粤教版本物理必修1第四章（力与运动）复习教案

1、第四章 力与运动本章知识结构:一、 牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 1理解要点： 运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。 它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。 2惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。 质量是物体惯性大小的量度。 惯性不是力，惯性是物

2、体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。例题评析【例1】 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 ( ) A人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动 B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动 C人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已 D人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度练习1:1在一列火车的车厢里，有一个自来水龙头，第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方A点，第二段时间

3、内，水滴落在A点的右方B点，那么火车的运动可能是：（ ）A 先静止，后向右做加速运动。B 先做匀速运动，后做加速运动。C 先做匀速运动，后做减速运动。D 上述三种情况都有可能发生。2下列关于惯性的说法正确的是（ ）A一个同学看见某人推不动原来静止的小车，于是他说，这是因为小车的惯性太大的缘故B一个物体原来以速度运动，后来速度变为，则其惯性变大了C.从知月球上的重力加速度是地球上的，所以将一个物体从地球移到月球，其惯性减小为D.在宇宙飞船内的物体具有惯性3摩托车做飞越障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险，下列说法正确的是：（ ）A 应该前轮先着地。B 应该后轮先着地。C 应该前后轮同时着地。D

4、哪个车轮先着地与翻车危险无关。4如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直线 C无规则的曲线E 抛物线5做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况是：（ ）A 悬浮在空中不动。B 速度逐渐减小。C 保持一定速度向下匀速直线运动。D 无法判断。6一个在日本的旅游者，想来中国他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，您认为这有能否实现_，原因是_二、牛顿第二定律（实验定律）1. 定律内容

5、 物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量m成反比。 2. 公式：=ma理解要点：因果性：是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失； 方向性：a与都是矢量,，方向严格相同； 瞬时性和对应性：a为某时刻物体的加速度，是该时刻作用在该物体上的合外力。例题评析【例2】如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的? 【分析与解答】 因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系，当a与v同向时,v增大；当a与v反向时，v减小；而a由合外力决定，所以此题要分析v,a的大小变化，

6、必须先分析小球的受力情况。 小球接触弹簧时受两个力的作用：向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段，重力大于弹力，小球合力向下，且不断变小(因为F合=mg-kx，而x增大)，因而加速度减小(因为a=F/m)，由于v方向与a同向，因此速度继续变大。 当弹力增大到大小等于重力时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大。 之后，小球由于惯性继续向下运动，但弹力大于重力，合力向上，逐渐变大(因为F=kx-mg=ma)，因而加速度向上且变大，因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点，以后将被弹簧上推向上运动。 综上分析得：小球向下压弹簧过程，F方向先向下后向上，先变小后交大；a方向先向下后向上，大小先变

7、小后变大；v方向向下，大小先变大后变小。 【例3】 如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于平衡状态，现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。【分析与解答】 剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即将作圆周运动，所以其加速度方向必和L1垂直，L1中的弹力发生突变，弹力和重力的合力与L1垂直；可求出瞬间加速度为a=gsin。 若将图中的细线L1，改变为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与例3相同吗？【说明】 (1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生，同时变化，同时消

8、失，分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化。 (2)明确两种基本模型的特点。 A轻绳不需要形变恢复时间、在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值。 B轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大小方向均不变。【例4】 将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.ON，下顶板的传感器显示的压力为10.ON，g取10m/s2 (1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，

9、试判断箱的运动情况。 (2)要使上顶板传感器的示数为O，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?【分析与解答】 以金属块为研究对象，设金属块的质量为m，根据牛顿第二定律，有F2+mg-F1=ma 解得m=O.5kg (1)由于上顶板仍有压力，说明弹簧的长度没有变化，因此弹簧弹力仍为lO.ON，可见上顶板的压力是5N，设此时的加速度为a1，根据牛顿第二定律，有 F1-F1/2-mg=mal， 即得a1=O，即此时箱静止或作匀速直线运动。 (2)要想上顶板没有压力，弹簧的长度只能等于或小于目前的长度，即下顶板的压力只能等于或大干10.ON，这时金属块的加速度为a2，应满足 ma210.O-mg 得a210

10、m/s2，即只要箱的加速度为向上，等于或大于10m/s2(可以向上作加速运动，也可以向下作减速运动)，上顶板的压力传感器示数为零。【说明】 利用传感器可以做很多的物理实验，当然传感器的种类多种多样，以后我们还会遇到。【例5】 如图所示，质量为m的入站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为求人受的支持力和摩擦力。【分析与解答】 题中人对扶梯无相对运动，则人、梯系统的加速度(对地)为a，方向与水平方向的夹角为斜向下，梯的台面是水平的，所以梯对人的支持力N竖直向上，人受的重力mg竖直向下。由于仅靠N和mg不可能产生斜向下的加速度，于是可判定梯对人有水平方向的静摩擦力，。解

