第三章 牛頓定律

第三章牛頓定律第1頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證1】伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有()A.傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間成正比B.傾角一定時，小球在斜面上的速度與時間成正比C.斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關(guān)D.斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端所需的時間與傾角無關(guān)選B第4頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證1】科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識世界的基本手段.在研究和解決問題過程中,不僅需要相應(yīng)的知識,還要注意運(yùn)用科學(xué)方法.理想實(shí)驗(yàn)有時更能深刻地反映自然規(guī)律,伽利略設(shè)想了一個理想實(shí)驗(yàn),如圖所示,其中有一個是經(jīng)驗(yàn)事實(shí),其余是推論.理想實(shí)驗(yàn)的“魅力”第5頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月①減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;②兩個對接的斜面,讓靜止的小球沿一個斜面滾下,小球?qū)L上另一個斜面;③如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動.請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列______(只要填寫序號即可).在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實(shí),有的則是理想化的推論,下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是()②③①④第6頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月A.①是事實(shí),②③④是推論B.②是事實(shí),①③④是推論C.③是事實(shí),①②④是推論D.④是事實(shí),①②③是推論

①減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;②兩個對接的斜面,讓靜止的小球沿一個斜面滾下,小球?qū)L上另一個斜面;③如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動.答案:②③①④B第7頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【變式訓(xùn)練】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，可以看到，從同一高度釋放小車隨著表面材料的改變而一次比一次停得遠(yuǎn)，如果表面絕對光滑，那么我們綜合伽利略的實(shí)驗(yàn)，通過合理外推可以得出結(jié)論：__________________________________________.該實(shí)驗(yàn)和伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)都是采用了相同的________，它是建立在事實(shí)基礎(chǔ)上，把經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與抽象思維結(jié)合在一起推測的方法.答案:物體的運(yùn)動不需要力來維持理想實(shí)驗(yàn)法第8頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】根據(jù)伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)中若表面絕對光滑，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，不需要力來維持；兩個實(shí)驗(yàn)都是理想實(shí)驗(yàn).答案:物體的運(yùn)動不需要力來維持理想實(shí)驗(yàn)法第9頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】如圖中的甲圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線BA，下面說法中正確的是（）A．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD線拉斷B．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB線拉斷C．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果AB線拉斷D．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果CD線拉斷對牛頓第三定律理解應(yīng)注意：同時、同性、異物、等值、反向、共線AC牛頓第一定律第10頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月作用力與反作用力第11頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月二、對牛頓第三定律的理解和應(yīng)用1.作用力與反作用力的關(guān)系作用力與反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“三同、三異、三無關(guān)”.第12頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月例題1汽車?yán)宪囋谄街钡墓飞线\(yùn)動，下面的說法正確的是()A.汽車能拉著拖車前進(jìn)是因?yàn)槠噷ν宪嚨睦Υ笥谕宪噷ζ嚨睦.汽車先對拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力C.勻速前進(jìn)時,汽車對拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力；加速前進(jìn)時,汽車向前拉拖車的力大于拖車向后拉汽車的力D.