加快度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體加快上漲或減速降落時(shí)，亦即擁有豎直向上的加快度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)．第11講實(shí)驗(yàn)：考證牛頓第二定律教課目的理解實(shí)驗(yàn)原理及方法，掌握實(shí)驗(yàn)步驟及器械調(diào)整，會(huì)利用圖像辦理數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行偏差剖析.要點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法難點(diǎn)：用圖像辦理數(shù)據(jù)知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律．2．考證牛頓第二定律．3．掌握利用圖象辦理數(shù)據(jù)的方法．實(shí)驗(yàn)原理研究加快度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量---小車(chē)的質(zhì)量m不變，議論加快度a與力F的關(guān)系，再控制砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，議論加快度a與m的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)器械打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，小盤(pán)、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺．實(shí)驗(yàn)步驟用天平測(cè)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量M和M'，把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器械安裝好，不過(guò)不把掛小桶用的細(xì)線系在小車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力。均衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下邊墊上墊木，頻頻挪動(dòng)墊木的地點(diǎn)，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(能夠從紙帶上打的點(diǎn)能否平均來(lái)判斷)。4.在小車(chē)上加放砝碼，小桶里放入適當(dāng)?shù)纳埃秧来a和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來(lái)。把細(xì)線系在小本上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶，接通電源，松開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫(xiě)上編號(hào)。保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量(要用天平稱量)，按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加快度的值。7.用縱坐標(biāo)表示加快度a，橫坐標(biāo)表示作使勁，即砂和桶的總重力(M'+m')g，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在座標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)、作圖線。若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證了然研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加快度與它所受作使勁成正比。保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車(chē)上加放砝碼，重復(fù)上邊的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加快度，1用縱坐標(biāo)表示加快度a，橫坐標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在座標(biāo)平面上依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果mM描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線，若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證了然研究對(duì)象所受作使勁不變時(shí)其加快度與它的質(zhì)量成反比注意事項(xiàng)定要做好乎衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)斜面，使小車(chē)的重力沿著斜面方向的分力正好均衡所受的摩擦阻力．在均衡摩擦力時(shí)，不要把重物系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)．2．實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)均衡了摩擦力后，不論此后是改變重物質(zhì)量，仍是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，都不需要從頭均衡摩擦力．3．每條紙帶一定在知足小車(chē)與車(chē)上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量的條件下打出．只有這樣，重物重力才可視為小車(chē)遇到的拉力．4．改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量湊近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再松開(kāi)小車(chē)，且應(yīng)在小車(chē)抵達(dá)滑輪前按住小車(chē)．5．作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱散布在所作直線雙側(cè)．6．作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比率要選擇適合．各量須采納國(guó)際單位．這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些．7．為提升丈量精度，能夠采納以下舉措：應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于丈量的地方找一個(gè)起點(diǎn)．能夠把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每隔五個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=0.1秒．偏差剖析1．質(zhì)量的丈量偏差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)問(wèn)隔距離的丈量偏差，拉線或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成偏差．2．因?qū)嶒?yàn)原理不完美造成偏差：本實(shí)驗(yàn)頂用重物的重力取代小車(chē)遇到的拉力(實(shí)質(zhì)上小車(chē)遇到的拉力要小于重物的重力)，存在系統(tǒng)偏差．重物質(zhì)量越湊近小車(chē)的質(zhì)量，偏差就越大；反之，重物質(zhì)量越小于小車(chē)的質(zhì)量，偏差就越小．3．均衡摩擦力禁止造成偏差：在均衡摩擦力時(shí)，除了不掛重物外，其余的都跟正式實(shí)驗(yàn)同樣(比方要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)記是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等題型解說(shuō)偏差剖析在“考證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，研究加快度與力的關(guān)系時(shí)獲得以下圖的圖像，試剖析其原由．【分析】在做關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，用砂和砂桶重力mg取代了小車(chē)所受的拉力F，以下圖：事實(shí)上，砂和砂桶的重力mg與小車(chē)所受的拉力F是不相等的．這是產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)偏差的原由，為此，一定依據(jù)牛頓第二定律剖析mg和F在產(chǎn)生加快度問(wèn)題上存在的差異．由圖像經(jīng)過(guò)原點(diǎn)知，小車(chē)所受的摩擦力已被均衡．設(shè)小車(chē)實(shí)質(zhì)加快度為a，由牛頓第二定律可得：即若視

