高中物理《牛頓運動定律的應用》課件（教科版必修1）

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歡迎進入物理課堂 牛頓運動定律的應用 運動 力 牛頓運動定律 1 牛頓第一定律 2 牛頓第二定律 3 牛頓第三定律 超重與失重 一 動力學的兩類問題 1 已知物體的受力情況 運動情況 2 已知物體的運動情況 受力情況 四 解決動力學問題的基本思路 受力情況 a 運動情況 運動情況 a 受力情況 二 解題步驟 1 選取研究對象 哪個物體或哪幾個物體組成的系統(tǒng) 2 受力分析 畫出受力的示意圖 3 建立坐標系 選擇運動方向或加速度方向為正方向 4 根據(jù)牛頓定律 運動公式列出方程 5 解方程 對結果進行分析 檢驗或討論 三 幾種典型的解題方法 1 正交分解法 2 整體法和隔離法 3 假設法 4 極限法 5 圖象法 四 典型例題 例1 2005年廣東卷1 一汽車在路面情況相同的公路上行駛 下面關于車速 慣性 質量和滑行路程的討論 正確的是 A 車速越大 它的慣性越大B 質量越大 它的慣性越大C 車速越大 剎車后滑行的路程越長D 車速越大 剎車后滑行的路程越長 所以慣性越大 BC 例2 下列關于運動狀態(tài)與受力關系的說法中 正確的是 A 物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化 物體的受力情況一定變化B 物體在恒力作用下 一定作勻變速直線運動C 物體的運動狀態(tài)保持不變 說明物體所受的合外力為零D 物體作曲線運動時 受到的合外力可能是恒力 CD 例3 如圖所示 位于光滑固定斜面上的小物體P受到一水平向右的推力的作用 已知物塊P沿斜面加速下滑 現(xiàn)保持F的方向不變 使其減小 則加速度 A 一定變小B 一定變大C 一定不變D 可能變小 可能變大 也可能不變 解 畫出物體P受力圖如圖示 由牛頓第二定律得 mgsin Fcos ma 保持F的方向不變 使F減小 則加速度a一定變大 B 例4 一物體放置在傾角為 的斜面上 斜面固定于加速上升的電梯中 加速度為a 如圖所示 在物體始終相對于斜面靜止的條件下 下列說法中正確的是 A 當 一定時 a越大 斜面對物體的正壓力越小B 當 一定時 a越大 斜面對物體的摩擦力越大C 當a一定時 越大 斜面對物體的正壓力越小D 當a一定時 越大 斜面對物體的摩擦力越小 解 物體受力情況如圖所示 由牛頓第二定律得 f mgsin masin FN mgcos macos f m g a sin FN m g a cos 若不將加速度分解 則要解二元一次方程組 BC 例5物體B放在物體A上 A B的上下表面均與斜面平行 如圖 當兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運動時 A A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C A B之間的摩擦力為零D A B之間是否存在摩擦力取決于A B表面的性質 解 對A B整體 由牛頓第二定律得 例5 物體B放在物體A上 A B的上下表面均與斜面平行 如圖 當兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運動時 A A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C A B之間的摩擦力為零D A B之間是否存在摩擦力取決于A B表面的性質 C 解 對A B整體 由牛頓第二定律得 假設B受摩擦力如圖所示 則對B 由牛頓第二定律得 例6 如圖所示 一根輕質彈簧和一根細線共同拉住一個質量為m的小球 平衡時細線恰是水平的 彈簧與豎直方向的夾角為 若突然剪斷細線 則在剛剪斷的瞬時 彈簧拉力的大小是 小球加速度的大小為 方向與豎直方向的夾角等于 小球再回到原處時彈簧拉力的大小是 解 小球受力如圖示 由平衡條件得彈簧拉力為F mg cos 剪斷線的瞬時 彈簧拉力不變?nèi)詾镕 小球加速度的大小為a T m gtan 方向沿水平方向 小球再次回到原處時 由圓周運動規(guī)律得 F1 mgcos mv2 l 0 F1 mgcos mg cos gtan 90 