拖車加速前進(jìn)時,是因?yàn)槠噷ν宪嚨睦Υ笥诘孛鎸ν宪嚨哪Σ磷枇?，此時汽車對拖車向前的拉力等于拖車向后拉汽車的力D第13頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】在滑冰場上，甲乙兩個小孩分別坐在滑板上，原來靜止不動，在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動，假定兩板與冰面間的摩擦因素相同，已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，這是由于A、在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B、在推的過程中，甲推乙的時間小于乙推甲的時間C、在剛分開時，甲的初速度大于乙的初速度D、在分開后，甲的加速度大小小于乙的加速度的大小答案：C第14頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【變式訓(xùn)練】身高和質(zhì)量完全相同的兩人穿同樣的鞋在同一水平面上通過一輕桿進(jìn)行頂牛比賽，企圖迫使對方后退.設(shè)甲、乙兩人對桿的推力分別是F1、F2，甲、乙兩人身體因前傾而偏離豎直方向的夾角分別為α1、α2，傾角α越大，此刻人手和桿的端點(diǎn)位置就越低，如圖所示，若甲獲勝，則()A.F1=F2，α1＞α2B.F1＞F2，α1=α2C.F1=F2，α1＜α2D.F1＞F2，α1＞α2選A.第15頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選A.由于桿是輕桿，把桿當(dāng)做甲或乙的一部分，由牛頓第三定律可得，F(xiàn)1=F2，故B、D錯誤；甲獲勝是由于甲所受地面的最大靜摩擦力大于乙，則桿對甲有向下的分量,對乙有向上的分量,使甲對地面的壓力大于乙對地面的壓力,故甲端桿的端點(diǎn)的位置較低，α1＞α2，故A對.第16頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證3】(2011·深圳模擬)如圖所示為雜技“頂竿”表演的示意圖：一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時，竿對“底人”的壓力大小為()A.(M+m)gB.(M+m)g-maC.(M+m)g+maD.(M-m)g【解題指導(dǎo)】求解本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):選B.作用力與反作用力第17頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證3】物體靜止在斜面上，如圖所示，下列說法正確的是A.物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力B.物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力C.物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力D.物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力選B第18頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例4】汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律可知（）A．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇C問：汽車受到什么力？汽車受到的摩擦力與拖車受到的摩擦力哪個大？第19頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例3】甲、乙二人拔河，甲拉動乙向左運(yùn)動，下面說法中正確的是（）A．繩拉甲的力與繩拉乙的力是一對作用力與反作用力，無論做加速、勻速、靜止，這兩個力大小相等方向相反。B．不論做何種運(yùn)動，根據(jù)牛頓第三定律，甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等C．繩的質(zhì)量可以忽略不計(jì)時，甲乙二人對繩的拉力大小一定相等D．繩的質(zhì)量不能忽略不計(jì)時，甲對繩的拉力一定大于乙對繩的拉力C問：甲、乙二人對繩的拉力這兩個力是否是作用力與反作用力？甲受到的摩擦力與乙受到的摩擦力哪個大？為什么？怎樣分析？第20頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例4】物體靜止在斜面上，以下幾種分析中正確的是（）A．物體受到的靜摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B．物體所受重力沿垂直于斜面的分力就是物體對斜面的壓力C．物體所受重力的反作用力就是斜面對它的靜摩擦力和支持力這兩個力的合力D．物體受到斜面的作用力的平衡力是物體的重力D第21頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5】人走路時，人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有（）A．一對B．二對C．三對D．四對C第22頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第二講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題第23頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、牛頓第二定律的理解1.“五個”性質(zhì)第25頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例1】有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因素為μ的水平地面上做勻減速運(yùn)動，不計(jì)其他外力及空氣阻力，則其中一個質(zhì)量為m的土豆A受其他土豆對它的總作用力大小應(yīng)是多少？mg牛頓定律的矢量性第26頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月典例三正交分解法在牛頓運(yùn)動定律中的應(yīng)用【例2】如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動，a與水平方向的夾角為

