高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件 第3單元-牛頓運(yùn)動定律（新課標(biāo)）ppt
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第三單元│考綱展示,牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典物理學(xué)中最基本、最重要的規(guī)律，也是高考命題的熱點(diǎn)．高考對本單元的命題特點(diǎn)是：1．主要考查慣性的概念、運(yùn)動和力的關(guān)系、超重和失重、運(yùn)用牛頓定律分析和計算等內(nèi)容．考題覆蓋面大、綜合性強(qiáng)，經(jīng)常結(jié)合運(yùn)動學(xué)、電場、圖象等知識綜合命題．2．以生產(chǎn)、生活實(shí)際為背景，聯(lián)系交通、體育、科技信息等命題是高考的趨勢，考查運(yùn)用知識的能力和解決實(shí)際問題的能力．,第三單元│復(fù)習(xí)策略,本單元是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，建議復(fù)習(xí)時重點(diǎn)突破以下兩點(diǎn)：1．理解概念規(guī)律：特別是注意理解慣性、超重和失重、牛頓運(yùn)動定律等重要的概念和規(guī)律．2．掌握解題方法：能全面準(zhǔn)確地對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析．,第三單元│復(fù)習(xí)策略,第12講牛頓第一定律、牛頓第三定律,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,1．牛頓第一定律是正確認(rèn)識力和運(yùn)動關(guān)系的基礎(chǔ)，牛頓第三定律揭示了物體間相互作用的規(guī)律，是解決多個物體的力學(xué)問題必須用到的物理定律．本講的重點(diǎn)是理解牛頓第一、第三定律及能用它們分析、解決有關(guān)問題，通過本講的復(fù)習(xí)要使學(xué)生能夠正確認(rèn)識力和運(yùn)動關(guān)系，準(zhǔn)確理解慣性、作用力與反作用力的概念，正確區(qū)分慣性與力、一對相互作用力與平衡力．,第12講│編讀互動,2．本講教學(xué)可以按下面的思路安排：(1)通過例1及變式題理解牛頓第一定律及慣性的概念，學(xué)習(xí)如何利用慣性分析、解決日常生活中見到的有關(guān)現(xiàn)象；(2)通過例2及變式題理解牛頓第三定律，學(xué)會區(qū)分相互作用力與平衡力；(3)通過例3及變式題學(xué)會利用牛頓第三定律分析、解決多物體間相互作用問題.,第三單元│編讀互動,一、牛頓第一定律一切物體總保持______________狀態(tài)或________狀態(tài)，除非作用在它上面的力________它改變這種狀態(tài)．二、慣性1.定義：一切物體都有保持_____________狀態(tài)或________狀態(tài)的性質(zhì)．2.慣性的量度：________是物體慣性大小的唯一量度．________大的物體慣性大，________小的物體慣性?。?.普遍性：慣性是物體固有的屬性，一切物體都有慣性.,,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,勻速直線運(yùn)動,靜止,迫使,勻速直線運(yùn)動,靜止,質(zhì)量,質(zhì)量,質(zhì)量,,三、牛頓第三定律1.內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小________，方向________，作用在____________．2.表達(dá)式：F甲對乙＝－F乙對甲，負(fù)號表示__________．3.意義：揭示了相互作用力的關(guān)系．,相等,相反,同一直線上,方向相反,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,,1.牛頓第一定律的意義(1)明確了慣性的概念牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性，即物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．(2)揭示了力的本質(zhì)力是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因．例如，運(yùn)動的物體逐漸減速直至停止，不是因?yàn)椴皇芰?，而是因?yàn)槭艿搅俗枇Γ??探究點(diǎn)一對質(zhì)點(diǎn)、參考系概念的理解,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,,,(3)指出了不受力作用時物體的運(yùn)動規(guī)律該定律揭示了物體不受任何外力時的運(yùn)動狀態(tài)，而不受外力的物體是不存在的，因此該定律描述的是一種理想情況．物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把它當(dāng)成牛頓第二定律在F＝0時的特例．2.