mgcos 例7 在運動的升降機中天花板上用細線懸掛一個物體A 下面吊著一個輕質彈簧秤 彈簧秤的質量不計 彈簧秤下吊著物體B 如下圖所示 物體A和B的質量相等 都為m 5kg 某一時刻彈簧秤的讀數(shù)為40N 設g 10m s2 則細線的拉力等于 若將細線剪斷 在剪斷細線瞬間物體A的加速度是 方向 物體B的加速度是 方向 80N 18m s2 向下 2m s2 向下 例8 如圖 有一斜木塊 斜面是光滑的 傾角為 放在水平面上 用豎直放置的固定擋板A與斜面夾住一個光滑球 球質量為m 要使球對豎直擋板無壓力 球連同斜木塊一起應向 填左 右 做加速運動 加速度大小是 解 畫出小球的受力圖如圖示 合力一定沿水平方向向左 F mgtan a gtan 左 gtan 例9 一質量為M 傾角為 的楔形木塊 靜止在水平桌面上 與桌面的動摩擦因素為 一物塊質量為m 置于楔形木塊的斜面上 物塊與斜面的接觸是光滑的 為了保持物塊相對斜面靜止 可用一水平力F推楔形木塊 如圖示 此水平力的大小等于 解 對于物塊 受力如圖示 物塊相對斜面靜止 只能有向左的加速度 所以合力一定向左 由牛頓運動定律得 mgtan maa gtan 對于整體受力如圖示 由牛頓運動定律得 F f m M a FN2 m M g 0 f FN2 m M g F f m M a m M g tan m M g tan 解 由牛頓第二定律得 例10 05年理綜全國卷I 14 一質量為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 D 電梯對人的支持力為 由牛頓第三定律得 所求壓力為FN 4mg 3 FN ma mg 4mg 3 FN mg ma 例11 2005年北京春季理綜20 如圖 一個盛水的容器底部有一小孔 靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水 假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動 且忽略空氣阻力 則 A 容器自由下落時 小孔向下漏水B 將容器豎直向上拋出 容器向上運動時 小孔向下漏水 容器向下運動時 小孔不向下漏水C 將容器水平拋出 容器在運動中小孔向下漏水D 將容器斜向上拋出 容器在運動中小孔不向下漏水 D 容器及水均處于完全失重狀態(tài) 水不產(chǎn)生壓強 小孔的上下方壓強相等 所以水不會流出 例l2 2005年陜西 四川 云南1 如圖所示 一物塊位于光滑水平桌面上 用一大小為F 方向如圖所示的力去推它 使它以加速度a右運動 若保持力的方向不變而增大力的大小 則A a變大B a不變C a變小D 因為物塊的質量未知 故不能確定a變化的趨勢 例l2 2005年陜西 四川 云南1 如圖所示 一物塊位于光滑水平桌面上 用一大小為F 方向如圖所示的力去推它 使它以加速度a右運動 若保持力的方向不變而增大力的大小 則 A a變大B a不變C a變小D 因為物塊的質量未知 故不能確定a變化的趨勢 Fcos ma 解 根據(jù)牛頓第二定律得 A 例13 人和雪橇的總質量為75kg 沿傾角 37 且足夠長的斜坡向下運動 已知雪橇所受的空氣阻力與速度成正比 比例系數(shù)k未知 從某時刻開始計時 測得雪橇運動的v t圖象如圖中的曲線AD所示 圖中AB是曲線在A點的切線 切線上一點B的坐標為 4 15 CD是曲線AD的漸近線 g取10m s2 試回答和求解 雪橇在下滑過程中 開始做什么運動 最后做什么運動 當雪橇的速度為5m s時 雪橇的加速度為多大 雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù) 多大 解 由圖線可知 雪橇開始以5m s的初速度作加速度逐漸減小的變加速運動 最后以10m s作勻速運動 t 0 v0 5m s時AB的斜率等于加速度的大小 a v t 10 4 2 5m s2 t 0 v0 5m s f0 kv0由牛頓運動定律 mgsin mgcos kv0 ma t 4svt 10m sft kvt mgsin mgcos kvt 0 解 得k 37 5Ns m 0 125 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全