高考總復(fù)習(xí)課件物理：第三章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》3.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,2,,第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用,,第三章,牛頓運(yùn)動(dòng)定律,3,一、超重與失重1.有關(guān)概念視重：懸繩對物體的拉力或支持面對物體的支持力(一般指測量儀器的讀數(shù))，叫物體的視重.超重：視重大于實(shí)際重力的現(xiàn)象.失重：視重小于實(shí)際重力的現(xiàn)象.,4,2.產(chǎn)生超重和失重的條件當(dāng)物體有豎直向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體有豎直向下的加速度時(shí)，處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體的豎直向下的加速度為g時(shí)，處于完全失重狀態(tài).,5,3.注意事項(xiàng)(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，重力并沒有變化.(2)處于完全失重狀態(tài)時(shí)，由重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象消失.如浸在液體中的物體不受浮力，天平不能稱物體質(zhì)量等.(3)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象只決定于物體加速度的方向，與物體的速度方向無關(guān).,6,下列說法中正確的是()A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài),思考1,B,7,發(fā)生超重或失重現(xiàn)象只決定于物體加速度的方向.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中加速度方向都是豎直向下的，都處于失重狀態(tài).,8,二、連接體問題兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體在力的作用下共同運(yùn)動(dòng)，稱為連接體.解決連接體問題的基本方法是先對整體應(yīng)用牛頓第二定律求共同加速度(整體法)，再對某一部分應(yīng)用牛頓第二定律求有關(guān)作用力(隔離法).所謂“整體求加速度，隔離求力”.,9,如圖3-3-1所示，質(zhì)量為2m的物體A與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m的物體B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.在已知水平推力F作用下，AB做加速運(yùn)動(dòng).則A和B之間的作用力為.對AB整體有：F-μmg=3ma，故，隔離B有：N-μmg=ma，代入a可求得,圖3-3-1,思考2,,10,一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為，g為重力加速度.人對電梯底部的壓力為()A.B.2mgC.mgD.牛頓第二定律、超重和牛頓第三定律.,D,11,根據(jù)牛頓第二定律可知，當(dāng)電梯加速上升時(shí)，人處于超重狀態(tài).分析人的受力情況可知，人受到了重力和電梯板的支持力的作用，設(shè)電梯底板對人的支持力為N，則有N-mg=ma，代入數(shù)據(jù)a=解得：根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯底板的壓力為，正確選項(xiàng)為D.,,12,本題可以分解摩擦力f和支持力N，在水平方向和豎直方向列兩個(gè)方程，然后解得f和N的表達(dá)式，選出正確答案.但分解加速度要簡單一些.,13,對物體進(jìn)行受力分析如圖，三力的合力使物體向上加速運(yùn)動(dòng).在沿斜面向上的方向，有f-mgsinθ=masinθ，即f=m(g+a)sinθ；在垂直斜面的方向，有N-mgcosθ=macosθ，即N=m(g+a)cosθ.當(dāng)θ一定時(shí)，a越大，f和N都越大；當(dāng)a一定時(shí)，θ越大，f越大，N越小.正確答案為BC.,14,放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖3-3-7所示.取重力加速度g＝10m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為(),圖3-3-7,A,15,A.m＝0.5kg，μ＝0.4B.m＝1.5kg，μ＝C.m＝0.5kg，μ＝0.2D.m＝1kg，μ＝0.2牛頓第二定律和圖象處理.由v-t圖象和F-t圖象可知，物塊在0~2s內(nèi)靜止；,,16,2~4s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a=2m/s2，F(xiàn)=3N,F-μmg=ma；4~6s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，μmg=2N由以上各式得m=0.5kgμ=0.4,17,如圖3-3-8所示，質(zhì)量m=10kg的小球掛在傾角θ=37的光滑斜面的固定鐵桿上，當(dāng)斜面和小球以的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力分別為多大？