對慣性的理解(1)慣性的表現(xiàn)形式①物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運(yùn)動)②物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度．慣性大，物體運(yùn)動狀態(tài)難以改變；慣性小，物體運(yùn)動狀態(tài)容易改變.,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,(2)慣性的量度質(zhì)量是慣性的唯一量度，慣性與物體的受力情況、運(yùn)動狀態(tài)等其他因素?zé)o關(guān)．溫馨提示：(1)牛頓第一定律是以伽利略理想實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來的，它不是實(shí)驗(yàn)定律．(2)慣性不是力，它和力是兩個不同的概念．(3)慣性定律與慣性不同．慣性是物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，與物體的受力情況、運(yùn)動快慢無關(guān)，慣性定律(牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動規(guī)律．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,例1[2010晉中模擬]在物理學(xué)發(fā)展史上，伽利略、牛頓等許許多多科學(xué)家為物理學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)．以下選項中符合他們觀點(diǎn)的是()A.人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方B.兩匹馬拉車比一匹馬拉車跑得快，這說明：物體受的力越大則速度就越大C.兩物體從同一高度做自由落體運(yùn)動，較輕的物體下落較慢D.一個運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明：靜止?fàn)顟B(tài)才是物體不受力時的“自然狀態(tài)”,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,A[解析]人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上跳起后，由于慣性，人具有起跳時車的速度，但由于車是加速的，故人將落在起跳點(diǎn)的后方，這正是伽利略、牛頓的觀點(diǎn)，亞里士多德卻認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動的原因，物體受力大運(yùn)動就快，所以才有輕的物體下落較慢及靜止?fàn)顟B(tài)才是物體不受力時的“自然狀態(tài)”等錯誤看法．只有A選項是伽利略、牛頓的觀點(diǎn)，故只有A正確．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,[點(diǎn)評]對物理學(xué)史中物理學(xué)家的基本觀點(diǎn)，高考偶有考查，但都比較簡單．關(guān)鍵是要仔細(xì)審題，防止出現(xiàn)低級失誤．對于慣性概念的考查，如果情景較為復(fù)雜，慣性的效果不夠明顯，也可能是求解的難點(diǎn)，如下面的變式題．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，以下選項中正確的是()A.人只有在靜止的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，才會落在車廂的原來位置B.人在沿直線勻速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方C.人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方D.人在沿直線減速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方,變式題,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,[解析]人豎直向上高高跳起后，由于慣性，跳起時具有與車廂相同的速度，所以當(dāng)人在靜止的或沿直線勻速前進(jìn)的車廂內(nèi)跳起后，均將落在車廂內(nèi)原來的位置；而在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，將落在起跳點(diǎn)的后方；在沿直線減速前進(jìn)的車廂內(nèi)，將落在起跳點(diǎn)的前方．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,C,?探究點(diǎn)二對牛頓第三定律的理解,牛頓第三定律給出了力的作用的相互性，明確了作用力和反作用力的關(guān)系．對牛頓第三定律的理解要做好以下兩方面的比較．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,1.作用力和反作用力的比較,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,2.