人教版高一物理必修一课件：第4章牛顿运动定律 章末小结4.ppt

第四章 牛顿运动定律 章 末 小 结 1 知识结构 2 规律方法 3 触及高考 知 识 结 构 规 律 方 法 一、整体法与隔离法在分析连接体问题中的应用 1 ．连接体 多个相互关联的物体组成的物体系统。如叠在一起、并排放在一起或用绳 ( 或杆 ) 连在一起的几个物体。 2 ．隔离法与整体法 (1) 隔离法的选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。 (2) 整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度 ( 或其他未知量 ) 。 (3) 整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即 “ 先整体求加速度，后隔离求内力 ” 。 ACD A ．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小 B ．若粘在 A 木块上面，绳的拉力减小， A 、 B 间摩擦力不变 C ．若粘在 B 木块上面，绳的拉力增大， A 、 B 间摩擦力减小 D ．若粘在 C 木块上面，绳的拉力和 A 、 B 间摩擦力都减小 解析： 因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，取整体为研究对象，根据牛顿第二定律都有： F － 3 μmg － μ Δ mg ＝ (3 m ＋ Δ m ) a ， a 都将减小，故 A 正确；若粘在 A 或 B 木块上面，以 C 为研究对象，有： F － μmg － T ＝ ma ， a 减小， F 、 μmg 不变，所以，绳子拉力 T 增大，故 B 错误；若粘在 B 木块上面，以 A 为研究对象， f A ＝ ma ， a 减小， m 不变， A 所受摩擦力减小，故 C 正确；若粘在 C 木块上面， a 减小， AB 间的摩擦力减小，再以 AB 整体为研究对象，有 T － 2 μmg ＝ 2 ma ，则可知拉力 T 减小，故 D 正确，故选 A 、 C 、 D 。 二、动力学问题中的临界和极值问题 1 ．临界极值问题：在运用牛顿运动定律解动力学问题时，常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动，相互接触的物体是否会发生分离等等。这类问题就是临界问题。 2 ．解题关键：解决临界问题的关键是分析临界状态，挖掘临界条件。 常见的临界条件： (1) 接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离的临界条件是弹力 F N ＝ 0 。 (2) 相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对静止或相对滑动的临界条件为静摩擦力达到最大值或为零。 (3) 绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绝对张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是 F T ＝ 0 。 (4) 加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度。当出现加速度为零时，物体处于临界状态，所以对应的速度便会出现最大值或最小值。 3 ．解决临界问题的一般方法 (1) 极限法：题设中若出现 “ 最大 ”“ 最小 ”“ 刚好 ” 等这类词语时，一般就隐含着临界问题，解决这类问题时，常常是把物理问题 ( 或物理过程 ) 引向极端，进而使临界条件或临界点暴露出来，达到快速解决有关问题的目的。 (2) 假设法：有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题，一般要用假设法。 (3) 数学推理法：根据分析的物理过程列出相应的数学表达式，然后由数学表达式讨论出临界条件。 答案 ： (1)4.4s 　 (2)7420N 三、物理图象在动力学问题中的应用 1 ．常见的图象形式：物理图象信息量大，包含知识内容全面，好多习题已知条件是通过物理图象给出的，动力学问题中常见的有 x － t 、 v － t 、 F － t 及 a － F 等图象。这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹。 2 ．图象问题的分析方法：遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，要从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题。 B A ．物体的质量 m ＝ 1.0kg B ．物体与水平面间的动摩擦因数 μ ＝ 0.40 C ．前 3s 内物体的平均速度为 1.5m/s D ．