人教版高中物理必修一第四章第六节《用牛顿定律解决问题(一)》优秀课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《人教版高中物理必修一第四章第六节《用牛顿定律解决问题(一)》优秀课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 用牛顿定律解决问题一 人教版 高中物理 必修 第四 第六 牛顿 定律 解决问题 优秀 课件
- 资源描述:
-
1、用牛顿运动定律解决问题(一)一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1内容:内容:物体加速度的大小跟作用力成物体加速度的大小跟作用力成 ,跟物体的,跟物体的质量成质量成 ,加速度的方向跟,加速度的方向跟 的方向相同。的方向相同。2表达式表达式:Fma。3物理意义:物理意义:反映物体运动的加速度大小、方向与所受反映物体运动的加速度大小、方向与所受 的关系。的关系。4适用范围适用范围(1)牛顿第二定律仅适用于牛顿第二定律仅适用于 参考系参考系(相对地面静止或相对地面静止或做匀速直线运动的参考系做匀速直线运动的参考系)。(2)牛顿第二定律仅适用于宏观物体牛顿第二定律仅适用于宏观物体 运动的情况。运动的情况。
2、正比正比反比反比作用力作用力合外力合外力惯性惯性低速低速1关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是()A运动物体的加速度不变,则其运动状态一定不变运动物体的加速度不变,则其运动状态一定不变B物体的位置在不断变化,则其运动状态一定在不断变物体的位置在不断变化,则其运动状态一定在不断变化化C做直线运动的物体,其运动状态可能不变做直线运动的物体,其运动状态可能不变D做曲线运动的物体,其运动状态可能不变做曲线运动的物体,其运动状态可能不变【答案答案】 C二、两类动力学问题二、两类动力学问题1已知物体的受力情况,求物体的已知物体的受力情况,求物体的 。2已知物
3、体的运动情况,求物体的已知物体的运动情况,求物体的 。运动情况运动情况受力情况受力情况2有一物块放在粗糙的水平面上,在水平向右的外力有一物块放在粗糙的水平面上,在水平向右的外力F作用作用下向右做直线运动,如下图甲所示,其运动的下向右做直线运动,如下图甲所示,其运动的v t图象如图图象如图乙中实线所示,则下列关于外力乙中实线所示,则下列关于外力F的判断正确的是的判断正确的是()A在在01 s内外力内外力F不断变化不断变化B在在1 s3 s内外力内外力F恒定恒定C在在3 s4 s内外力内外力F不断变化不断变化D在在3 s4 s内外力内外力F恒定恒定【解析解析】 对物体受力分析如图,根据牛顿第二定律
4、可对物体受力分析如图,根据牛顿第二定律可知知FFfma;从;从v t图象中可知,图象中可知,01 s内,内,a恒定恒定13 s内内a0,34 s内,内,a逐渐增大。故选逐渐增大。故选B、C。【答案答案】 BC (2010全国全国)如右图,轻弹簧上端与一质量为如右图,轻弹簧上端与一质量为m的的木块木块1相连,下端与另一质量为相连,下端与另一质量为M的木块的木块2相连,整个系统置于相连,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,木块方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分的加速度大
5、小分别为别为a1 、a2。重力加速度大小为。重力加速度大小为g。则有。则有()Aa10,a2gBa1g,a2gCa10,a2g Da1g,a2g【解题切点解题切点】 弹簧的弹力在木板撤去的瞬间前后没发生变化。弹簧的弹力在木板撤去的瞬间前后没发生变化。【解析解析】 木板抽出前,由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为木板抽出前,由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为mg。木板。木板抽出后瞬间,弹簧弹力保持不变,仍为抽出后瞬间,弹簧弹力保持不变,仍为mg。由平衡条件和牛顿第二定律可得。由平衡条件和牛顿第二定律可得a10,a2g。答案为。答案为C。【答案答案】 C【发散思维发散思维】 弹簧形变的恢
6、复需要时间,而绳子的恢弹簧形变的恢复需要时间,而绳子的恢复,改变不需要时间。复,改变不需要时间。1如右图所示,一质量为如右图所示,一质量为m的物体系于长度分别为的物体系于长度分别为L1、L2的两根的两根细线上。细线上。L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,L2水水平拉直,物体处于平衡状态。现将平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。加速度。下面是某同学对该题的某种解法:下面是某同学对该题的某种解法:解:设解:设L1线上拉力为线上拉力为FT1,L2线上拉力为线上拉力为FT2,重力为,重力为mg,物体在,
