第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí) 講義-高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

課題：4運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系章節(jié)鞏固教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【課前回顧】默寫(xiě)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式牛頓三大定律抽背、默寫(xiě)重力分析順序（4）共點(diǎn)力平衡的條件超重和失重3.作業(yè)問(wèn)題解答提問(wèn)舊知默寫(xiě)分析解答默寫(xiě)訂正筆記教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【導(dǎo)入】我們已經(jīng)學(xué)完了牛頓三大定律，牛頓第二定律是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)的橋梁，讓我們一起來(lái)回顧一下動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！緩?fù)習(xí)】章節(jié)知識(shí)框架二、核心主干知識(shí)總結(jié)（一）力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1.合外力與加速度的關(guān)系eq\x(\a\al(合外力,與,加速度))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\a\al(合外力方向決,定加速度方向))→a與F方向總相同,\x(\a\al(合外力大小決,定加速度大小))→a與F大小成正比))2.合外力與速度的關(guān)系合力與速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)，反之減速。3.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系eq\x(\a\al(物體受,力作用))→eq\x(\a\al(運(yùn)動(dòng)狀,態(tài)變化))—eq\x(\a\al(物體速,度變化))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力與速度同向→v增加,力與速度反向→v減小))4.加速度的定義式與決定式引導(dǎo)思考提問(wèn)重點(diǎn)講解板書(shū)提問(wèn)知識(shí)講解思考回答記錄筆記回答問(wèn)題教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)①a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定義式，它給出了測(cè)量物體的加速度的方法，這是物理上用比值定義物理量的方法。②a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素。特別提醒：物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即a與合力F方向總是相同，但速度v的方向不一定與合外力的方向相同?！纠咳鐖D所示，靜止在光滑水平面上的物體A的一端固定著處于自然狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧?，F(xiàn)對(duì)物體作用一水平恒力F，在彈簧被壓縮到最短這一過(guò)程中，物體的速度和加速度變化的情況是()A．速度先增大后減小，加速度先增大后減小B．速度先增大后減小，加速度先減小后增大C．速度增大，加速度增大D．速度增大，加速度減小【解題思路】：eq\x(\a\al(分析物體,A的受力))eq\o(→,\s\up7(判斷))eq\x(\a\al(合力如,何變化))eq\o(→,\s\up7(F合＝ma))eq\x(\a\al(加速度,如何變化))eq\o(→,\s\up7(判斷))eq\x(\a\al(速度如,何變化))【解析】：壓縮的初始階段，水平恒力大于彈簧彈力，合力方向朝左，物體加速，隨著物體向左移動(dòng)，彈簧彈力逐漸增大，合力逐漸減小，加速度逐漸減小，但當(dāng)彈簧彈力大于水平恒力時(shí)，合力方向朝右，物體開(kāi)始減速，彈簧彈力繼續(xù)增大，合力逐漸增大，加速度逐漸增大，即先是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，后是加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確。（二）動(dòng)力學(xué)的圖像問(wèn)題1.解決這類(lèi)問(wèn)題的基本步驟(1)看清坐標(biāo)軸所表示的物理量，明確因變量(縱軸表示的量)與自變量(橫軸表示的量)的制約關(guān)系。(2)看圖線本身，識(shí)別兩個(gè)相關(guān)量的變化趨勢(shì)，從而分板書(shū)例題講解重點(diǎn)講解板書(shū)聽(tīng)講思考筆記批注記錄筆記教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)析具體的物理過(guò)程。(3)看交點(diǎn)，分清兩個(gè)相關(guān)量的變化范圍及給定的相關(guān)條件。明確圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、圖線斜率、圖線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”的物理意義．在看懂以上三個(gè)方面后，進(jìn)一步弄清“圖象與公式”“圖象與圖象”“圖象與物體”之間的聯(lián)系與變通，以便對(duì)有關(guān)的物理問(wèn)題作出準(zhǔn)確的判斷。v－t圖象(屬于已知運(yùn)動(dòng)求受力)(1)根據(jù)圖象確定物體各段的加速度大小和方向(2)弄清每段與物體運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(3)對(duì)各段進(jìn)行受力分析(4)用牛頓第二定律求解F－t圖象(屬于已知受力求運(yùn)動(dòng))(1)根據(jù)圖象結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)情況明確物體在各時(shí)間段的受力情況(2)利用牛頓第二定律求出加速度(3)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求其他運(yùn)動(dòng)量a－F圖象圖象的力F是物體受到的某一個(gè)力的變化對(duì)物體加速度的影響，(1)對(duì)物體進(jìn)行全面受力分析(2)根據(jù)牛頓第二定律求其他未知力【例2】(多選)如圖甲，一物塊在t＝0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖線如圖乙所示．