牛顿运动定律

求实务实落实2018格物致知穷理笃行01讲牛顿运动定律环节内容课堂问候大智家人们早上好！课堂导入应用牛顿运动定律来解决问题是牛顿运动定律的延伸，在高考中占有重要地位。高一物理寒假教学计划讲次主题内容目的01牛顿运动定律综合应用1.寒假计划及学法解读2.理解牛顿第二定律3.牛顿第二定律及应用1.掌握寒假学习计划及有效的学法，清晰寒假学习目标及过程要求2.理解牛顿第二定律3.掌握牛顿第二定律基本类型的解题方法4.掌握牛顿第二定律的综合应用解题的基本程序02功和功率恒力做功与变力做功平均功率与瞬时功率重力做功的特点掌握功的概念及求解掌握动力机械的两种运行解题掌握平均功率与瞬时功率03动能定理动能定理机械能守恒定律的应用理解动能定理和机械能守恒定律掌握定理和定律的应用解题04机械能守恒掌握机械能守恒的条件灵活运用机械能守恒与功能关系解答综合类题目。掌握机械能守恒的条件灵活运用机械能守恒与功能关系解答综合类题目。05电场力的性质电荷守恒库伦定律电场强度、电场线了解电荷、电荷守恒掌握库仑定律，理解电场强度的定义理解电荷在电场中的受力与运动的关系06电场能的性质电势差、电势、电势能的定义电场力做功和电势能改变的关系1.掌握匀强电场中场强和电势的关系2.掌握平行板电容器的有关分析和计算电容器、带电粒子在电场中运动电荷在匀强电场中的加速和偏转电荷在混合场中的运动寒假学习总结及春季学习指导理解电荷在匀强电场的运动规律，掌握相关运算3.寒假学习总结及春季学习指导【考纲要求】主题内容要求备注牛顿运动定律来解决问题两类动力学问题Ⅱ【教学目标】1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．【知识点击1】从受力确定运动情况已知物体的受力情况eq\o(→,\s\up7(F＝ma))求得a，eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝v0t＋\f(1,2)at2,v＝v0＋at,v2－v\o\al(2,0)＝2ax))→求得x、v0、v、t.【典型例题1】如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小．【对点演练1】物体以14.4m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为θ＝37°的斜坡，到最高点后再滑下，如图2所示．已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15，求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体沿斜面下滑的时间．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)【知识点击2】从运动情况确定受力从运动情况确定受力已知物体运动情况eq\o(――→,\s\up7(匀变速直线运动公式))求得aeq\o(――→,\s\up7(F＝ma))物体受力情况．【典型例题2】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s(g取10m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？【对点演练2】质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v—t图象如图2所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的eq\f(3,4).设球受到的空气阻力大小恒为Ff，取g＝10m/s2，求： (1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.【知识点击3】多过程问题1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．【典型例题3】质量为m＝2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图3所示的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止，(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？【对点演练3】一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4s内通过8m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2s停止，已知汽车的质量m＝2×103(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小．【知识点击4】瞬时加速度问题根据牛顿第二定律，加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系：合外力恒定，加速度恒定；合外力变化，加速度变化；合外力等于零，加速度等于零．所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．应注意两类基本模型的区别：(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间．(2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．【典型例题4】如图中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．【对点演练4】如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()A．a1＝0，a2＝gB．a1＝g，a2＝gC．a1＝0，a2＝eq\f(m＋M,M)gD．a1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g【知识点击5】整体法和隔离法在运动中的应用1．整体法：把整个连接体系统看做一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解．其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力．2．隔离法：把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象，进行受力分析，列方程求解．其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力，容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单．注意整体法主要适用于各物体的加速度相同，不需要求内力的情况；隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用．【典型例题5】如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2.试求在两个物块运动过程中轻线的拉力FT的大小．【对点演练5】如图所示，两个质量相等的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如果它们分别受到水平推力F1、F2，且F1＞F2，则A施于B的作用力的大小为（）A.F1B．F2 C. D.【知识点击6】超重与失重判断超重、失重状态的方法1．从受力的角度判断超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零．2．从加速度的角度判断超重：物体具有竖直向上的加速度．失重：物体具有竖直向下的加速度．完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g.【典型例题6】如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v—t图象，则()A．物体在0～2s处于失重状态B．物体在2s～8s处于超重状态C．物体在8s～10s处于失重状态D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态【对点演练6】在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲和起立的动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是()【课堂升华】一、两类动力学问题二、瞬时问题三、连接体四、超重和失重【答记者问】【学以致用】1.如图所示，质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度aA、aBA．aA＝0，aB＝0B．aA＝g，aB＝gC．aA＝3g，aB＝gD．aA＝3g，a2．两个叠加在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图6所示，滑块A、B质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力()A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mgcosθD．大小等于μ2mgcosθ3.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A．450NB．400NC．350ND．300N4.某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍5.如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，且一直作用下去，作用时间相同，设小球从静止开始运动．由此可判定()A．小球向前运动，再返回停止B．小球向前运动再返回不会停止C．小球始终向前运动D．小球向前运动一段时间后停止6.物体以14.4m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为θ＝37°的斜坡，到最高点后再滑下，如图所示．已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15，求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体沿斜面下滑的时间．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)7.如图所示，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m．物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，现用大小为20N，与水平方向成53°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2)．8.如图所示，细线的一端固定在倾角为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．(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时，小球对滑块的压力等于零？(2)当滑块以a′＝2g9.如图所示，质量分别为m1和m2的物块A、B，用劲度系数为k的轻弹簧相连．当用力F沿倾角为θ的固定光滑斜面向上拉两物块，使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为多少？10.一物体沿斜面向上以12m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v－t图象如图6所示，求斜面的倾角θ以及物体与斜面间的动摩擦因数μ.(g取10m/s2)11.冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼．如图4所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？【典型例题1】解析(1)对物体受力分析如图：由图可得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fcosθ－μFN＝ma,Fsinθ＋FN＝mg))解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.3×52m＝16.25m答案(1)见解析图1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s(3)16.25m【对点演练1】答案(1)14.4m(2)2.4s【典型例题2】解析(1)由题意可知，h＝4.0m，L＝5.0m，t＝2.0s.设斜面倾角为θ，则sinθ＝eq\f(h,L).乘客沿气囊下滑过程中，由L＝eq\f(1,2)at2得a＝eq\f(2L,t2)，代入数据得a＝2.5m/s2.(2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x轴方向有mgsinθ－Ff＝ma，沿y轴方向有FN－mgcosθ＝0，又Ff＝μFN，联立方程解得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)≈0.92.答案(1)2.5m/s2(2)0.92【对点演练2】答案(1)0.2N(2)0.375m【典型例题3】解析(1)当力F作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F时物体的速度达到最大值，撤去F后物体做匀减速直线运动．(2)撤去F前对物体受力分析如图，有：Fsinθ＋FN1＝mgFcosθ－Ff＝ma1Ff＝μFN1x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)v＝a1t1，联立各式并代入数据解得x1＝25m，v＝5m/s(3)撤去F后对物体受力分析如图，有：Ff′＝μFN2＝ma2，FN2＝mg2a2x2＝v2，代入数据得x2＝物体运动的总位移：x＝x1＋x2得x＝27.5m答案(1)见解析(2)5m/s(3)27.5m【对点演练3】答案(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N【典型例题4】解析(1)对小球受力分析如图甲所示其中弹簧弹力与重力的合力F′与绳的拉力F等大反向则知F＝mgtanθ