第四章 牛頓運動定律 章末總結(jié) 課件(人教版必修1)

高中物理·必修(bìxiū)1·人教版第四章牛頓(niúdùn)運動定律章末總結(jié)共二十九頁牛頓(niúdùn)運動定律運動(yùndòng)狀態(tài)質(zhì)量正比反比作用力的方向矢量瞬時共二十九頁牛頓(niúdùn)運動定律兩個(liǎnɡɡè)

性質(zhì)兩個向下向上勻速直線運動F合=0正交分解法FN<GFN>Gg

共二十九頁一、動力學(xué)的兩類基本(jīběn)問題1．掌握解決動力學(xué)兩類基本問題的思路方法其中受力分析和運動過程分析是基礎(chǔ)，牛頓第二定律(dìnglǜ)和運動學(xué)公式是工具，加速度是連接力和運動的橋梁．共二十九頁2．求合力的方法(1)平行四邊形定則若物體在兩個共點力的作用下產(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或三個以上的不在同一條直線上的力作用時，常用正交分解法．一般把力沿加速度方向(fāngxiàng)和垂直于加速度方向(fāngxiàng)進行分解．共二十九頁例1：我國第一艘航空母艦“遼寧號”已經(jīng)投入使用，為使戰(zhàn)斗機更容易起飛，“遼寧號”使用了滑躍技術(shù)(jìshù)．如圖所示，其甲板可簡化為模型：AB部分水平，BC部分傾斜，傾角為θ.戰(zhàn)斗機從A點開始起跑，C點離艦，此過程中發(fā)動機的推力和飛機所受甲板和空氣阻力的合力大小恒為F，ABC甲板總長度為L，戰(zhàn)斗機質(zhì)量為m，離艦時的速度為vm，重力加速度為g.求AB部分的長度．解析(jiěxī)FNFFNF分析戰(zhàn)斗機在AB和BC段受力共二十九頁例1：……，求AB部分(bùfen)的長度．解析(jiěxī)FNFFNF在AB段，根據(jù)牛頓運動定律：F＝ma1設(shè)B點速度大小為v，根據(jù)運動學(xué)公式：v2＝2a1x1在BC段，根據(jù)牛頓運動定律：F-mgsinθ＝ma2從B到C，根據(jù)運動學(xué)公式：vm2－v2＝2a2x2因為：L＝x1＋x2x1x2共二十九頁二、圖象在動力學(xué)中的應(yīng)用1．常見的圖象形式在動力學(xué)與運動學(xué)問題中，常見、常用的圖象是位移圖象(x-t圖象)、速度(sùdù)圖象(v-t圖象)和力的圖象(F-t圖象)等，這些圖象反映的是物體的運動規(guī)律、受力規(guī)律，而絕非代表物體的運動軌跡．2．圖象問題的分析方法遇到帶有物理圖象的問題時，要認真分析圖象，先從它的物理意義、點、線段、斜率、截距、交點、拐點、面積等方面了解圖象給出的信息，再利用共點力平衡、牛頓運動定律及運動學(xué)公式去解題．共二十九頁例2：如圖甲所示固定光滑細桿與地面成一定夾角為α，在桿上套有一個光滑小環(huán)(xiǎohuán)，小環(huán)(xiǎohuán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)小環(huán)的質(zhì)量m(2)細桿與地面間的夾角α解析(jiěxī)沒有摩擦力FNF勻加速勻速共二十九頁例2：…….。求：(1)小環(huán)(xiǎohuán)的質(zhì)量m(2)細桿與地面間的夾角α解析(jiěxī)FNF勻加速勻速根據(jù)牛頓第二定律：共二十九頁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)的大小與時間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示．取重力加速度g＝10m/s2.由這兩個(liǎnɡɡè)圖象可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為(