11、法1 以人为研究对象，受力分析如图所示。因摩擦力f为待求且必沿水平方向，设水平向右。为不分解加速度a，建立图示坐标，并规定正方向。X方向 mgsin-Nsin-fcos=maY方向 mgcos+fsin-Ncos=0解得：N=m(g-asin) f=-macos为负值，说明摩擦力的实际方向与假设相反，为水平向左。解法二：将加速度a沿水平方向与竖直方向分解，如图ax=acos ay=asin水平方向：f=max=macos竖直方向：mg-N=may=masin联立可解得结果。【例6】如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情

12、况可能是（ ） A. 加速下降B. 减速上升 C. 匀速向右运动D. 加速向左运动 【分析与解答】：木箱未运动前，A物体处于受力平衡状态，受力情况：重力mg、箱底的支持力N、弹簧拉力F和最大的静摩擦力（向左），由平衡条件知： 物体A被弹簧向右拉动（已知），可能有两种原因，一种是弹簧拉力（新情况下的最大静摩擦力），可见，即最大静摩擦力减小了，由知正压力N减小了，即发生了失重现象，故物体运动的加速度必然竖直向下，由于物体原来静止，所以木箱运动的情况可能是加速下降，也可能是减速上升，A对B也对。 另一种原因是木箱向左加速运动，最大静摩擦力不足使A物体产生同木箱等大的加速度，即的情形，D正确。匀速向右

13、运动的情形中A的受力情况与原来静止时A的受力情况相同，且不会出现直接由静止改做匀速运动的情形，C错。n 应用牛顿第二定律解题的步骤 (1)选取研究对象：根据题意，研究对象可以是单一物体，也可以是几个物体组成的物体系统。 (2)分析物体的受力情况 (3)建立坐标 若物体所受外力在一条直线上，可建立直线坐标。 若物体所受外力不在一直线上，应建立直角坐标，通常以加速度的方向为一坐标轴，然后向两轴方向正交分解外力。 (4)列出第二定律方程 (5)解方程，得出结果练习21一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，现同时撤消大小分别是15N和10N的两个力，其余的力保持不变，此时物体加速度大小可

14、能是： A2m/s2 B3m/s2 C12m/s2 D15m/s22如图所示，小车上有一弯折硬杆，杆下端固定一质量为m的小球。当小车向左加速运动时，下列关于杆对球的作用力方向的说法中正确的是 A可能竖直向上 B可能水平向左 C可能沿杆向上 D一定沿杆向上3如图所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，不计其它外力及空气阻力，则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是 4 一个物块与竖直墙壁接触，受到水平推力F的作用。力F随时间变化的规律为（常量k0）。设物块从时刻起由静止开始沿墙壁竖直向下滑动，物块与墙壁间的动摩擦因数为，得到物块与竖直墙壁

15、间的摩擦力f随时间t变化的图象，如图所示，从图线可以得出 A. 在时间内，物块在竖直方向做匀速直线运动 B. 在时间内，物块在竖直方向做加速度逐渐减小的加速运动 C. 物块的重力等于a D. 物块受到的最大静摩擦力总等于b 5 如图4所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面哪些说法是正确的？ A. 倾角为30时所需时间最短 B. 倾角为45所需时间最短 C. 倾角为60所需时间最短 D. 所需时间均相等 6 质量的物体在拉力F作用下沿倾角为30的斜面斜向上匀加速运动，加速度的大小为，力F的方向沿斜面向上，大小为10N。运动过程中，若突然撤去拉

16、力F，在撤去拉力F的瞬间物体的加速度的大小是_；方向是_。7如图所示，传送带AB段是水平的，长20 m，传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后，经过多长时间到达B点？（g取）三.牛顿第二定律的应用： 1.物体系. (1)物体系中各物体的加速度相同，这类问题称为连接体问题。这类问题由于物体系中的各物体加速度相同，可将它们看作一个整体，分析整体的受力情况和运动情况，可以根据牛顿第二定律，求出整体的外力中的未知力或加速度。若要求物体系中两个物体间的相互作用力，则应采用隔离法。将其中某一物体从物体系中隔离出来，进行受力分析