7、物体在三力作用下处于平衡。三力作用下处于平衡。FT1cos mg,FT1sin FT2,解得,解得FT2mgtan 。剪断细线的瞬间,。剪断细线的瞬间,FT2突然消失,物体却在突然消失,物体却在FT2反方向获得加速度,因为反方向获得加速度,因为mgtan ma,所以加速度,所以加速度agtan ,方向在方向在FT2反方向。你认为这个结果正确吗?请说明理由。反方向。你认为这个结果正确吗?请说明理由。【解析解析】 这个同学的解法不正确。当这个同学的解法不正确。当L2被剪断的瞬间,被剪断的瞬间,L2中的张力中的张力FT2瞬间消瞬间消失,而失,而L1中的张力发生了突变,此时沿线中的张力发生了突变,此时
8、沿线L1方向合力为零,垂直于方向合力为零,垂直于L1方向物体方向物体重力的分力作为合力产生瞬时加速度,由重力的分力作为合力产生瞬时加速度,由mgsin ma得:得:agsin 。【答案答案】 不正确理由见解析不正确理由见解析1动力学两类基本问题的分析流程图解答动力学的两类基本问题的方法和步骤解答动力学的两类基本问题的方法和步骤知识精析知识精析一、由受力情况确定运动情况一、由受力情况确定运动情况1基本思路:首先对研究对象进行受力情况和运动情基本思路:首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析,把题中所给的情况弄清楚,然后由牛顿第二定律,况分析,把题中所给的情况弄清楚,然后由牛顿第二定律,结合运动学
9、公式进行求解结合运动学公式进行求解2一般步骤:一般步骤:(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图体的受力图(2)根据力的合成与分解,求出物体所受的合外力根据力的合成与分解,求出物体所受的合外力(包括包括大小和方向大小和方向)(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动学量需的运动学量任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹等等二、由运动情况确定受
10、力情况二、由运动情况确定受力情况基本思路:首先根据物体的运动情况,利用动力学公式基本思路:首先根据物体的运动情况,利用动力学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,从而求出未知的力或与力相关的某些量,如动摩擦因外力,从而求出未知的力或与力相关的某些量,如动摩擦因数、劲度系数、力的具体方向等数、劲度系数、力的具体方向等三、受力分析要点三、受力分析要点1每分析一个力,都应能找出该力的施力物体,以防每分析一个力,都应能找出该力的施力物体,以防止多分析出没有施力物体的并不存在的力不要把物体惯性止多分析出没有施力物体的并不存在的力
11、不要把物体惯性的表现误认为物体在运动方向上受到一种力的作用的表现误认为物体在运动方向上受到一种力的作用例如滑冰者停止用力后向前滑行的过程中,不要误认为例如滑冰者停止用力后向前滑行的过程中,不要误认为他受到一个向前的冲力作用他受到一个向前的冲力作用2不要把某个力和它的分力同时作为物体所受的力,不要把某个力和它的分力同时作为物体所受的力,也不要把某几个力与它们的合力同时作为物体受到的力应也不要把某几个力与它们的合力同时作为物体受到的力应只保留物体实际受到的力只保留物体实际受到的力例如,静止于倾角为例如,静止于倾角为的斜面上的物体,如果已分析了的斜面上的物体,如果已分析了重力重力G,就不能同时说物体
12、还受到下滑力,就不能同时说物体还受到下滑力Gsin 和垂直于斜和垂直于斜面向下的分力面向下的分力Gcos .3要养成按先画非接触力要养成按先画非接触力(如重力如重力)再画接触力再画接触力(如弹力、如弹力、摩擦力摩擦力)的顺序分析物体受力的习惯,在分析接触力时要注意的顺序分析物体受力的习惯,在分析接触力时要注意受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力(弹力、摩弹力、摩擦力擦力),有可能只有一个力,有可能只有一个力(弹力弹力),也有可能无力作用,也有可能无力作用4画受力图时,只画物体受的力,不要画研究对象对画受力图时,只画物体受的力,不要画研究对象对
13、其他物体施加的力其他物体施加的力5要结合物体的运动状态,应用牛顿第二定律进行受要结合物体的运动状态,应用牛顿第二定律进行受力分析力分析图图25-1例如,如图例如,如图25-1所示,物体所示,物体A、B叠放在一起,在作用于叠放在一起,在作用于B物体上的水平拉力物体上的水平拉力F作用下向右以加速度作用下向右以加速度a做匀加速运动,做匀加速运动,在分析在分析A、B间的静摩擦力时,就可根据牛顿第二定律,间的静摩擦力时,就可根据牛顿第二定律,A所所受的静摩擦力方向沿接触面向右,并可由牛顿第二定律求出受的静摩擦力方向沿接触面向右,并可由牛顿第二定律求出这一静摩擦力的大小这一静摩擦力的大小F静静=mAa.6
