人教课标版高中物理必修一：《牛顿运动定律》章末复习课件-新版.ppt

1、一、牛顿运动定律1、牛顿运动定律适用范围：宏观、低速2、牛一定律：（惯性定律）内容：不受外力或合力为0静止或匀速推论：力是改变物体运动状态的原因 力是改变速度的原因 力是产生加速度的原因惯性：一切物体都有惯性 唯一量度质量3、牛二定律：（牛一、惯性的定量描述）公式：F合=Ma特点：瞬时性、矢量性、同一性、同时性适用参考系：惯性系（匀速运动参考系）4、牛三定律：作用力与反作用力作用力反作用力平衡力涉及物体2受2施 共2（相互性、异体性）1受2施 共3叠加性作用效果不可抵消、不可叠加求合力作用效果抵消、合力为0依赖性同生共亡、不可独立互不依赖、可独立力的性质一定相同可以不同5、国际单位制：基本单位

2、：米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔导出单位：米/秒、米/秒2、牛顿、焦耳、瓦特、。非物理量单位：度、弧度、转、个、。导出单位必然与特定物理公式相对应物理量运算结果直接给出对应国际单位，中间过程不代单位。二、牛顿运动定律应用：1、应用类型：已知受力状态a求运动情况（S、V、t）已知运动情况a求受力状态2、常规解题步骤：已知条件、受力分析、画力图（不分解）建坐标（沿a、垂直a），分解力垂直a：平衡方程列方程：列其他运动学公式方程沿a：原始牛二方程代入数据，解方程，讨论。斜面问题：斜面倾角回避45度斜面匀速或者静止：坐标轴（加速度）沿斜面物块不受外力F或者F沿斜面物块沿斜面上滑或者下滑 N=mg.c

3、os f=mg.cosfmgNfmgNfmgNF斜面有水平或竖直加速度a：famgNa若物块所受外力F不沿斜面N mg.cosf mg.cos物块相对斜面静止坐标轴（加速度）沿水平面N mg.cosf mg.cosfNFmgNf物体惯性对弹力的影响：轻绳（非弹性绳）：形变及恢复无需时间，弹力可以突变弹性绳/橡皮绳：只能拉、不能压轻弹簧：既能拉、又能压弹性绳、橡皮绳、轻弹簧一端被剪断时，弹力会突变至零,若一端固定，另一端挂重物，则弹力不能突变（形变及恢复需要时间）例：如右图，三根理想弹簧共同支撑着一个小球P，三根弹簧互成120且弹力大小相等，小球处于静止状态，现将下端的C弹簧剪断，求剪断的瞬间小

4、球的加速度。例：如下两图，A、B两球分别被非弹性绳和弹簧悬挂着，现突然将两水平细线剪断，求剪断瞬间小球A、B的加速度分别为多少？物体速度的突变问题：正常物体速度不能突变：否则将没有惯性或加速度无限大。轻放于运动传送带上的物块，先做初速为0匀加速.碰撞打击爆炸等问题，加速度特别大，物体速度近似突变给它一个初速.给它一个冲量.轻质物体（弹簧细绳）：质量（惯性）忽略，速度可突变三角函数解临界极值问题：光滑斜面上物体的下滑运动F合=mgsin=maa=gsinhLmgN讨论：、斜面高h一定：倾角，a，s，t当=90，物块自由落体，下落时间最短。2at21S 讨论：、斜面底L一定：cos LS gLgL

5、aStcossin24sin1cos222 gL2sin4 当=45，物块下滑时间最短。弦运动的等时性：物体沿光滑弦轨道下滑运动讨论：、物体从最高点下滑：F合=mgsin=maa=gsinS=2Rsin2at21S 最高点2RSgRgRaSt4sinsin422 物体从最高点沿任意光滑弦下滑到圆周上，时间都相等。同理物体从圆周上任意任意点沿光滑弦下滑到最低点，时间都相等。最低点2RS例：如下图，倾角为的斜面体上空有一个点O，现要在O点与斜面间架起一条光滑的导轨，要使O点静止释放的小球沿导轨下滑至斜面的时间最短，问，这条导轨要如何架设？O传送带问题：（V为传送带速度）1、物块轻轻放在运动水平传送