。求人所受到的支持力和摩擦力?！敬鸢浮縨(g-asin

)，方向豎直向上macos

，方向水平向左第27頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓定律的矢量性【例3】如圖所示，在箱內(nèi)傾角為α的固定光滑斜面上用平行于斜面的細(xì)線固定一質(zhì)量為m的木塊。求：（1）箱以加速度a勻加速上升，（2）箱以加速度a向左勻加速運(yùn)動時，線對木塊的拉力F1和斜面對箱的壓力F2各多大？第28頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證3】(2010·全國高考Ⅰ)如圖所示，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)抽出木板的瞬間，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()A.a1=0,a2=gB.a1=g,a2=gC.a1=0,D.a1=g,牛頓定律的瞬時性問題選C第29頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【變式訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠豎直墻壁.今用水平力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將F撤去，在這一瞬間①B球的速度為零，加速度為零②B球的速度為零，加速度大小為③在彈簧第一次恢復(fù)原長之后，A才離開墻壁④在A離開墻壁后，A、B兩球均向右做勻速運(yùn)動以上說法正確的是()A.只有①B.②③C.①④D.②③④選B第30頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓定律的瞬時性問題【例4】（2001年上海高考題）如圖（1）所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。第31頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓定律的瞬時性問題【例5】如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量相等，彈簧質(zhì)量不計(jì)，B和C分別固定在彈簧兩端，放在吊籃的水平底板上靜止不動．將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間[]A．吊籃A的加速度大小為gB．物體B的加速度大小為gC、物體C的加速度大小為3g/2D、A、B、C、的加速度大小都等于gC第32頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓定律的瞬時性問題【例6】如圖，固定在一條豎直線的彈簧A、B之間，連接一物體，處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)只將B彈簧上端剪斷瞬間，球的加速度為2m/s2，當(dāng)只將A彈簧下端剪斷瞬間，球的加速度大小和方向可能是（g=10m/s2） A、12m/s2方向豎直向下B、8m/s2方向豎直向上C、8m/s2方向豎直向下D、12m/s2,方向豎直向上。ABmAC第33頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(6)分析流程圖兩類動力學(xué)問題第34頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】如圖所示，一個重為10N的小球，在F=20N的豎直向上的拉力作用下，從A點(diǎn)由靜止出發(fā)向上運(yùn)動，F(xiàn)作用1.2s后撤去，已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為，試求從撤去力F開始計(jì)時，小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點(diǎn)為2.25m的B點(diǎn)(取g=10m/s2)圖(2)典例一已知受力情況求運(yùn)動情況圖(1)【答案】0.2s或0.7464s第35頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，電動機(jī)帶動橡皮滾輪勻速轉(zhuǎn)動，在滾輪的作用下，可將金屬桿沿斜面從最底端A送到汽車車廂中。已知斜面長=2.4m，車廂高=1.2m，金屬桿長=0.8m，質(zhì)量m=1×103kg，調(diào)節(jié)控制滾輪，使?jié)L輪對桿的壓力為FN=4.2×104N，滾輪與桿之間的動摩擦因數(shù)

=0.5，滾輪邊緣的線速度恒為v=4m/s。(取g=10m/s2，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，斜面光滑)求：(1)桿勻加速上升的加速度a；(2)從桿開始運(yùn)動到其前端運(yùn)動到C點(diǎn)所用的時間t。【答案】(1)16m/s2(2)0.57s第36頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月典例二已知運(yùn)動情況求受力情況【例2】科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990kg。氣球在空中停留一段時間后，發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降，及時堵住。堵住時氣球下降速度為1m/s，且做勻加速運(yùn)動，4s內(nèi)下降了12m。為使氣球安全著陸，向艙外緩慢拋出一定的壓艙物。此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動，下降速度在5分鐘內(nèi)減少了3m/s。若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略，重力加速度g取9.89m/s2，求拋掉的壓艙物的質(zhì)量。【答案】101kg第37頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月1.本題屬于已知物體的運(yùn)動情況，求物體的受力情況，特別要注意題述兩種運(yùn)動情況，加速度的方向。2.已知運(yùn)動情況求受力情況的一般思路如下框圖所示物體的運(yùn)動情況運(yùn)動學(xué)公式加速度牛頓第二定律物體的受力情況物體的運(yùn)動情況運(yùn)動學(xué)公式加速度牛頓第二定律物體的受力情況物體的運(yùn)動情況運(yùn)動學(xué)公式加速度牛頓第二定律第38頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

2如圖所示，一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B，以速度v1=30m/s進(jìn)入向下傾斜的直車道。車道每100m下降2m。為使汽車速度在x=200m的距離內(nèi)減到v2=10m/s，駕駛員必須剎車。假定剎車時地面的摩擦阻力是恒力，且該力的70%作用于拖車B，30%作用于汽車A。已知A的質(zhì)量m1=2000kg，B的質(zhì)量m2=6000kg。求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動方向的相互作用力。(重力加速度g取10m/s2)【答案】880N第39頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證3】(2010·安徽高考)(14分)質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時間后撤去F，其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示.g取10m/s2，求：(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小.

答案：(1)0.2(2)6N(3)46m第40頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【變式訓(xùn)練】（2011·杭州模擬）如圖所示，一質(zhì)量為m的小物體在固定的斜面上運(yùn)動，若在不同的運(yùn)動情況下給物體m施加一豎直向下的恒力F，則物體m的運(yùn)動情況可能是（）A.當(dāng)m原來靜止時，施力后將加速運(yùn)動B.當(dāng)m原來加速運(yùn)動時，施力后加速度將不變C.當(dāng)m原來減速運(yùn)動時，施力后加速度將減小D.當(dāng)m原來勻速運(yùn)動時，施力后仍做勻速運(yùn)動選D第41頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證3】(2010·海南高考)圖Ⅰ中，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Ⅱ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.多過程、多物體的問題(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；(2)在同一坐標(biāo)系中畫出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42頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：(1)v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/sv′2=4m/s,v′3=4m/s(2)見標(biāo)準(zhǔn)解答第43頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用第44頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月連接體的問題