作用力與反作用力和一對平衡力的區(qū)別,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,例22010年6月跳水世界杯上吳敏霞、何姿在女子雙人3米板上奪冠．據(jù)統(tǒng)計，雙人項目自1995開始進(jìn)入跳水世界杯，至今九屆比賽共36枚金牌中，中國隊共奪得了其中的33個冠軍，展示了在雙人項目上的強(qiáng)勢．如圖12－1所示為運(yùn)動員跳水前的起跳動作．下列說法不正確的是()A.運(yùn)動員受到彈力的直接原因是跳板發(fā)生了形變B.運(yùn)動員所受的支持力和重力不是一對平衡力C.運(yùn)動員能跳得高的原因之一，是因?yàn)樗龑Π宓淖饔昧h(yuǎn)大于板對她的作用力D.運(yùn)動員能跳得高的原因之一，是因?yàn)榘鍖λ淖饔昧Υ笥谒闹亓?第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,圖12－1,C[解析]跳板發(fā)生了形變，要恢復(fù)原狀，則要對運(yùn)動員產(chǎn)生向上的彈力，A正確．運(yùn)動員所受的支持力和重力大小不相等，不是一對平衡力，B正確．運(yùn)動員能跳得高的原因之一，是因?yàn)榘鍖λ淖饔昧Υ笥谒闹亓?，C錯誤、D正確．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,[點(diǎn)評]不能錯誤地認(rèn)為：運(yùn)動員能跳得高，原因是運(yùn)動員對板的作用力遠(yuǎn)大于板對運(yùn)動員的作用力，實(shí)際上此二力是一對作用力與反作用力，二者大小相等．諸如此類的錯誤觀點(diǎn)如：馬拉車，車前進(jìn)的原因是馬拉車的力大于車?yán)R的力；雞蛋碰石頭，雞蛋碎的原因是石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的作用力等．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,變式題,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,[解析]大人與小孩間的拉力是一對作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，大人拉小孩的力與小孩拉大人的力大小一定相等．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,B,[點(diǎn)評]做物理題要依據(jù)物理規(guī)律，本題研究的是兩個物體之間的相互作用力的關(guān)系，解答時應(yīng)根據(jù)牛頓第三定律分析，絕不能根據(jù)日常生活中的一些片面的表面經(jīng)驗(yàn)解題，如本題現(xiàn)象中認(rèn)為大人對小孩的拉力大于小孩對大人的拉力．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,?探究點(diǎn)三利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象,求解某力時，如果直接研究其受力物體，因受力情況復(fù)雜或未知量太多，不能求解時，可以反過來求其反作用力，然后再根據(jù)牛頓第三定律求解．這樣，牛頓第三定律會起到非常重要的轉(zhuǎn)換研究對象的作用，使得我們對問題的分析思路更靈活、更廣闊．例如：人從高處跳下，求落地瞬間人對地面的平均作用力，可以通過求落地瞬間地面對人的平均作用力來實(shí)現(xiàn)．,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,[點(diǎn)評]箱子對地面的壓力與地面對箱子的支持力是作用力與反作用力，因此只要以箱子為研究對象求出地面對箱子的支持力即可得到答案．請看下面以生活實(shí)際為背景的變式題.,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,變式題,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,第12講│牛頓第一定律、牛頓第三定律,第13講│牛頓第二定律,第13講牛頓第二定律,1．本講重點(diǎn)是讓學(xué)生理解牛頓第二定律，并教會學(xué)生利用牛頓第二定律處理動力學(xué)兩類基本問題，涉及傳送帶的動力學(xué)問題是本講的難點(diǎn)．2．本講教學(xué)可以按下面的思路安排：(1)復(fù)習(xí)時要讓學(xué)生深刻理解牛頓第二定律的瞬時性、矢量性、獨(dú)立性等特性，強(qiáng)化受力分析和正交分解法的思想，讓學(xué)生知道加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁．在分析傳送帶問題時，可先帶領(lǐng)學(xué)生分析水平傳送帶上的物體的受力和運(yùn)動情況，再分析傾斜傳送帶上物體的受力和運(yùn)動情況，最后讓學(xué)生總結(jié)規(guī)律，概括該類問題的處理方法．,第13講│編讀互動,(2)通過例1加深學(xué)生對牛頓第二定律的理解；(3)通過例2及變式題讓學(xué)生理解牛頓第二定律的瞬時性，知道彈簧、彈性繩的彈力不可突變而不可伸長的細(xì)繩彈力可以突變；(4)通過例3及變式題學(xué)會用正交分解法求加速度，并能解決運(yùn)動情況和受力情況互求的問題；(5)通過例4及變式題教會學(xué)生分析放在水平、傾斜傳送帶上物體的受力情況和運(yùn)動情況，學(xué)會處理傳送帶上的動力學(xué)問題.,第13講│編讀互動,第13講│牛頓第二定律,一、牛頓第二定律1.