，設(shè)這類狀況下小車(chē)的加快度為

，則

．在本實(shí)驗(yàn)中，

M保持不變，與

mg（F）成正比，而實(shí)質(zhì)加快度

a與mg成非線性關(guān)系，且

m越大，圖像斜率越小。理想狀況下，加快度

a與實(shí)質(zhì)加快度

a差值為上式可見(jiàn)，m取不一樣值，不一樣，m越大，越大，當(dāng)時(shí)，，，這就是要求該實(shí)驗(yàn)一定知足的原由所在．此題偏差是因?yàn)樯凹吧巴百|(zhì)量較大，不可以很好知足造成的．評(píng)論：本實(shí)驗(yàn)的偏差因原理不完美惹起的偏差，本實(shí)驗(yàn)用砂和砂桶的總重力mg取代小車(chē)的拉力，而實(shí)質(zhì)小車(chē)所受的拉力要小于砂和砂桶的總重力，這個(gè)砂和砂桶的總質(zhì)量越湊近小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，偏差越大，反之砂和砂桶的總質(zhì)量越小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，由此惹起的偏差就越?。灾闵昂蜕巴暗目傎|(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量M的目的就是為了減小因?qū)嶒?yàn)原理不完美而惹起的偏差．此偏差可因?yàn)槎鴾p小，但不行能消去此偏差．摩擦力的均衡在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車(chē)做“考證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)前為何要均衡摩擦力？應(yīng)該如何平衡摩擦力？【分析】牛頓第二定律表達(dá)式中的F，是物體所受的合外力，在本實(shí)驗(yàn)中，假如不采納必定的方法均衡小車(chē)及紙帶所受的摩擦力，小車(chē)所受的合外力就不不過(guò)細(xì)繩的拉力，而應(yīng)是細(xì)繩的拉力和系統(tǒng)所受的摩擦力的協(xié)力．所以，在研究加快度a和外力F的關(guān)系時(shí)，若不計(jì)摩擦力，偏差較大，若計(jì)摩擦力，其大小的丈量又很困難；在研究加快度a和質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，因?yàn)楦≤?chē)上的砝碼增添，小車(chē)與木板間的摩擦力會(huì)增大，小車(chē)所受的合外力就會(huì)變化（此時(shí)長(zhǎng)板是水平擱置的），不知足合外力恒定的實(shí)驗(yàn)條件，所以實(shí)驗(yàn)前一定均衡摩擦力．應(yīng)如何均衡摩擦力？如何檢查均衡的成效？有人是這樣操作的；把以下圖裝置中的長(zhǎng)木板的右端墊高一些，使之形成一個(gè)斜面，而后把實(shí)驗(yàn)用小車(chē)放在長(zhǎng)木板上，輕推小車(chē)，給小車(chē)一個(gè)沿斜面向下的初速度，察看小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀況，看其能否做勻速直線運(yùn)動(dòng)．假如基本可看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，就以為均衡成效較好．這樣操作有兩個(gè)問(wèn)題，一是在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始此后，阻擋小車(chē)運(yùn)動(dòng)的阻力不不過(guò)小車(chē)遇到的摩擦力，還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔對(duì)紙帶的摩擦力及打點(diǎn)時(shí)振針對(duì)紙帶的阻力．在上邊的做法中沒(méi)有考慮后兩個(gè)阻力，二是查驗(yàn)均衡成效的方法不妥，靠眼睛的直接察看判斷小車(chē)能否做勻速直線運(yùn)動(dòng)是很不行靠的．正確的做法是。將長(zhǎng)木板的