【例1】如圖，質(zhì)量分別為m1、m2兩個物體與地面的摩擦因數(shù)為μ，它們的一個面均與水平面成θ夾角，在水平力F的作用下做加速運(yùn)動，要使兩個物體相對靜止，且m1與地面之間沒有壓力，則向右的推力F1與向左的推力F2各為多少？θF第45頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證1】如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物塊放在傾角為θ=37°的斜面體上，斜面質(zhì)量為M=2kg，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，地面光滑，現(xiàn)對斜面體施一水平推力F，要使物塊m相對斜面靜止，試確定推力F的取值范圍.(g=10m/s2)14.4N≤F≤33.6N第46頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【命題探究】此題有兩個臨界條件，當(dāng)推力F較小時，物塊有相對斜面向下運(yùn)動的可能性，此時物塊受到的摩擦力沿斜面向上；當(dāng)推力F較大時，物塊有相對斜面向上運(yùn)動的可能性，此時物塊受到的摩擦力沿斜面向下.找準(zhǔn)臨界狀態(tài)是求解此題的關(guān)鍵.第47頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【深度剖析】(1)設(shè)物塊處于相對斜面向下滑動的臨界狀態(tài)時的推力為F1，此時物塊受力如圖所示，取加速度的方向?yàn)閤軸正方向.對物塊分析，在水平方向有FNsinθ-μFNcosθ=ma1豎直方向有FNcosθ+μFNsinθ-mg=0對整體有F1=(M+m)a1代入數(shù)值得a1=4.8m/s2，F(xiàn)1=14.4N第48頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)設(shè)物塊處于相對斜面向上滑動的臨界狀態(tài)時的推力為F2，對物塊分析，在水平方向有F′Nsinθ+μF′Ncosθ=ma2,豎直方向有F′Ncosθ-μF′Nsinθ-mg=0，對整體有F2=(M+m)a2代入數(shù)值得a2=11.2m/s2,F2=33.6N綜上所述可知推力F的取值范圍為：14.4N≤F≤33.6N

第49頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月連接體的問題

【例2】如圖所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時，A、B的加速度各多大？

AB

F第50頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月連接體的問題【例3】一個質(zhì)量為0.2kg的小球用細(xì)線吊在傾角θ=53°的斜面頂端，如圖，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計(jì)摩擦，當(dāng)斜面以10m/s2的加速度向右做加速運(yùn)動時，求繩的拉力及斜面對小球的彈力.第51頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月典例四整體法、隔離法的應(yīng)用【例4】水平面上有一帶圓弧形凸起的長方形木塊A，木塊A上的物體B用繞過凸起的輕繩與物體C相連，B與凸起之間的繩是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物體B上，恰使物體A、B、C保持相對靜止，如圖所示。已知物體A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計(jì)所有的摩擦，則拉力F應(yīng)為多大？【答案】mg

【解析】設(shè)繩中張力為T，A、B、C共同的加速度為a，與C相連部分的繩與豎直線夾角為

，由牛頓運(yùn)動定律，對A、B、C組成的整體有

F=3ma①對B有F-T=ma②對C有Tcos

=mg③

Tsin

=ma④聯(lián)立①②式得

T=2ma⑤聯(lián)立③④式得

T2=m2(a2+g2)⑥聯(lián)立⑤⑥式得

a=g⑦利用①⑦式得F=mg。第52頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決多過程問題【例證3】(2011·江蘇高考)(16分)如圖所示，長為L，內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置，將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為M=km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口，現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運(yùn)動，通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動，小球的轉(zhuǎn)向過程中速率不變(重力加速度為g).第53頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)求小物塊下落過程中的加速度大小;(2)求小球從管口拋出時的速度大?。?3)試證明小球平拋運(yùn)動的水平位移總小于