內(nèi)容：物體的加速度的大小跟________成正比，跟物體的________成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2.公式：F＝ma.3.物理意義：它表明了力是改變物體__________的原因，不是________物體運(yùn)動的原因．4.適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或勻速運(yùn)動的參考系)．,作用力,質(zhì)量,運(yùn)動狀態(tài),維持,(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況．二、動力學(xué)兩類問題,第13講│牛頓第二定律,三、力學(xué)單位制由________單位和________單位一起組成了單位制．基本物理量共七個，其中力學(xué)有三個，它們是________、________、________，它們的單位分別是________、________、________.,基本,導(dǎo)出,質(zhì)量,時間,長度,kg,s,m,第13講│牛頓第二定律,?探究點(diǎn)一對牛頓第二定律的理解,牛頓第二定律明確了物體的受力情況和運(yùn)動情況之間的定量關(guān)系，聯(lián)系物體受力情況和運(yùn)動情況的橋梁是加速度．可以從以下角度進(jìn)一步理解牛頓第二定律：1.同體性：在表達(dá)式中，m、F合、a都應(yīng)是同一個研究對象的對應(yīng)量．(1)若研究對象為單個物體，則滿足F合＝ma；(2)若研究對象為多個物體，則滿足F合＝m1a1＋m2a2＋m3a3＋…(一維情況下)．,第13講│牛頓第二定律,2.瞬時性：加速度和合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，它們總是同增同減同生同滅．3.同向性：加速度與合外力的方向時刻保持一致．4.獨(dú)立性：若物體受多個力的作用，則每一個力都能獨(dú)自產(chǎn)生各自的加速度，并且任意方向均滿足F合＝ma，在兩個相互垂直的方向進(jìn)行正交分解，則有：,第13講│牛頓第二定律,例1[2010龍巖模擬]設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒有摩擦力和流體阻力的環(huán)境，用一個人的力量去推一萬噸巨輪，則從理論上可以說()A.巨輪慣性太大，所以完全無法推動B.一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個加速度C.由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的加速度D.一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個速度,第13講│牛頓第二定律,B[解析]力和加速度具有瞬時對應(yīng)性，巨輪雖然質(zhì)量很大，但只要有力作用在巨輪上，就可產(chǎn)生加速度；由于巨輪加速度很小，短時間內(nèi)速度不可能明顯地增大．B正確．,[點(diǎn)評]因巨輪質(zhì)量很大，所以推力產(chǎn)生的加速度很小，但不能誤認(rèn)為巨輪不能產(chǎn)生速度，加速度和速度是兩個不同的概念．由F＝ma知物體的加速度和合外力之間存在瞬間一一對應(yīng)關(guān)系，物體的加速度和合外力總是同時產(chǎn)生、同時消失、同步變化．由vt＝v0＋at知，速度的改變需經(jīng)歷一定的時間，所以物體的速度不能突變，力和速度沒有瞬時對應(yīng)性．,第13講│牛頓第二定律,?探究點(diǎn)二動力學(xué)的兩類基本問題,1.兩類基本問題運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律研究力和運(yùn)動的關(guān)系時，它包括兩類基本問題：(1)已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動情況(即知道物體受到的全部作用力，運(yùn)用牛頓第二定律求出加速度，如果再知道物體的初始運(yùn)動狀態(tài)，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式就可以求出物體的運(yùn)動情況——任意時刻的位置、速度以及運(yùn)動的軌跡)．(2)已知物體的運(yùn)動情況，推斷或求出物體所受的未知力(即知道物體的運(yùn)動情況，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，再運(yùn)用牛頓第二定律推斷或求出物體的受力情況)．,第13講│牛頓第二定律,2.動力學(xué)問題解題思維框圖,第13講│牛頓第二定律,3．應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟(1)認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型．(2)選取研究對象．所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體．