)解析(jiěxī)【針對訓(xùn)練】A．0.5kg,0.4

B．1.5kg，2/15C．0.5kg,0.2D．1kg,0.2A靜止勻加速勻速2s~4s:物塊勻加速運動a=2m/s2，F(xiàn)-Ff

=ma，3-10μm=2m①4s~6s:物塊做勻速直線運動F=μmg:10μm=2②由①②得:m=0.5kg，μ=0.4

甲乙共二十九頁三、傳送帶問題傳送帶傳遞貨物時，一般情況下，由摩擦力提供動力，而摩擦力的性質(zhì)(xìngzhì)、大小、方向和運動狀態(tài)密切相關(guān)．分析傳送帶問題時，要結(jié)合相對運動情況，分析物體受到傳送帶的摩擦力方向，進而分析物體的運動規(guī)律是解題的關(guān)鍵．注意：因傳送帶由電動機帶動，一般物體對傳送帶的摩擦力不影響(yǐngxiǎng)傳送帶的運動狀態(tài)．共二十九頁例3：某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上，傳送帶與地面的夾角θ＝30°，傳送帶兩端A、B的距離L＝10m，傳送帶以v＝5m/s的恒定速度勻速向上運動．在傳送帶底端A輕放上一質(zhì)量m＝5kg的貨物，貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)(yīnshù)μ＝求貨物從A端運送到B端所需的時間．(g取10m/s2)解析(jiěxī)FNFf貨物初速度為0由牛頓第二定律：μmgcos30°－mgsin30°=ma解得：a=2.5m/s2貨物先勻加速：共二十九頁解析(jiěxī)FNFf勻加速(jiāsù)直線：a=2.5m/s2然后貨物做勻速運動運動位移：x2=L-x1=5m勻速運動時間：貨物從A到B所需的時間：t=t1＋t2=3s共二十九頁四、共點力作用下的平衡(pínghéng)問題常用方法1．矢量三角形法(合成法)物體受三個力作用而平衡時，其中任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反，且這三個力首尾相接構(gòu)成封閉三角形，可以通過解三角形來求解相應(yīng)力的大小和方向．常用的有直角三角形、動態(tài)三角形和相似三角形．共二十九頁3.整體法和隔離法：在選取研究對象時，為了弄清楚系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個物體(wùtǐ)的受力情況，可采用隔離法；若只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的受力時，一般可采用整體法．2．正交分解法在正交分解法中，平衡條件F合＝0可寫成：∑

Fx＝F1x＋F2x＋…＋Fnx＝0(即x方向(fāngxiàng)合力為零)∑Fy＝F1y＋F2y＋…＋Fny＝0(即y方向合力為零)共二十九頁例4：如圖所示，質(zhì)量m1＝5kg的物體，置于一粗糙的斜面體上，斜面傾角為30°，用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體，物體沿斜面向上勻速運動(yúnsùyùndòng)．斜面體質(zhì)量m2＝10kg，且始終靜止，g取10m/s2，求：(1)斜面體對物體的摩擦力；(2)地面對斜面體的摩擦力和支持力．解析(jiěxī)(1)隔離物體受力分析平行于斜面的方向：F＝m1gsin30°＋Ff解得：Ff

=5N方向：沿斜面向下FNFFf受力平衡共二十九頁例4：如圖所示，質(zhì)量m1＝5kg的物體，置于一粗糙的斜面體上，斜面傾角為30°，用一平行于斜面的大小(dàxiǎo)為30N的力F推物體，物體沿斜面向上勻速運動．斜面體質(zhì)量m2＝10kg，且始終靜止，g取10m/s2，求：(1)斜面體對物體的摩擦力；(2)地面對斜面體的摩擦力和支持力．解析(jiěxī)(2)整體法：斜面體和物體FN地FFf地整體受力平衡水平方向：Ff地=Fcos30°=N方向：水平向左豎直方向：FN地=(m1＋m2)g-Fsin30°