17、，应用第二定律，相互作用的某一未知力求出，这类问题，应是整体法和隔离法交替运用，来解决问题的。 (2)物体系中某一物体作匀变速运动，另一物体处于平衡状态，两物体在相互作用，这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来解决。应用隔离法，通过对某一物体受力分析应用第二定律(或平衡条件)，求出两物体间的相互作用，再过渡到另一物体，应用平衡条件(或第二定律)求出最后的未知量。 2临界问题 某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。临界状态又可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状态。 处理临界状态的基本方法和步骤是：分析两种物理现象及其与临界值相关的条件；用假设法求出临界值；比较所给条

18、件与临界值的关系，确定物理现象，然后求解 例题评析【例7】一辆小车在水平地面上行驶，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成角（如图6-1所示）下列关于小车运动情况，说法正确的是（）图6-1A.加速度方向向左，大小为gtanB.加速度方向向右，大小为gtanC.加速度方向向左，大小为gsinD.加速度方向向右，大小为gsin【分析与解答】小球受到线的拉力和重力两个力的作用，由题图可知，这两个力的合力方向水平向左，大小为mgtan，由牛顿第二定律可知，小车的加速度方向向左，大小为gtan。答案：A【例8】如图所示，一细线的一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端P处。细线的另一端拴一质量为m的小球

19、，当滑块以a=向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=。【分析与解答】小球对滑块的压力等于零时，则小球只受细绳拉力和重力两个力的作用，其合力为F合=mgtan45=mg，所以加速度a=g；当滑块以a=2g的加速度向左运动时，小球将脱离斜面，细绳与竖直方向的夹角不再是45角，但拉力和小球重力的合力的方向仍向左，且有T=mg。答案：gmg【例9】如图，质量的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，假定小车足够长，问： （1）经过多长时间

20、物块停止与小车间的相对运动？ （2）小物块从放在车上开始经过3s所通过的位移是多少？（g取10m/）【分析与解答】：（1）依据题意，物块在小车上停止运动时，物块与小车保持相对静止，应具有共同的速度。设物块在小车上相对运动时间为t，物块、小车受力分析如图： 物块放上小车后做初速度为零加速度为的匀加速直线运动，小车做加速度为匀加速运动。 由牛顿运动定律：F=ma物块放上小车后加速度：小车加速时间： （2）物块在前2s内做加速度为的匀加速运动，后1s同小车一起做加速度为的匀加速运动。 练习3 1. 如图所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌

21、面间的动摩擦因数均为，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为 A. B. C. D. 2. 如图6所示，倾斜的索道与水平方向的夹角为37，当载物车厢加速向上运动时，物对车厢底板的压力为物重的1.25倍，这时物与车厢仍然相对静止，则车厢对物的摩擦力的大小是物重的_倍。3. 如图8所示，A、B两个物体靠在一起放在光滑水平面上，它们的质量分别为。今用水平力推A，用水平力拉B，和随时间变化的关系是。求从t=0到A、B脱离，它们的位移是多少？ 4.如图所示，倾角为300的传送皮带以恒定的速度2m/s运动，皮带AB长5m，将1Kg的物体放在A点，经2.9s到达B点，求物体和皮带间的动摩擦因数为多少

22、?若增加皮带的速度，则物体从A到B的最短时间是多少?5如图，水平传送带两端间距 L=2m，工作时皮带的传送速度恒为V=2m/s，上皮带离水平地面高为H，现将质量 m=5kg的物体(可视为质点)轻轻放在A端(对地面速度为零)，结果当时间t=2.2s时落至地面C点，设物体与皮带间的运动摩擦因数为=O.5(g取10m/s2，轮轴半径很小)。求 (1)上皮带距地面高度H。 (2)设其它条件不变，仅改变传送带的传送速度，求物体在地面上的落点距B端的最大水平距离。四.超重和失重1.超重和失重超重现象是指：NG或 TG； 加速度a向上； 失重现象是指：GN或 GT； 加速度a向下； 完全失重是指：T=0或N

23、=0； 加速度a向下；大小a=g2.力学基本单位制：（在国际制单位中）基本单位和导出单位构成单位制. a：长度的单位米； b：时间的单位秒； c：质量的单位千克例题评析【例10】质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为480N，则升降机的运动应是（）A.匀速上升或匀速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降【分析与解答】：人对台秤的压力为480N，根据牛顿第三定律，台秤对人的支持力为480N，小于人的重力，人处于失重状态，加速度向下，所以升降机可能加速下降或减速上升。【例11】弹簧下端挂一个质量m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：(g=10m/s2)

24、（1）、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为 。 （2）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速上升时，示数为 。 （3）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为 。 （4）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为 。 （5）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为 。练习41某同学要在升降机内用天平来称量质量，下列哪些情况可以实现? A升降机匀速下降 B升降机减速下降 C升降机做自由落体运动 D升降机减速上升，但加速度数值小于重力加速度2如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木块浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中不计水的阻