同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象．(3)分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況．,第13講│牛頓第二定律,(4)當(dāng)研究對象所受的外力不在一條直線上時：如果物體只受兩個力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個方向上去分別求合力；如果物體做直線運(yùn)動，一般把各個力分解到沿運(yùn)動方向和垂直運(yùn)動的方向上．(5)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)方法進(jìn)行運(yùn)算．(6)求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時對結(jié)果進(jìn)行討論,,第13講│牛頓第二定律,,第13講│牛頓第二定律,例2[2010四川卷]質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，在時間t內(nèi)前進(jìn)的距離為s.耙地時，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿的質(zhì)量不計且與水平面的夾角θ保持不變．求：(1)拖拉機(jī)的加速度大?。?2)拖拉機(jī)對連接桿的拉力大小．(3)時間t內(nèi)拖拉機(jī)對耙做的功．,(2)設(shè)連接桿對拖拉機(jī)的拉力為F1，拖拉機(jī)受力如圖所示，由牛頓第二定律得：,第13講│牛頓第二定律,第13講│牛頓第二定律,[點(diǎn)評]本題作為典型的力學(xué)問題，考查了牛頓力學(xué)的基本解題方法．第(1)問直接由勻變速直線運(yùn)動的公式代入求解即可，第(2)問在第(1)問的基礎(chǔ)上已知加速度求力，關(guān)鍵是要正確分析受力并運(yùn)用牛頓第二定律，結(jié)合牛頓第三定律求解．如果已知物體的受力情況，也可利用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律和牛頓第二定律求運(yùn)動情況，請看變式題．,第13講│牛頓第二定律,變式題,[2010海南模擬]如圖13－2甲所示，質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長的木板上方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F，在0～3s內(nèi)F的變化如圖13－2乙所示，圖中F以mg為單位，重力加速度g＝10m/s2.整個系統(tǒng)開始時靜止．(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；(2)畫出0～3s內(nèi)木板和物塊的v－t圖象，據(jù)此求0～3s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離．,第13講│牛頓第二定律,[解析](1)設(shè)木板和物塊的加速度分別為a和a′，在t時刻木板和物塊的速度分別為vt和vt′，木板和物塊之間摩擦力的大小為f，依牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式和摩擦定律得f＝ma′f＝μmg，當(dāng)vt′＜vt時，vt2′＝vt1′＋a′(t2－t1)F－f＝2mavt2＝vt1＋a(t2－t1),第13講│牛頓第二定律,(1)4m/s4.5m/s4m/s4m/s4m/s4m/s(2)如圖所示2.25m,由上述各式與題給條件得v1＝4m/s，v1.5＝4.5m/s，v2＝4m/s，v3＝4m/sv2′＝4m/s，v3′＝4m/s(2)物塊與木板運(yùn)動的圖象如圖所示．在0～3s內(nèi)物塊相對于木板的距離等于木板和物塊圖線下的面積之差，即圖中陰影部分的四邊形面積，該四邊形由兩個三角形組成，上面的三角形面積為0.25m，下面的三角形面積為2m，因此Δs＝2.25m.,第13講│牛頓第二定律,?探究點(diǎn)三牛頓第二定律的瞬間性問題,1.對牛頓第二定律的瞬時性理解物體運(yùn)動的加速度a與其所受的合外力F有瞬時對應(yīng)關(guān)系，每一瞬時的加速度只取決于這一瞬時的合外力．若合外力的大小或方向改變，加速度的大小或方向也立即(同時)改變；或合外力變?yōu)榱?，加速度也立即變?yōu)榱悖蝗绻矬w的合外力發(fā)生突變，則對應(yīng)加速度也發(fā)生突變．2.物體所受合外力能否突變的決定因素物體所受合外力能否發(fā)生突變，決定于施力物體的性質(zhì)，具體可以簡化為以下幾種模型：(1)鋼性繩(或接觸面)——認(rèn)為是一種不發(fā)生明顯形變就能,第13講│牛頓第二定律,產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間，一般題目中所給細(xì)線和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理．(2)彈簧(或橡皮繩)——此種物體的特點(diǎn)是形變量大．兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成不變．,第13講│牛頓第二定律,3.