6、带一端先匀加速（a=g）后匀速（也可一直加速）V2、物块轻轻放在运动倾斜传送带底端先加速后匀速（也可一直加速）-tanVV3、物块轻轻放在运动倾斜传送带顶端一直匀加速-tan先加速后匀速（也可一直加速）-tanVV先加速再加速（也可一直加速）-tan3、力的独立作用原理：每一个力都可独立产生加速度，物体总加速度由各个分加速度矢量和牛顿定律特殊应用：加速度的分解条件：大部分力垂直分布，但不沿a或垂直a方向步骤：在力的垂直分布方向上建坐标，将a分解为ax、ay两坐标上均列牛二方程：。=max。=may例：如图，质量为80kg的物体放于安装在小车上的水平磅秤上，沿斜面无摩擦地向下运动，现观察到磅秤示

7、数为600N，则斜面倾角为多少？物体对磅秤的静摩擦力为多少?mgNfa cos maf sinmg maN三、超重与失重：1、超重：T（N）mg a向上加速上升或减速下降2、失重：T（N）mga向下加速下降或减速上 升mgT(N)3、完全失重：T（N）=0 a=g抛体运动mgFG22agg mgT(N)4、特殊超重：“等效重力”沿任意方向如：受水平方向恒力Fa相同四、连接（结）体的运动：1、探讨依据：系统中各物体的加速度存在联系。2、实例分析：BAFFBAFABa大小相同，方向不同a不同，但有联系BABAAB3、系统的内力与外力：系统内部的作用力反作用力为内力，内力必成对出现外界对系统内任何物

8、体的作用力为外力系统（重心）的运动加速度只由外力决定4、系统法（整体与隔离法）：隔离与整体是相对的，整体法应指明对象，且受力分析时不考虑内力。一般当各物体加速度（大小方向）相同时，才能用整体法。涉及系统内力的问题，必须采用隔离法。隔离法是通用的，故整体法应优先考虑，一般是先整体、后隔离。FMAm例：倾角的固定斜面上，质量分别为M、m的两物块用一绳子相连，用沿斜面向上的拉力F拉动物块M，使两物块沿斜面加速运动，已知两物块与斜面摩擦因数，求两物块间细绳的张力T。解答：对于整体：隔离m：若斜面光滑：T不变FT mMm求得：求得：若=0o（即水平面）：T不变若=90o（即竖直面）：T不变总拉力F被按质

9、量成比例地分配到两物块上amMgmMgmMF）（sin)(cos)(mamgmgT sincos5、系统分离的临界问题：临界条件：两物体的速度、加速度相等，但相互间只接触不形变，无弹力。FBA例：如下图，一个弹簧测力计放在水平地面上，其劲度系数k=800N/m，Q为与轻弹簧连接的称盘，其质量为m=1.5kg，盘上有一物块M=10.5kg，系统处于静止状态，现对物块M施加竖直向上的拉力F，使它从静止开始向上匀加速运动，已知在前2s内，F为变力，之后F为恒力，求F的最大值和最小值。M,mF M,mF M,mV M,mV M,mV地面光滑板块问题：（板长L）脱离条件：受力不平衡 加速度不等独立的受力

10、图、运动示意图、牛二方程、相对位移L、摩擦生热Q、动量守恒、弹性碰撞、运动图像V-tX6、特殊整体法：系统内各物体加速度不同定性：一动一静两物体，系统重心的速度、加速度方向以动者方向一致系统的超重失重：左边绳子剪断，哪一端会翘起？定量：系统的牛二定律：F合=m1a1+m2a2+m3a3+例：绝缘光滑水平面固定等质量的三个带电小球ABC，三球成一条直线，若只释放A球，A的瞬间加速度为1m/s2，方向向左；若只释放C，C的瞬间加速度为2m/S2，方向向右；现同时释放三球，求释放瞬间B的加速度。ACB例：物块m沿斜面下滑，加速度为a，斜面M不动，求地面对斜面体的支持力和摩擦力。Mmaaxay竖直：M

11、g+mgN=may水平：f=maxMm物块静止物块加速下滑或减速上滑物块减速下滑摩擦力方向归纳:（Mm间动摩擦因素为，分析地面对斜面体摩擦）物块匀速下滑-无摩擦-无摩擦-向右-向左 tan tan tan tan 条件：物块m不受其它外力Mm7、全反力法：斜面上的物块受其它外力F的作用，定性分析地面对斜面体的摩擦力全反力R：同一接触面弹力与摩擦力的合力F常称为：M对m的“作用力”22fNR Nftan NfR Nftanmm有最大值：如果物块m受其它外力F，使m发生变速滑动，特殊整体法不再适用！对于静摩擦，对应的全反力的方向（）不确定；对于动摩擦，当物块滑行方向不变时，对应全反力的方向（m）不