12證明略第54頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【規(guī)范解答】(1)設(shè)細(xì)線中的張力為FT,根據(jù)牛頓第二定律Mg-FT=Ma(2分)FT-mgsin30°=ma(2分)且M=km聯(lián)立解得a=(1分)第55頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)設(shè)M落地時的速度大小為v,m射出管口時速度大小為v0，M落地后m的加速度大小為a0，根據(jù)牛頓第二定律-mgsin30°=ma0(2分)由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律知v2=2aLsin30°(1分)v02-v2=2a0L(1-sin30°)(2分)聯(lián)立解得v0=(2分)第56頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)由平拋運(yùn)動規(guī)律x=v0t,Lsin30°=gt2(2分)解得(1分)則x<得證(1分)答案：(1)(2)(3)見規(guī)范解答第57頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

處于超重和失重狀態(tài)的物體，其重力是否變化？物體處于超重還是失重，與速度的大小和方向是否有關(guān)？提示:處于超重和失重狀態(tài)的物體，其重力不變;物體處于超重還是失重，與速度的大小和方向無關(guān).只與加速度的方向有關(guān).第59頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月下列情況下臺秤的讀數(shù)如何變化?ABVM1M2M3第60頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例證1】(16分)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯的運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量m＝50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層的過程中，體重計(jì)的示數(shù)隨時間變化的情況，并作出了如圖所示的圖象.已知t＝0時，電梯靜止不動，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層.求：(1)電梯啟動和制動時的加速度大小.(2)該大樓的層高.答案：(1)2m/s22m/s2(2)3m第61頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【變式訓(xùn)練】(2011·鄭州模擬)在由靜止開始向上運(yùn)動的電梯里，某同學(xué)把一測量加速度的小探頭(重力不計(jì))固定在一個質(zhì)量為1kg的手提包上進(jìn)入電梯，到達(dá)某一樓層后停止.該同學(xué)將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后列在下表中：為此，該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上畫出了很多圖象，請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識判斷如圖所示的圖象(設(shè)F為手提包受到的拉力，取g=9.8m/s2)中正確的是()第62頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月A.①④B.①③C.②③D.②④選B.第63頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月例題2在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探求上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時，試求：(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力。

【答案】(1)440N，方向豎直向下(2)275N，方向豎直向下第64頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月考查內(nèi)容

牛頓運(yùn)動定律中的圖象問題【例證】總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動員從離地500m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過2s拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過程中的v-t圖象，試根據(jù)圖象，求：(1)t1＝1s時運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大小；(2)估算14s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度；(3)估算運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地的總時間.(1)8m/s2160N(2)158m(3)71s第65頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【規(guī)范解答】(1)從題圖中可以看出，在t2＝2s內(nèi)運(yùn)動員做勻加速運(yùn)動，其加速度大小為a=m/s2=8m/s2設(shè)此過程中運(yùn)動員受到的阻力大小為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－Ff＝ma得Ff=m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N(2)從題圖中估算得出運(yùn)動員在14s內(nèi)下落了39.5×2×2m＝158m.第66頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)14s后運(yùn)動員做勻速運(yùn)動的時間為t′=s=57s運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時間t總=t14+t′=(14+57)s=71s答案：(1)8m/s2160N(2)158m(3)71s第67頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第四講牛頓運(yùn)動定律的專題復(fù)習(xí)課第68頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月（2004年全國高考）一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？(以g表示重力加速度)

