高中物理 第四章 牛顿运动定律章末小结 新人教版必修1

1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修1,牛顿运动定律,第四章,章末小结,第四章,1.1.1集合的概念,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

2、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,如图所示，两个质量分别为m11kg、m24kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F130N、F220N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是() A弹簧秤的示数是25N B弹簧秤的示数是28N C在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7m/s2 D在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s2

3、,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。例如两物体刚好要发生相对滑动时，接触面上必须出现最大静摩擦力；两个物体要发生分离，相互之间的作用力弹力必定为零等,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

4、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,如图所示，一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部，木箱到驾驶室的距离L1.6m。已知木箱与木板间的动摩擦因数0.484，平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍。平板车以v022.0m/s的恒定速度行驶，突然驾驶员刹车，使车做匀减速运动，为不让木箱撞击驾驶室，g取10m/s2，试求： (1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间？ (2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大？(g取10m

5、/s2,三、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xt、vt、Ft及aF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,天津市五校20142015学年高一上学期期末联考)质量共为40kg的雪橇和运动员，在倾角37的斜面上向下滑动(如图甲所示)，所受的空气阻力与速度成正比

6、，今测得雪橇运动的vt图象如图乙所示，且AB是曲线A点的切线，B点坐标为(4,15)，CD是曲线的渐近线，g取10m/s2。试求,1)t0时刻运动员的加速度和稳定时的速度； (2)空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数,2)运动员所受阻力与速度成正比即fkv，t0时刻：mgsin37kv0mgcos37ma 物体最后以速度v做匀速运动时： mgsin37kvmgcos370 将v05m/s，v10m/s，代入以上两式联立，解得 0.125，k20Ns/m。 答案：(1)2.5m/s210m/s (2)0.125k20Ns/m,四、动力学中的传送带问题 1解题关键：分析物体与传送带间的滑动摩

7、擦力方向，进而分析物体的运动规律，这是分析传送带问题的关键。 2常见的传送带模型：有两种，一个是水平方向的传送带；另一个是与水平方向成一定角度的传送带。 (1)物体在水平传送带上的运动有两种可能：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；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)对倾斜传送带要分析最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系，根据具体情况具体分析,如图所示，传送带与水平面的夹角为37，以4m/s的速度向上运行，在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间动摩擦因

8、数0.8，AB间(B为顶端)长度为25m。试回答下列问题,1)说明物体的运动性质(相对地球) (2)物体从A到B的时间为多少？(g10m/s2,解析：(1)由题设条件知tan370.75，0.8，所以有tan37，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mgsin37maF滑FNFNmgcos37 求解得ag(cos37sin37)0.4m/s2 设物体在传送带上做匀加速直线运动时间t1及位移x1，因v00a0.4m/s2，vt4m/s,答案：(1)物体先以a0.4m/s2做匀加速直线运动，达到传

9、送带速度后，便以传送带速度做匀速运动 (2)11.25s,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,解析：(1)在02s时间内，A和B的受力如图所示，其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，f2、N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示,由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得 f11N1 N1mgcos f22N2 N2N1mgcos 规定沿斜面向下为正。设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得 mgsinf1ma1 mg

10、sinf1f2ma2,联立式，并代入题给条件得 a13m/s2 a21m/s2 (2)在t12s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则 v1a1t16m/s v2a2t12m/s tt1时，设A和B的加速度分别为a1和a2，此时A与B之间摩擦力为零，同理可得 a16m/s2 a22m/s2,点评：此题亦可用下面的速度图线求解，请同学们自主探究,1(2014北京理综，19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，

11、小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(,A如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 答案：A 解析：本题考查伽利略实验。选项之间有一定的逻辑性，需要学生有一定的辨别能力。三种材料的粗糙程度不同，小球上升的高度不同，若斜面光滑，小球将上升到与0点，等高位置，A正确，B、C、D选项从本实验不能直接得出结论。本题要求从实验现象中直接得出结论。B、C、D选项中的结论也是科学的，正确的，但从本实验中不

12、能得出,2(2014新课标全国卷，17)如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比，小球的高度() A一定升高 B一定降低 C保持不变 D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 答案：A,解析：本题主要考查力的分解，解题的关键要明确弹力在竖直方向上的分力不变，因此对应伸长量在竖直方向上的分量不变。由于小球在竖直方向处于平衡状态，所以kxmy，即竖直方向上的伸长量不变，但于由原来有原长，原长沿竖直方向分量减小，所以竖直方向总长度减小。A

13、正确。该题极具迷惑性，学生往往会从牛顿第二定律入手寻找关系，导致无法得出正确结论,3(2014重庆理综，5)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的t图象可能正确的是(,答案：D 解析：本题主要考查竖直上抛运动中的受力情况和图象。解题的关键是明确两种情况下的加速度变化情况。空气阻力忽略时，物体上升的加速度不变，在vt图象上是倾斜的直线，空气阻力与速率成正比时，物体上升过程中做加速度越来越小的减速运动，在最高点时速度等于重力加速度，即速度等于零时，vt图象中的切线平行。综上所述，只有

14、选项D满足以上关系。根据物理规律排除不满足条件的选项是选择题解题的一种常用方法,4(2015新课标全国卷，20)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图(b)所示，若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出() A斜面的倾角 B物块的质量 C物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度 答案：ACD,5(2015新课标全国卷，22)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中得到的纸带的一部分如图(b)所示。图中标出了五个连续点之间的距离,1)物块下滑时的加速度a_m/s2

15、，打C点时物块的速度v_m/s； (2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是_(填正确答案标号)。 A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角 答案：(1)3.251.79(2)C,6(2014新课标全国卷，22)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题,1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成_(填“线性”或“非线性”)关系。 (2)由图(b)可知，am图线

16、不经过原点，可能的原因是_。 (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_。钩码的质量应满足的条件是_。 答案：(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量,解析：(1)由图象可以判断加速度与钩码的质量或非线性关系。 (2)当有拉力时无加速度说明存在摩擦力。 (3)为了验证实难结论，要平衡摩擦力，本实验中由于把钩码的重力作为拉力。因此必需满足Mm的条件,7(2013四川理综，9)近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为。每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人。只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行