14、从牛顿第三定律出发,依据力的相互性,转换研究从牛顿第三定律出发,依据力的相互性,转换研究对象,分析物体受力,可以化难为易对象,分析物体受力,可以化难为易四、整体法与隔离法四、整体法与隔离法1连接体:多个相互关联的物体组成的物体组连接体:多个相互关联的物体组成的物体组(或物体或物体系系)如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆连在一起细杆连在一起2隔离法与整体法隔离法与整体法(1)隔离法:在解决连接体问题时,从研究的方便性出发,隔离法:在解决连接体问题时,从研究的方便性出发,将物体系统中的某一部分隔离出来,单独分析研究的方法将物体系
15、统中的某一部分隔离出来,单独分析研究的方法(2)整体法:在解决连接体问题时,将整个系统作为一个整体法:在解决连接体问题时,将整个系统作为一个整体分析研究的方法整体分析研究的方法3选取整体法与隔离法的原则选取整体法与隔离法的原则(1)一般是先整体后隔离一般是先整体后隔离在连接体内各物体具有相同的加速度,应先把连接体当在连接体内各物体具有相同的加速度,应先把连接体当做一个整体,分析整体受力,利用牛顿第二定律求出加速度,做一个整体,分析整体受力,利用牛顿第二定律求出加速度,求连接体内各物体间的相互作用,再把物体隔离,对该物体求连接体内各物体间的相互作用,再把物体隔离,对该物体单独进行受力分析,利用牛
16、顿第二定律对该物体列式求解单独进行受力分析,利用牛顿第二定律对该物体列式求解(2)求系统外力的问题,有的直接选取整体法求解,有的求系统外力的问题,有的直接选取整体法求解,有的则先隔离后整体则先隔离后整体五、物体瞬时加速度求解方法五、物体瞬时加速度求解方法牛顿第二定律表明了物体受的合外力与物体运动的加速牛顿第二定律表明了物体受的合外力与物体运动的加速度之间存在瞬时对应关系,当物体受的合外力发生变化的同度之间存在瞬时对应关系,当物体受的合外力发生变化的同时,物体的加速度也就随之而变了因此,分析物体的瞬时时,物体的加速度也就随之而变了因此,分析物体的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后物体的受力情况及运动
17、状态,加速度,关键是分析瞬时前后物体的受力情况及运动状态,再根据牛顿第二定律求出物体的瞬时加速度再根据牛顿第二定律求出物体的瞬时加速度此类问题的分析中应特别注意此类问题的分析中应特别注意“轻绳轻绳”、“轻杆轻杆”、“轻弹簧轻弹簧”三种模型的建立及特点:三种模型的建立及特点:1轻绳轻绳(1)轻绳模型的建立轻绳模型的建立轻绳或称为细线,它的质量可忽略不计,轻绳是软的,轻绳或称为细线,它的质量可忽略不计,轻绳是软的,不能产生侧向力,劲度系数非常大,以至认为受力形变极微,不能产生侧向力,劲度系数非常大,以至认为受力形变极微,看做不可伸长看做不可伸长(2)轻绳模型特点轻绳模型特点轻绳各处受力相等,且拉力
18、方向沿着绳子轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子方向方向轻绳不能伸长轻绳不能伸长绳中拉力可发生瞬间变化,剪断后,其中弹力立即消绳中拉力可发生瞬间变化,剪断后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间失,不需要形变恢复时间2轻杆轻杆(1)轻杆模型的建立轻杆模型的建立轻杆的质量可略而不计,轻杆是硬的,可产生侧向力,轻杆的质量可略而不计,轻杆是硬的,可产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至认为受力形变极微,看做不可伸它的劲度系数非常大,以至认为受力形变极微,看做不可伸长或不可压缩长或不可压缩(2)轻杆模型的特点轻杆模型的特点轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着
19、杆的方向向轻杆不能伸长也不能压缩轻杆不能伸长也不能压缩轻杆受到的弹力方式有:拉力或压力轻杆受到的弹力方式有:拉力或压力3轻弹簧轻弹簧(1)轻弹簧模型的建立轻弹簧模型的建立轻弹簧的质量可忽略不计,可以被压缩或拉伸,其弹力轻弹簧的质量可忽略不计,可以被压缩或拉伸,其弹力的大小与弹簧长度的改变量有关的大小与弹簧长度的改变量有关(2)轻弹簧模型的特点轻弹簧模型的特点轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反反弹力的大小为弹力的大小为F=kx,其中,其中k为弹簧的劲度系数,为弹簧的劲度系数,x为弹为弹簧长度的改变量簧长度的改变量由于弹簧形变量大,形变恢复需