當(dāng)斜面和小球都以的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力又分別為多大？(g=10m/s2),圖3-3-8,18,牛頓第二定律和臨界狀態(tài)分析.開始當(dāng)加速度為零時(shí)，小球受到繩的拉力F、斜面的彈力FN及重力G平衡；隨著向右的加速度逐漸變大，F(xiàn)將變大，F(xiàn)N將變?。划?dāng)加速度增大到某一個(gè)值，F(xiàn)N將變到零，這時(shí)小球與斜面只接觸而無擠壓，我們稱這時(shí)的狀態(tài)是臨界狀態(tài)(有無FN的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn))；如果加速度再繼續(xù)增大，則小球?qū)⒚撾x斜面向后飄起.,,19,20,先求出臨界狀態(tài)時(shí)的加速度，這時(shí)FN=0，受力圖如圖甲所示，故Fsinθ=mg(豎直)Fcosθ=ma0(水平)所以當(dāng)斜面和小球以a1向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于a1＜a0，可知這時(shí)小球與斜面間有彈力，所以其受力圖如圖乙所示，故有F1cosθ-FNsinθ=ma1(水平)F1sinθ+FNcosθ=mg(豎直),,,21,所以F1=100N，F(xiàn)N=50N.當(dāng)斜面和小球以a2向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于a2＞a0，可知這時(shí)小球已脫離斜面，所以其受力圖如圖丙所示.故有F2sinα=mg(豎直)F2cosα=ma2(水平)兩式平方相加，可得,,22,所以當(dāng)以加速度a1運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力為100N，對斜面的壓力為50N；當(dāng)以加速度a2運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)K的拉力為200N，對斜面的壓力為0.,23,系統(tǒng)的加速度大小可由系統(tǒng)沿繩運(yùn)動(dòng)方向的受力情況來求，求繩中的張力時(shí)必須把物體A、C、B隔離開，此題是由整體的受力情況來求加速度，繩中張力用隔離法求解.以A、B、C系統(tǒng)為研究對象，其所受的外力在繩的方向上，有mBg-μ(mA+mC)g=(mA+mB+mC)a,24,則系統(tǒng)的加速度為設(shè)A、C間繩的張力為F１，以C為研究對象，則有F1-μmCg=mCa,25,所以F1=mCa+μmCg=mC(a+μg)=1(3.75+0.2510)N=6.25N設(shè)A、B間的張力為F２，以A、C為研究對象有F2-μ(mA+mC)g=(mA+mC)a所以F2=(mA+mC)a+μ(mA+mC)g=［(2+1)3.75+0.25(2+1)10］N=18.75N.,26,如圖3-3-10所示，質(zhì)量M=10kg的斜面ABC靜置于粗糙水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.02,斜面傾角θ=30,一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程s=1.4m時(shí)，其速度v=1.4m/s，在這過程中斜面沒有動(dòng)，求地面對斜面ABC的摩擦力的大小與方向.(重力加速度取g=10m/s2)靈活使用“整體法”與“隔離法”.,圖3-3-10,27,解法一：先隔離物塊m，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2as，求得可見物塊受到沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，如圖(a)所示,,28,對物塊利用正交分解法，由牛頓第二定律平行斜面方向:mgsinθ-F=ma垂直斜面方向:F1-mgcosθ=0對斜面ABC，它的受力如圖(b)所示，其中假設(shè)地面對斜面的摩擦力F′方向向左，斜面靜止時(shí)F′+Fcosθ-F1sinθ=0解得計(jì)算表明F′的方向與假設(shè)方向是一致的，水平向左.,29,解法二:把物塊和斜面視為一個(gè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)內(nèi)的物塊m具有水平向左的加速度ax=acosθ，此時(shí)物塊和斜面的相互作用力彈力和摩擦力均為內(nèi)力，只有系統(tǒng)所受的外力才能使系統(tǒng)產(chǎn)生加速度，故這個(gè)水平外力只可能是地面對斜面向左的靜摩擦力.所以摩擦力大小F′=macosθ=0.61N.,30,如圖，當(dāng)AB之間的靜摩擦力達(dá)到最大值μmg時(shí)，系統(tǒng)的加速度達(dá)到最大值.此時(shí)以B、C、D三者整體為對象，可求得最大加速度以C、D二者整體為對象，可求得輕繩對m的最大拉力為,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,