高中物理人教必修课件第四章牛顿运动定律章末总结

高中物理·必修1·人教版第四章牛顿运动定律章末总结宜丰中学高一A部黄清华牛顿运动定律运动状态质量正比反比作用力的方向矢量瞬时牛顿运动定律两个性质两个向下向上匀速直线运动F合=0正交分解法FN<GFN>Gg

一、动力学的两类基本问题1．掌握解决动力学两类基本问题的思路方法其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．2．求合力的方法(1)平行四边形定则若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用平行四边形定则求F合，然后求加速度．(2)正交分解法物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时，常用正交分解法．一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解．例1：我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用，为使战斗机更容易起飞，“辽宁号”使用了滑跃技术．如图所示，其甲板可简化为模型：AB部分水平，BC部分倾斜，倾角为θ.战斗机从A点开始起跑，C点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F，ABC甲板总长度为L，战斗机质量为m，离舰时的速度为vm，重力加速度为g.求AB部分的长度．解析FNFFNF分析战斗机在AB和BC段受力例1：……，求AB部分的长度．解析FNFFNF在AB段，根据牛顿运动定律：F＝ma1设B点速度大小为v，根据运动学公式：v2＝2a1x1在BC段，根据牛顿运动定律：F-mgsinθ＝ma2从B到C，根据运动学公式：vm2－v2＝2a2x2因为：L＝x1＋x2x1x2二、图象在动力学中的应用1．常见的图象形式在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x-t图象)、速度图象(v-t图象)和力的图象(F-t图象)等，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，先从它的物理意义、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．例2：如图甲所示固定光滑细杆与地面成一定夹角为α，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)小环的质量m(2)细杆与地面间的夹角α解析没有摩擦力FNF匀加速匀速例2：…….。求：(1)小环的质量m(2)细杆与地面间的夹角α解析FNF匀加速匀速根据牛顿第二定律：放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(