12、会改变。当弹力N有改变，滑动摩擦力f也随之改变，f与N成正比Mm物块原来静止于斜面：-地面无摩擦（整体法）Fm再施加向下的力F:等效于mg变大，tan 或施加其它方向的力F，m始终不滑动，地面对M的摩擦与F的水平分量平衡（整体法）物块原来匀速下滑：MMgNMmgNfRR tan 全反力沿竖直方向，地面无摩擦m再施加任意方向的力F，m仍然下滑此时m可以有加速度，全反力大小也可能变化但全反力方向不变，斜面体受力图没有变化，地面仍无摩擦物块原来加速下滑：全反力倾斜，地面对M的摩擦向右m再施加任意方向的力F（未画出）m仍然下滑（可以有任意加速度)同理，全反力方向不变，斜面体受力图无变化地面对M的摩擦仍

13、向右MMgNMmgNfRR tanf物块原来减速下滑：全反力倾斜，地面对M的摩擦向左m再施加任意方向的力F（未画出）m仍然下滑（可以有任意加速度)同理，全反力方向不变，斜面体受力图无变化地面对M的摩擦仍向左MMgNMmgNfRRf tanMMgNMmgNfRfR小结：（一）斜面上静止（或相对静止）的物块：-整体法（二）斜面上自由运动的物块（一动一静）：-特殊整体法（三）斜面上受外力F的物块沿斜面上滑：-全反力法-地面对斜面体的摩擦向右（如图）（四）斜面的自由物块沿斜面下滑，受外力F后，物块仍沿斜面下滑：-全反力（同向）法实验：验证牛顿运动定律：原理：控制变量法maF Fa 一一定定时时，证证明

14、明当当质质量量 mmaF1 一一定定时时，证证明明当当拉拉力力mM打点计时器纸带实验器材：小车，砝码，小桶，砂,细线，附有定滑轮的长木板（轨道）,垫块，打点计时器（电火花），纸带,天平及砝码，刻度尺。实验步骤:1用天平测出小车的质量M2安装器材后，小桶里放入适量的砂，用天平测出小桶和砂总质量m，当mM时，近似认为小车的合力F、即绳子拉力大小等于mg3接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，利用纸带计算小车的加速度a。（逐差法）mM打点计时器纸带4保持小车质量不变，改变砂的质量（并用天平称量），重复以上实验5次 5数据处理：以加速度a为纵坐标，合力F为横坐标，描点并分析加速度a与合力

15、F的关系（M一定）6保持小桶及砂的质量m不变，即保持小车合力F不变，在小车上添加钩码改变小车质量（并用天平称量），重复以上实验5次7数据处理：以加速度a为纵坐标，小车质量倒数1/M为横坐标，描点并分析加速度a与质量M的关系（F一定）:注意事项1、关于平衡摩擦力针对小车受到的空气和轨道摩擦阻力，在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态，表明小车受到的阻力跟它的重力下滑分力平衡（可以从纸带打点均匀性判断）2、关于小车的合力mM打点计时器纸带FFmgaMF amFmg ga mMm得得mgF mMM当Mm时，mgFmMM 13、关于加

16、速度a与质量成反比的证明0aM0aM1图像几何意义:0aF0aM1aF图像斜率表示小车质量倒数a1/M图像斜率表示砂桶总重力以直代曲0Fa0Fa2、实验数据明显不共线弯曲图线轨道粗糙程度不均匀砂桶总质量没有远小于小车质量0aF1、不过原点的直线平衡摩擦力过度没有平衡摩擦力或木板的倾角过小误差分析:（系统误差 OR 偶然误差）证明：当mM时，a-F图像下弯（斜率变小）FMga m1mMm）（近近似似认认为为mg F但实际上当小车质量M恒定：理论上应该是正比例图像会会明明显显变变小小较较大大时时），图图像像斜斜率率较较大大时时（即即当当m1m MFFMa 1实验改进：某生设计了如下实验方案来探究牛顿第二定律：（1）如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮。重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。（2）如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。亮点：加速下滑时滑块的合力严格等于之前悬挂的重锤重力