與彈簧相關(guān)的瞬時問題常見情景圖例,第13講│牛頓第二定律,第13講│牛頓第二定律,例3如圖13－3所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有(),第13講│牛頓第二定律,[點(diǎn)評]彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變，所以木塊1所受支持力和木塊2所受壓力不變，我們可以分別分析木板抽出前后木塊1、2的受力情況，再根據(jù)牛頓第二定律分析加速度．請分析下面的變式題，注意繩所受的彈力可以突變.,第13講│牛頓第二定律,變式題,第13講│牛頓第二定律,[解析]當(dāng)剪斷P的瞬間，由于彈簧還來不及縮短，彈簧彈力不變，球A受重力和彈簧彈力均向下，合力為2mg，A的加速度為2g，球B的受力不變，仍處于平衡狀態(tài)，加速度為零．剪斷Q之前，球A受重力、繩的拉力和彈簧彈力，三力平衡；剪斷瞬間，彈簧彈力消失，球A只受重力和繩的拉力，此時繩的拉力發(fā)生突變，與球的重力平衡，所以球A的加速度為零．當(dāng)剪斷Q的瞬間，由于彈簧還來不及縮短，彈簧彈力不變，球B的受力不變，仍處于平衡狀態(tài)，其加速度仍為零．,第13講│牛頓第二定律,C,?探究點(diǎn)四涉及傳送帶的動力學(xué)問題,傳送帶問題為高中動力學(xué)問題中的難點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩方面：其一，傳送帶問題往往存在多種可能結(jié)論的判定，即需要分析確定到底哪一種可能情況會發(fā)生；其二，決定因素多，包括滑塊與傳送帶動摩擦因數(shù)大小、斜面傾角、滑塊初速度、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度方向等．這就需要考生對傳送帶問題能做出準(zhǔn)確的動力學(xué)過程分析．下面是最常見的幾種傳送帶問題模型，供同學(xué)們參考．,第13講│牛頓第二定律,1.水平傳送帶動力學(xué)問題圖解,第13講│牛頓第二定律,2.傾斜傳送帶動力學(xué)問題圖解,第13講│牛頓第二定律,例4如圖13－5所示，傳送帶與地面的傾角θ＝37，從A到B的長度為16m，傳送帶以v0＝10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動．在傳送帶上端無初速放一個質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，求物體從A運(yùn)動到B所需的時間是多少？(sin37＝0.6，cos37＝0.8，g取10m/s),圖13－5,第13講│牛頓第二定律,2s[解析]開始階段，傳送帶對物體的滑動摩擦力平行傳送帶向下，物體由靜止開始加速下滑，受力如圖甲所示；由牛頓第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1,第13講│牛頓第二定律,第13講│牛頓第二定律,第13講│牛頓第二定律,[點(diǎn)評]傳送帶傳送的物體所受摩擦力可能發(fā)生突變，突變發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻．本題中，當(dāng)μ≥tanθ時，物體的速度達(dá)到傳送帶的速度后，將與傳送帶相對靜止一起勻速運(yùn)動，當(dāng)μ＜tanθ時，物體在獲得與傳送帶相同的速度后仍繼續(xù)加速．,第13講│牛頓第二定律,上例中，(1)若物體在傳送帶上可以留下劃痕，求劃痕的長度．(2)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，則物體從A運(yùn)動到B所需的時間又是多少？,變式題,第13講│牛頓第二定律,(1)5m(2)4s[解析](1)物體加速至傳送帶的速度時，傳送帶前進(jìn)的位移為：s1＝vt1＝10m，而物體的位移s2＝5m，物體相對于傳送帶向上前進(jìn)的距離為Δs1＝s1－s2＝5m．物體的速度大于傳送帶的速度后，傳送帶前進(jìn)s3＝vt1＝10m，物體前進(jìn)s4＝11m，物體相對于傳送帶向下滑行Δs2＝s4－s3＝1m，所以物體在傳送帶上劃痕的長為Δs1＝5m.(2)若皮帶順時針轉(zhuǎn)動，則滑塊與皮帶運(yùn)動方向始終相反，滑塊與皮帶不可能有等速時刻，所以摩擦力無突變現(xiàn)象，所以整個過程物體對地勻加速運(yùn)動16m.a＝gsin37－μgcos37＝2m/s2據(jù)s＝at2得t＝4s,第13講│牛頓第二定律,第14講│牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用,第14講牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用,1．本講是牛頓運(yùn)動定律的具體應(yīng)用，重點(diǎn)要讓學(xué)生理解超重、失重的概念，學(xué)會用整體法與隔離法解決連接體問題、用極限法分析臨界問題，并能應(yīng)用牛頓第二定律解決多物體、多過程問題等．2．通過本講復(fù)習(xí)訓(xùn)練，讓學(xué)生對牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用做到得心應(yīng)手．