前 3s 内物体所受摩擦力为 2N 解题指导： (1) 利用 “ v － t ” 图象分析各时间段物体的运动情况。 (2) 利用 “ F － t ” 图象分析各时间段物体的受力情况。 (3) 将两图象所给数据，由动力学规律综合分析求解。 四、动力学中的传送带问题 1 ．水平传送带 (1) 若物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度，则该物体一直做匀变速直线运动。 (2) 若物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同，则物体先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动。 2 ．倾斜传送带 (1) 一个关键点：对于倾斜传送带，分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键。 (2) 两种情况。 ① 如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，则物体做匀变速直线运动； ② 如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，则物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动。 解析： (1) 由题设条件知 tan37° ＝ 0.75 ， μ ＝ 0.8 ，所以有 tan37°< μ ，这说明物体在斜面 ( 传送带 ) 上能处于静止状态，物体开始无初速度放在传送带上，起初阶段：对物体受力分析如图所示。 根据牛顿第二定律可知： F 滑 － mg sin37° ＝ ma 　 F 滑 ＝ μF N 　 F N ＝ mg cos37° 求解得 a ＝ g ( μ cos37° － sin37°) ＝ 0.4m/s 2 设物体在传送带上做匀加速直线运动时间 t 1 及位移 x 1 ，因 v 0 ＝ 0 　 a ＝ 0.4m /s 2 ， v t ＝ 4m/ s 答案： (1) 物体先以 a ＝ 0.4m/s 2 做匀加速直线运动，达到传送带速度后，便以传送带速度做匀速运动 (2)11.25s 触 及 高 考 牛顿运动定律是力学的基本规律，是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位。因此本章是高考的热点，着重考查学生分析问题、解决问题的能力，本章多与运动学、电磁学等知识联系在一起综合考查。 一、考题探析 解析： (1) 滑块 A 和 B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑动，设 A 、 B 和木板所受的摩擦力大小分别为 f 1 、 f 2 和 f 3 ， A 和 B 相对于地面的加速度大小分别为 a A 和 a B ，木板相对于地面的加速度大小为 a 1 ，在物块 B 与木板达到共同速度前有 f 1 ＝ μ 1 m A g ① f 2 ＝ μ 1 m B g ② f 3 ＝ μ 2 ( m ＋ m A ＋ m B ) g ③ 由牛顿第二定律得 f 1 ＝ m A a A ④ f 2 ＝ a B a B ⑤ f 2 － f 1 － f 3 ＝ ma 1 ⑥ 设在 t 1 时刻， B 与木板达到共同速度，其大小为 v 1 ，由运动学公式有 v 1 ＝ v 0 － a B t 1 ⑦ v 1 ＝ a 1 t 1 ⑧ 联立 ①②③④⑤⑥⑦⑧ 式，代入已知数据得 v 1 ＝ 1m/s ⑨ A 和 B 相遇时， A 与木板的速度也恰好相同。因此 A 和 B 开始运动时，两者之间的距离为 s 0 ＝ s A ＋ s 1 ＋ s B ⑯ 联立以上各式，并代入数据得 s 0 ＝ 1.9m ⑰ ( 也可用如右图的速度－时间图线求解 ) 答案： (1)1m/s 　 (2)1.9m 二、临场练兵 A 解析： 物块 P 处于静止状态时有 kΔL ＝ mg ① 当物块受力 F 向上做匀加速运动时，由牛顿第二定律有： F ＋ k ( ΔL － x ) － mg ＝ ma ② 由 ①② 式得 F ＝ ma ＋ kx 所以 F 和 x 的关系图象为选项 A 。 (1) 冰球与冰面之间的动摩擦因数； (2) 满足训练要求的运动员的最小加速度。 (1) 货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； (2) 制动坡床的长度。 答案： (1)5m/s 2 ，方向沿斜面向下　 (2)98m 解析： (1) 设货物的质量为 m ，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数 μ ＝ 0.4 ，受摩擦力大小为 f ，加速度大小为 a 1 ，则 f ＋ mg sin θ ＝ ma 1 ① f ＝ μmg cos θ ② 联立 ①② 并代入数据得 a 1 ＝ 5m/s ③ a 1 的方向沿制动坡床向下。