若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出(ACD)A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度【解析】由題圖乙可以求出物塊上升過(guò)程中的加速度為a1＝eq\f(v0,t1)，下降過(guò)程中的加速度為a2＝eq\f(v1,t1).物塊在上升和下降過(guò)程中，由牛頓第二定律得mgsinθ＋Ff＝ma1，mgsinθ－Ff＝ma2，由以上要點(diǎn)說(shuō)明重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)板書(shū)記錄筆記聽(tīng)講思考記錄筆記教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)各式可求得sinθ＝eq\f(v0＋v1,2t1g)，滑動(dòng)摩擦力Ff＝eq\f(m（v0－v1）,2t1)，而Ff＝μFN＝μmgcosθ，由以上分析可知，選項(xiàng)A、C正確．由v－t圖線中橫軸上方的面積可求出物塊沿斜面上滑的最大距離，可以求出物塊沿斜面向上滑行的最大高度，選項(xiàng)D正確．（三）連接體問(wèn)題如圖所示，物塊A的質(zhì)量是B的2倍，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若水平面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為N1；若水平面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊間的相互作用力大小為N2，試分析下列問(wèn)題?！驹O(shè)問(wèn)探究】1．A、B兩物塊的加速度有什么關(guān)系？2．如何求出A、B兩物塊的加速度？3．水平面光滑與粗糙時(shí)，物塊A、B間的相互作用力大小N1和N2的大小有什么關(guān)系？4．什么情況下對(duì)兩個(gè)物體用整體法受力分析/隔離法？5．物塊A、B間的相互作用力大小與什么因素有關(guān)？【提示】：1.由于A、B兩物塊都一起運(yùn)動(dòng)，因此兩物塊的加速度相同。2．用整體法求出整體的加速度，也就是每個(gè)物體的加速度。設(shè)B的質(zhì)量為m，則A的質(zhì)量為2m。水平面光滑時(shí)，對(duì)A、B整體分析，有a1＝eq\f(F,m＋2m)＝eq\f(F,3m)，水平面粗糙時(shí)，對(duì)A、B整體分析，有a2＝eq\f(F－f,3m)＝eq\f(F,3m)－μg。3．水平面光滑時(shí)，對(duì)A、B整體分析，有a1＝eq\f(F,m＋2m)＝eq\f(F,3m)，對(duì)B分析有N1＝ma1＝eq\f(F,3)；水平面粗糙時(shí)，對(duì)A、B整體分析有a2＝eq\f(F－f,3m)＝eq\f(F,3m)－μg，對(duì)B分析有N2＝ma2＋μmg＝eq\f(F,3)，則N1＝N2。例題引導(dǎo)分析提問(wèn)要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)思考分析分析講解聽(tīng)講思考回答筆記批注教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)4．兩個(gè)物體加速度一樣，且不需要求兩個(gè)物體之間的作用力時(shí)，應(yīng)該對(duì)整體受力分析；當(dāng)求兩物體之間的作用力或者兩物體加速度不相同時(shí)，應(yīng)該隔離分析。5．在其他條件一定的情況下，外力F越大加速度越大。而B(niǎo)物塊所受合外力為A、B之間的相互作用力，所以F越大，A、B之間相互作用力越大，但并不等于外力F。（四）連接體中的兩類(lèi)臨界問(wèn)題1.兩物體分離的臨界條件：兩物體由相接觸到將分離的臨界條件是彈力FN＝0且二者的加速度、速度均相同。2.相對(duì)靜止或相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對(duì)靜止或相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值或?yàn)榱?。【例】一彈簧一端固定在傾角為37°的光滑斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1＝4kg的物塊P，Q為一重物，已知Q的質(zhì)量為m2＝8kg，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k＝600N/m，系統(tǒng)處于靜止，如圖所示，現(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知在前0.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為恒力，求：力F的最大值與最小值。(sin37°＝0.6，g取10m/s2)【思路點(diǎn)撥】①0.2s時(shí)P、Q兩物塊恰好分離。②兩物塊分離瞬間加速度仍相同，而相互作用力恰好為零。【答案】72N36N【解析】從受力角度看，兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力恰好為0，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看，一起運(yùn)動(dòng)的兩物體恰好分離時(shí)，兩物體在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。設(shè)剛開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量為x0則(m1＋m2)gsinθ＝kx0 ①因?yàn)樵谇?.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為恒力，所以知識(shí)講解例題分析講解筆記整理聽(tīng)講筆記教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)在0.2s時(shí)，P對(duì)Q的作用力恰好為0，由牛頓第二定律知kx1－m1gsinθ＝m1a ②前0.2s時(shí)間內(nèi)P、Q向上運(yùn)動(dòng)的距離為x0－x1＝eq