20、要较长时间,在分析由于弹簧形变量大,形变恢复需要较长时间,在分析瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变而轻弹簧被瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变而轻弹簧被剪断时,弹簧中的弹力则又瞬间消失剪断时,弹簧中的弹力则又瞬间消失链接方法指导方法指导一、由于受力情况确定物体的运动情况一、由于受力情况确定物体的运动情况例例1 1如图如图252甲所示,在倾角甲所示,在倾角37的足够长的足够长的固定的斜面底端有一质量的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg的物体物体与斜面间的物体物体与斜面间动摩擦因数动摩擦因数0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动拉力动拉力F
21、10 N,方向平行斜面向上经时间,方向平行斜面向上经时间t4.0 s绳子绳子突然断了,求:突然断了,求:(1)绳断时物体的速度大小绳断时物体的速度大小(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间间(已知已知sin 370.60,cos 370.80,取,取g10 m/s2)图图25-2乙乙解析解析分析绳子断裂前后及物体沿斜面下滑时的受力情分析绳子断裂前后及物体沿斜面下滑时的受力情况,应用牛顿第二定律求出物体的加速度,再结合运动学公况,应用牛顿第二定律求出物体的加速度,再结合运动学公式求出物体的运动情况式求出物体的运动情况(1)物体受拉力向上运
22、动过程中,受拉力物体受拉力向上运动过程中,受拉力F、斜面支持力、斜面支持力FN、重力、重力mg和摩擦力和摩擦力f,如图,如图252乙,设物体向上运动的加乙,设物体向上运动的加速度为速度为a1,根据牛顿第二定律有:,根据牛顿第二定律有:Fmgsin fma1又又fFN,FNmgcos 解得:解得:a12.0 m/s2t4.0 s时物体的速度大小时物体的速度大小v1a1t8.0 m/s.图图25-2丙丙(2)绳断时物体距斜面底端的位移为:绳断时物体距斜面底端的位移为:x1a1t216 m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为速度大
23、小为a2,受力如图,受力如图252丙所示,则根据牛顿第二定律,丙所示,则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上运动的过程有:对物体沿斜面向上运动的过程有:二、由物体的运动情况确定受力情况二、由物体的运动情况确定受力情况例例2一位滑雪者如果以一位滑雪者如果以v020 m/s的初速度沿直线冲上的初速度沿直线冲上一倾角为一倾角为30的山坡,从冲坡开始计时,至的山坡,从冲坡开始计时,至3.8 s末,雪橇速末,雪橇速度变为零如果雪橇与人的质量为度变为零如果雪橇与人的质量为m80 kg,求雪橇受到的,求雪橇受到的阻力是多少阻力是多少(g取取10 m/s2)解析解析如图建立坐标系,以如图建立坐标系,以v0方向为
24、方向为x轴的正方向,并将轴的正方向,并将重力进行分解则有:重力进行分解则有:G1Gsin 30G2Gcos 30在在x方向上,方向上,F3为物体受到的阻力大小;在为物体受到的阻力大小;在y方向上,因方向上,因为物体的运动状态没有变化,所以重力的一个分力为物体的运动状态没有变化,所以重力的一个分力G2等于斜等于斜坡的支持力坡的支持力FN,即即G2FN. 答案答案20.8 N,方向沿斜面向下,方向沿斜面向下点评点评(1)由物体的运动情况确定受力情况时,应先根据由物体的运动情况确定受力情况时,应先根据物体的运动情况,借助运动学公式求出物体运动的加速度,物体的运动情况,借助运动学公式求出物体运动的加速
25、度,再结合牛顿第二定律求出物体受到的未知力再结合牛顿第二定律求出物体受到的未知力(2)结合题目的需要,有时还可以确定与力有关的其他未结合题目的需要,有时还可以确定与力有关的其他未知量,如物体的质量、动摩擦因数、斜面倾角、弹簧的形变知量,如物体的质量、动摩擦因数、斜面倾角、弹簧的形变量等量等变式训练变式训练1放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力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,的作用,F的大小与时间的大小与时间t的关系和物块速度的关系和物块速度v与时间与时间t的关系的关系如图如图253甲、乙所示取重力加速度甲、乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此两图线由此两图
展开阅读全文