)解析【针对训练】A．0.5kg,0.4

B．1.5kg，2/15C．0.5kg,0.2D．1kg,0.2A静止匀加速匀速2s~4s:物块匀加速运动a=2m/s2，F-Ff

=ma，3-10μm=2m①4s~6s:物块做匀速直线运动F=μmg:10μm=2②由①②得:m=0.5kg，μ=0.4

甲乙三、传送带问题传送带传递货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关．分析传送带问题时，要结合相对运动情况，分析物体受到传送带的摩擦力方向，进而分析物体的运动规律是解题的关键．注意：因传送带由电动机带动，一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态．例3：某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10m，传送带以v＝5m/s的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10m/s2)解析FNFf货物初速度为0由牛顿第二定律：μmgcos30°－mgsin30°=ma解得：a=2.5m/s2货物先匀加速：解析FNFf匀加速直线：a=2.5m/s2然后货物做匀速运动运动位移：x2=L-x1=5m匀速运动时间：货物从A到B所需的时间：t=t1＋t2=3s四、共点力作用下的平衡问题常用方法1．矢量三角形法(合成法)物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，可以通过解三角形来求解相应力的大小和方向．常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形．3.整体谱法和稼隔离浇法：在选留取研逆究对喂象时退，为距了弄甩清楚系统(连接信体)内某稳个物软体的杯受力滔情况恐，可汁采用殊隔离口法；若只涉流及研进究系演统而固不涉吩及系并统内婶部某顷些物清体的廉受力琴时，友一般邻可采捆用整水体法楚．2．正阔交分娱解法在正旷交分滋解法救中，栽平衡秩条件F合＝0可写惕成：∑Fx＝F1x＋F2x＋…＋Fnx＝0塔(即x方向董合力均为零)∑Fy＝F1y＋F2y＋…＋Fny＝0糕(即y方向龄合力侧为零)例4：如每图所特示，辆质量m1＝5袄kg的物貌体，神置于台一粗询糙的叙斜面绩体上付，斜瓣面倾钉角为30深°，用锯一平凝行于瓣斜面条的大苦小为30替N的力F推物飘体，不物体吨沿斜虾面向遣上匀津速运魔动．扩斜面婶体质毒量m2＝10订k谜g，且铺始终支静止办，g取10蒜m学/s2，求机：(1森)斜面无体对枝物体撑的摩乘擦力烦；(2孔)地面疼对斜摔面体闸的摩份擦力碧和支碎持力客．解析(1览)隔离物体释受力稿分析平行游于斜构面的谷方向四：F＝m1gsi拼n境30染°＋Ff解得蛋：Ff=箱5降N方向敲：沿斜李面向赴下FNFFf受力系平衡例4：如旱图所腐示，余质量m1＝5佛kg的物敌体，贝置于饶一粗抗糙的谎斜面余体上绸，斜已面倾接角为30衣°，用途一平盛行于泊斜面终的大品小为30萌N的力F推物困体，目物体阅沿斜听面向活上匀映速运矩动．射斜面嘴体质孝量m2＝10照k寻g，且源始终靠静止部，g取10毯m傲/s2，求尾：(1杯)斜面章体对黑物体们的摩当擦力摊；(2坏)地面矿对斜歉面体葡的摩需擦力凳和支展持力柜．解析(2瓜)整体野法：斜面降体和尸物体FN地FFf地整体君受力仔平衡水平观方向架：Ff地=Fco吨s消30州°=锣N方向里：水忙平向锻左竖直免方向苏：FN地=疗(m1＋m2)g-Fsi吵n姥30责°=1春35颗N方向租：竖染直向的上1.鱼(动力版学的呆两类第基本彻问题)如图蛇所示殊，在燥倾角θ＝37奇°的足级够长国的固抬定的母斜面嘱底端幅有一洽质量m＝1.带0始kg的物愧体．咐物体紧与斜庙面间建动摩罚擦因霸数μ＝0.略25，现探用轻斧细绳娱拉物念体由覆静止首沿斜蝇面向尺上运访动．瓦拉力F＝10谎N，方赞向平坑行斜霜面向刺上．短经时臂间t＝4.耕0棒s绳子特突然嘉断了聚，求慨：(1虹)绳断吹时物然体的忆速度镜大小器．(2销)从绳贞子断戴了开虹始到围物体尝再返劲回到焦斜面陪底端唇的运踪蝶动时巩间．(已知si绣n役37口°＝0.替60，co慢s经37使°＝0.裹80，取g＝10策m骑/s2)解析FNFFf上滑沈过程缓中：那分析杯物体量受力1.晋(动力逐学的末两类早基本杂问题)(2灯)从绳茂子断抱了开移始到局物体踩再返戚回到劝斜面莲底端晶的运久动时聚间．(已知si泪n弯37擦°＝0.鞠60，co识s挂37拼°＝0.公80，取g＝10等m纤/s2)解析上滑过程下滑过程2．(图象服在动丑力学津中的阳应用)如图僻甲所支示为穷一风靠力实掘验示欧意图柳．开麻始时搂，质锐量为m＝1贸kg的小乖球穿胳在固薪定的扣足够傲长的弊水平剑细杆纯上，苏并静话止于O点．评现用扔沿杆奸向右恒的恒谜定风泥力F作用疤于小景球上掌，经腊时间t1＝0.纷4双s后撤馒去风朱力．小球创沿细樱杆运各动的v-t图象落如图底乙所纸示(g取10辛m规/s2)，试掩求：(1割)小球鄙沿细趋杆滑睁行的拜距离即；(2饭)小球逢与细百杆之返间的阿动摩雪擦因六数；(3盐)风力F的大汁小．解析(1药)从v-t图象限可知晨：小球先匀村加速津后匀尼减速图中移面积捆表示念位移池：x=1野.2煤m2．(图象词在动阀力学缴中的穷应用)如图舒甲所帅示为源一风秒力实肉验示茧意图她．开让始时刑，质芝量为m＝1群kg的小贷球穿短在固作定的决足够趋长的甜水平街细杆塌上，节并静变止于O点．言现用出沿杆泄向右郊的恒唱定风溉力F作用饱于小稍球上甜，经帮时间t1＝0.篮4苹s后撤饮去风遇力．小球亦沿细矮杆运咬动的v-t图象数如图来乙所丑示(g取10紧m讽/s2)，试会求：(1笛)小球钳沿细掌杆滑阿行的药距离帜；(2提)小球馅与细沉杆之牢间的钳动摩耳擦因封数；(3然)风力F的大血小．解析(2葱)0遗.4紫s~惹1.扬2s组:匀减瞧速Ffv根据永牛顿便第二养定律敲：μm堆g=ma2动摩掠擦因皂数：μ=途0.屈252．(图象秧在动俘力学军中的且应用)如图提甲所揭示为喇一风驻力实蹲验示插意图叠．开困始时化，质签量为m＝1详kg的小约球穿拘在固木定的课足够嚼长的江水平退细杆舒上，寇并静陶止于O点．醒现用踏沿杆泰向右尸的恒店定风歼力F作用鸦于小谈球上落，经摇时间t1＝0.动4躁s后撤恢去风奇力．小球棉沿细来杆运摊动的v-t图象胸如图避乙所呼示(g取10市m差/s2)，试腐求：(1杠)小球容沿细薄杆滑惑行的喉距离洽；(2蜡)小球撒与细五杆之常间的耻动摩老擦因仇数；(3齐)风力F的大灿小．解析(3福)0玩~0离.4负s:匀加写速Ffv根据柱牛顿议第二抗定律醋：F-μm赏g=ma1动摩物擦因毅数：F=膜7.耗5NFmgFN3．(传送追带问碎题)如图周所示问，水务平传丸送带希以2去m/常s的速伏度运管动，须传送骑带长AB＝20葵m，今闹在其趁左端浴将一畏工件搏轻轻枕放在闲上面叙，工常件被宽带动被，传朱送到牢右端夸，已州知工危件与薯传送埋带间切的动剑摩擦识因数μ＝0.绕1，(g=1震0盘m/摔s2)试求朽：(1物)工件颜开始卡时的泼加速薄度a(2位)工件谎加速伪到2愉m/要s时，朱工件旺运动纪的位横移(3来)工件屑由传某送带波左端责运动弱到右干端的向时间解析初速德度为栏零相对刘于传陶送带精向左作运动受滑茶动摩匪擦力描向右mgFNFf3．(传送傍带问荷题)如图项所示果，水伶平传饼送带胖以2歉m/闪s的速帆度运祖动，态传送然带长AB＝20润m，今贫在其爸左端汁将一钩工件钓轻轻箭放在渣上面包，工迹件被框带动吉，传短送到逮右端属，已灵知工末件与扛传送香带间壶的动葵摩擦棵因数μ＝0.曲1，(g=1世0撕m/犯s2)试求齐：(1悲)工件健开始佣时的地加速圆度a(2史)工件被加速亲到2挡m/中s时，绝工件谋运动留的位芽移(3缺)工件拣由传斑送带鞋左端映运动折到右沸端的赢时间解析初速逢度为虽零相对朋于传订送带锹向左辨运动受滑棒动摩膊擦力弓向右mgFNFf3．(