(1)通過例1和變式題進(jìn)一步理解超、失重現(xiàn)象，學(xué)會用超重、失重觀點(diǎn)分析問題；,第14講│編讀互動,(2)通過例2和變式題進(jìn)一步理解整體法與隔離法的解題思想，學(xué)會用整體法與隔離法解決連接體問題；(3)通過例3和變式題學(xué)會用極限法分析臨界問題；(4)通過例4和變式題學(xué)會分析力和運(yùn)動的關(guān)系，并能熟練應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決多物體、多過程問題．,第14講│編讀互動,一、超重和失重(完全失重),第14講│考點(diǎn)整合,大于,豎直向上,小于,豎直向下,零,重力加速度g,第14講│考點(diǎn)整合,二、連接體問題1.連接體：運(yùn)動中幾個物體或疊放在一起，或并排擠放在一起，或用細(xì)繩、細(xì)桿連接在一起的物體組．常見的連接體一般具有加速度大小相同的特點(diǎn)，常見的題型有：已知內(nèi)力求外力；已知外力求內(nèi)力．2.解決這類問題的基本方法：________法和隔離法．,整體,?探究點(diǎn)一超重與失重,超重和失重問題屬于高考命題熱點(diǎn)，常以選擇題的形式考查，也可作為計算題的一部分考查目標(biāo)．對此類問題的分析主要是理解好超重和失重的本質(zhì)及其特征(詳見下表)．,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,例1[2010浙江卷]如圖14－1所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計空氣阻力)．下列說法正確的是()A.在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B.上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C.下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力,第14講│要點(diǎn)探究,例1A[解析]本題考查牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用．A、B組成的整體做豎直上拋運(yùn)動，只受重力，處于完全失重狀態(tài)，所以A、B之間沒有作用力，A對．,第14講│要點(diǎn)探究,[點(diǎn)評]很多學(xué)生誤認(rèn)為，上升過程中A對B的壓力大于A物體受的重力，錯誤的根本原因是沒有弄清判斷物體處于超重、失重狀態(tài)的關(guān)鍵是分析其加速度方向，而不是運(yùn)動方向，試通過下面的變式題仔細(xì)體會判斷超重、失重的方法.,第14講│要點(diǎn)探究,變式題,2010年10月1日18時59分57秒“嫦娥二號”探測衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，衛(wèi)星由長征三號丙火箭直接發(fā)射至地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)三次近月制動，順利進(jìn)入軌道高度為100公里的圓形環(huán)月工作軌道，發(fā)射取得圓滿成功．關(guān)于“嫦娥二號”的發(fā)射和運(yùn)行，下列說法正確的是(),第14講│要點(diǎn)探究,A.“嫦娥二號”由長征號丙火箭運(yùn)載加速離地升空時，處于失重狀態(tài)B.“嫦娥二號”近月制動時，處于失重狀態(tài)C.“嫦娥二號”在離月100公里圓形環(huán)月工作軌道穩(wěn)定運(yùn)行時，處于平衡狀態(tài)D.“嫦娥二號”在離月100公里圓形環(huán)月工作軌道穩(wěn)定運(yùn)行時，處于完全失重狀態(tài),第14講│要點(diǎn)探究,D,,[解析]“嫦娥二號”由長征三號丙火箭運(yùn)載加速離地升空時，其加速度向上，處于超重狀態(tài)，A錯誤；近月制動時，“嫦娥二號”減速奔向月球，加速度向上，處于超重狀態(tài)，B錯誤；“嫦娥二號”在離月100公里圓形環(huán)月工作軌道穩(wěn)定運(yùn)行時，處于完全失重狀態(tài)，C錯誤，D正確．,?探究點(diǎn)二多研究對象系統(tǒng)的動力學(xué)問題,對涉及多個研究對象的動力學(xué)問題的分析，尤其是對于由兩個或兩個以上有一定聯(lián)系的物體構(gòu)成的系統(tǒng)的動力學(xué)問題，要特別注意合理選取研究對象．常用的方法有整體法和隔離法，這兩種方法在學(xué)習(xí)平衡問題時均已用到．,第14講│要點(diǎn)探究,(1)整體法——是將一組連接體作為一個整體看待，牛頓第二定律F合＝ma中，F(xiàn)合是整體受的合外力，只分析整體所受的外力即可(連接體的相互作用力屬內(nèi)力，可不分析)，簡化了受力分析．(2)隔離法——在求解連接體的相互作用力時采用，將某個部分從連接體中分離出來，其他部分對它的作用力則作為外力出現(xiàn)．溫馨提示：隔離法與整體法不是相互對立的，一般問題的求解中，隨著研究對象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運(yùn)用，相輔相成．,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,例2如圖14－2所示，A、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動，求A、B間的彈力．