ABaa≥（μ1+2μ2）μ1g/μ2

第69頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月皮帶題型

【例題1】、皮帶的長為L，皮帶輪的半徑為r，角速度為w，當(dāng)一個物體輕輕放在左端，物體從左端到右端的時間是多少？設(shè)物體與皮帶間的摩擦因素為μ

若將皮帶與水平方向成θ角，物體從頂端由靜止下滑，滑至中點(diǎn)時，突然皮帶沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，則物體下滑的時間有沒有受影響？時間變長還是變短？若皮帶突然是沿順時針方向轉(zhuǎn)動的，又會怎樣？第70頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月皮帶題型【例題2】、如圖，物體從O處沿光滑的斜面板滑到皮帶輪上，其中物體沿豎直板OA滑行，需要t1，沿垂直于皮帶輪的板OB滑行，需要t2，沿OA、OB之間某一板滑下需要時間t3，下列判斷正確的是（）At1最小，t2最大B、t1最大；t2最小C、t1=t2=t3D、t1=t2＞t3OABCD第71頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用【例題3】、如圖所示，質(zhì)量M=20kg的物體從光滑曲面上高度H=0.8m處釋放，到達(dá)底端時水平進(jìn)入水平傳送帶，傳送帶由～電動機(jī)驅(qū)動著勻速向左傳動，速率為3m／s，已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，則：第72頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用（1）若兩皮帶輪之間的距離是6m，物體沖上傳送帶后就移走光滑曲面，物體將從哪一邊離開傳送帶？通過計(jì)算說明你的結(jié)論。（2）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個過程中，由于M和傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生了多少熱量？第73頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用3）若皮帶輪間的距離足夠大，當(dāng)M滑上皮帶后經(jīng)過2S的那一時刻，一顆質(zhì)量為m=20g的子彈從右邊去中物體，如圖乙所示，子彈的速度為v=1000m／s，擊中物體后子彈留在物體中并不穿出，而且子彈擊中物體所用時間極短，可忽略不計(jì)。試畫出物體從沿上到離開傳送帶的整個過程中的速度一時間圖象（取水平向右方向?yàn)檎┑?4頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月9．“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回，返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降，穿越大氣層后，在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下降、這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)（空氣阻力系數(shù)）為k、所受空氣浮力恒定不變，且認(rèn)為豎直降落．從某時刻開始計(jì)時。返回艙的運(yùn)動v－t圖象如圖中的AD曲線所示．圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線。切線交于橫軸一點(diǎn)B，其坐標(biāo)為（8，0），CD是曲線AD的漸近線。假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg，g取10m/s2、試問：（1）返回艙在這一階段是怎樣運(yùn)動的？（2）在初始時到v=160rn／s，此時它的加速度是多大？（3）推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計(jì)算其值第75頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月

例題如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速率v1沿順時針方向傳動．傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面，速率為v2`則第76頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月24．(18分)如圖所示，質(zhì)量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1，在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4，取g=10m/s2，試求：（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過多長時間鐵塊運(yùn)動到木板的右端？（2）若在木板（足夠長）的右端施加一個大小從零開始連續(xù)增加的水平向左的力F，試通過計(jì)算分析鐵塊受到的摩擦力f隨拉力F大小變化的情況。并在答題卷圖中畫出f隨F變化的圖像。

第77頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月24．（18分）解：（1）木塊為研究對象F-μ2mg=ma1（2分）木板為研究對象μ2mg-μ1（mg+Mg）=Ma2（2分）

L=a1t2-a2t2（2分）解得：t=1s（2分）（2）當(dāng)F≤μ1（mg+Mg）=2N時，f=0N（2分）M、m相對靜止時，有：F-μ1（mg+Mg）=（m+M）af=ma即：f=-1（N）當(dāng)2N<F≤10N時，M、m一起加速（3分）當(dāng)10N<F時，m相對M滑動，此時摩擦力f=μ2mg=4N（1分）第78頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月第四講探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第79頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)步驟1.用天平測量小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量M02.按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)第80頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月3.平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時可以保持勻速運(yùn)動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡4.把細(xì)繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，小盤里放砝碼，先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn).計(jì)算小盤和砝碼的重力，在小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以認(rèn)為等于小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對應(yīng)的加速度填入表(一)中第81頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月表(一)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s-2)小車受力F/N1234第82頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月5.改變小盤內(nèi)砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟4，并多做幾次6.保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶.計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計(jì)算出小車對應(yīng)的加速度7.改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟6，并將所對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表(二)中第83頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月表(二)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m?s-2)小車和砝碼的總質(zhì)量M/kg1234第84頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差以小車、小盤和砝碼整體為研究對象得mg=(M+m)a;以小車為研究對象得F=Ma;求得本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力.小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小.因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原理不完善而引起的誤差.第85頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差，在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時器)，勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)間的距離相等3.質(zhì)量的測量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會引起誤差第86頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時器打上的點(diǎn)計(jì)算出。(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地確定出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與______的圖象。(3)如圖(a)為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實(shí)驗(yàn)存在的問題主要是_____________。(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a-F圖線如圖(b)所示，兩個同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時的哪一個物理量取值不同？___________?？键c(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟的考查第87頁，課件共93頁，創(chuàng)作于2023年2月【答案】(1)M>>m(2)1/M

(3)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(4)小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同第88頁，課件共93頁，