=135N方向：豎直向上共二十九頁1.(動力學(xué)的兩類基本問題)如圖所示，在傾角θ＝37°的足夠長的固定的斜面底端有一質(zhì)量m＝1.0kg的物體．物體與斜面間動摩擦因數(shù)μ＝0.25，現(xiàn)用輕細繩拉物體由靜止沿斜面向上運動．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．經(jīng)時間t＝4.0s繩子突然斷了，求：(1)繩斷時物體的速度(sùdù)大?。?2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間．(已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，取g＝10m/s2)解析(jiěxī)FNFFf上滑過程中：分析物體受力共二十九頁1.(動力學(xué)的兩類基本問題)(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動(yùndòng)時間．(已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，取g＝10m/s2)解析(jiěxī)上滑過程下滑過程共二十九頁2．(圖象在動力學(xué)中的應(yīng)用)如圖甲所示為一風力實驗示意圖．開始時，質(zhì)量為m＝1kg的小球穿在固定的足夠長的水平細桿上，并靜止于O點．現(xiàn)用沿桿向右的恒定風力F作用于小球上，經(jīng)時間t1＝0.4s后撤去風力．小球沿細桿運動(yùndòng)的v-t圖象如圖乙所示(g取10m/s2)，試求：(1)小球沿細桿滑行的距離；(2)小球與細桿之間的動摩擦因數(shù)；(3)風力F的大?。馕?jiěxī)(1)從v-t圖象可知：小球先勻加速后勻減速圖中面積表示位移：x=1.2m共二十九頁2．(圖象在動力學(xué)中的應(yīng)用)如圖甲所示為一風力實驗示意圖．開始(kāishǐ)時，質(zhì)量為m＝1kg的小球穿在固定的足夠長的水平細桿上，并靜止于O點．現(xiàn)用沿桿向右的恒定風力F作用于小球上，經(jīng)時間t1＝0.4s后撤去風力．小球沿細桿運動的v-t圖象如圖乙所示(g取10m/s2)，試求：(1)小球沿細桿滑行的距離；(2)小球與細桿之間的動摩擦因數(shù)；(3)風力F的大?。馕?jiěxī)(2)0.4s~1.2s:勻減速Ffv根據(jù)牛頓第二定律：μmg=ma2動摩擦因數(shù)：μ=0.25共二十九頁2．(圖象在動力學(xué)中的應(yīng)用)如圖甲所示為一風力實驗示意圖．開始時，質(zhì)量為m＝1kg的小球(xiǎoqiú)穿在固定的足夠長的水平細桿上，并靜止于O點．現(xiàn)用沿桿向右的恒定風力F作用于小球上，經(jīng)時間t1＝0.4s后撤去風力．小球沿細桿運動的v-t圖象如圖乙所示(g取10m/s2)，試求：(1)小球沿細桿滑行的距離；(2)小球與細桿之間的動摩擦因數(shù)；(3)風力F的大?。馕?jiěxī)(3)0~0.4s:勻加速Ffv根據(jù)牛頓第二定律：F-μmg=ma1動摩擦因數(shù)：F=7.5NFmgFN共二十九頁3．(傳送帶問題)如圖所示，水平傳送帶以2m/s的速度運動，傳送帶長AB＝20m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動(dàidòng)，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g=10m/s2)試求：(1)工件開始時的加速度a(2)工件加速到2m/s時，工件運動的位移(3)工件由傳送帶左端運動到右端的時間解析(jiěxī)初速度為零相對于傳送帶向左運動受滑動摩擦力向右mgFNFf共二十九頁3．(傳送帶問題)如圖所示，水平傳送帶以2m/s的速度運動，傳送帶長AB＝20m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g=10m/s2)試求：(1)工件開始時的加速度a(2)工件加速到2m/s時，工件運動的位移(3)工件由傳送帶左端運動到右端的(duāndì)時間解析(jiěxī)初速度為零相對于傳送帶向左運動受滑動摩擦力向右mgFNFf共二十九頁3．(傳送帶問題)如圖所示，水平傳送帶以2m/s的速度運動，傳送帶長AB＝20m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)(yīnshù)μ＝0.1，(g=10m