,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,[點(diǎn)評]B受力較少，隔離B分析較為方便．本題的這個結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時(A、B與水平面間的動摩因數(shù)μ相同)；也可以推廣到沿斜面方向推A、B向上加速的問題，有趣的是，答案是完全一樣的，請同學(xué)們自己推導(dǎo)一下．,第14講│要點(diǎn)探究,變式題1,[2011海淀模擬]如圖14－3所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上．A、B質(zhì)量分別為6.0kg和2.0kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)為0.2.在物體A上施加水平方向的拉力F，開始時F＝10N，此后逐漸增大，在增大到45N的過程中，以下判斷正確的是()A.兩物體間始終沒有相對運(yùn)動B.兩物體間從受力開始就有相對運(yùn)動C.當(dāng)拉力F＜12N時，兩物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)D.兩物體開始沒有相對運(yùn)動，當(dāng)F＞18N時，開始相對滑動,第14講│要點(diǎn)探究,A[解析]首先以A、B整體為研究對象．受力如圖甲所示，在水平方向只受拉力F，根據(jù)牛頓第二定律列方程F＝(mA＋mB)a再以B為研究對象，如圖乙所示，B水平方向受摩擦力f＝mBa當(dāng)Ff為最大靜摩擦力時，a＝6m/s2此時F＝(mA＋mB)a＝48N.由此可以看出，當(dāng)F＜48N時A、B間的摩擦力達(dá)不到最大靜摩擦力，也就是說，A、B間不會發(fā)生相對運(yùn)動．所以A選項正確．,第14講│要點(diǎn)探究,變式題2,[2011黃岡模擬]如圖14－4所示，質(zhì)量為m＝10kg的兩個相同的物塊A、B(它們之間用輕繩相連)放在水平地面上，在方向與水平面成θ＝37角斜向上、大小為100N的拉力F作用下，以大小為v＝4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動，求剪斷輕繩后物塊A在水平地面上滑行的距離．(取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8),第14講│要點(diǎn)探究,?探究點(diǎn)三動力學(xué)中的臨界與極值問題,臨界和極值問題是物理中的常見題型，結(jié)合牛頓運(yùn)動定律求解的也很多，臨界是一個特殊的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，是物理過程發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，例如：平衡物體(a＝0)的平衡狀態(tài)即將被打破而還沒有被打破的瞬間；動態(tài)物體(a≠0)的狀態(tài)即將發(fā)生突變而還沒有突變的瞬間(臨界狀態(tài)也可歸納為加速度即將發(fā)生突變的狀態(tài))．在這個轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，系統(tǒng)的一些物理量達(dá)到極值．臨界點(diǎn)的兩側(cè)，物體的受力情況、變化規(guī)律、運(yùn)動狀態(tài)一般要發(fā)生改變，能否用變化的觀點(diǎn)正確分析其運(yùn)動規(guī)律是求解這類題目的關(guān)鍵，而臨界點(diǎn)的確定是基礎(chǔ)，確定臨界點(diǎn)一般用極端分析法，即把問題(物理過程)推到極端，分析在極端情況下可能出現(xiàn)的狀態(tài)和滿足的條件，應(yīng)用牛頓第二定律列出極端情況下的方程求解．,第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,例3如圖14－5所示，一質(zhì)量為0.2kg的小球系著靜止在光滑的傾角為53的斜面上，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，當(dāng)斜面以10m/s2加速度水平向右做勻加速直線運(yùn)動時，求線對小球的拉力和斜面對小球的彈力．(g＝10m/s2),第14講│要點(diǎn)探究,第14講│要點(diǎn)探究,[點(diǎn)評]用極限法(分別設(shè)加速度為無窮大或零)把加速度推到兩個極端，分析小球的兩種可能狀態(tài)，其臨界狀態(tài)就是小球仍與斜面接觸但與斜面間無彈力，找出兩種狀態(tài)的分界點(diǎn)是解決本題的切入點(diǎn)．,第14講│要點(diǎn)探究,變式題,一根勁度系數(shù)為k、質(zhì)量不計的輕彈簧上端固定，下端系一質(zhì)量為m的物塊，有一水平的木板將物塊托住，并使彈簧處于自然長度，如圖14－6所示．現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a(a下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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