高考物理-牛頓運動定律總復(fù)習ppt課件-新人教版

第一頁，共48頁。第一頁，共48頁?！褡灾鲗W習1．內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或狀態(tài)，直到(zhídào)有迫使它改變這種狀態(tài)為止．2．慣性：物體保持勻速直線運動狀態(tài)和狀態(tài)的性質(zhì)．靜止(jìngzhǐ)外力(wàilì)靜止第二頁，共48頁。靜止(jìngzhǐ)外力(wàilì)靜止第二頁，共48頁【特別提醒】(1)慣性是物體的固有屬性，與物體是否受力及處于(chǔyú)何種運動狀態(tài)無關(guān)．(2)質(zhì)量是慣性大小的量度．質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小．第三頁，共48頁。第三頁，共48頁。●深化(shēnhuà)拓展一、對慣性及牛頓第一定律的進一步理解1．慣性的表現(xiàn)形式(1)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動)．(2)物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度．慣性大，物體運動狀態(tài)難以改變；慣性小，物體運動狀態(tài)容易改變．第四頁，共48頁?！裆罨?shēnhuà)拓展第四頁，共48頁。2．對牛頓第一定律的進一步理解(1)明確了慣性(guànxìng)的概念牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性(guànxìng)，即物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)．(2)揭示了力的本質(zhì)牛頓第一定律對力的本質(zhì)進行了定義：力是改變運動狀態(tài)的原因，不是維持運動狀態(tài)的原因．例如：物體在阻力作用下，運動速度越來越小，直至最后停下來，這里的阻力不維持物體的運動，反而阻礙了物體的運動，改變了運動狀態(tài)．第五頁，共48頁。2．對牛頓第一定律的進一步理解第五頁，共48頁。(3)揭示了不受力作用時物體的運動規(guī)律牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中不受外力作用的物體是不存在的，當物體受外力作用，但所受合力為零時，其作用效果跟不受外力作用時相同，因此，我們(wǒmen)可以把理想情況下的“不受外力作用”理解為實際情況中的“所受合外力為零”．第六頁，共48頁。第六頁，共48頁。3．慣性定律與慣性的實質(zhì)是不同(bùtónɡ)的(1)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，與物體是否受力、受力的大小無關(guān)．(2)慣性定律(牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運動規(guī)律．第七頁，共48頁。第七頁，共48頁。【特別提醒】(1)牛頓第一定律并非實驗定律．它是以伽利略的“理想實驗”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學抽象，歸納推理而總結(jié)出來的．(2)牛頓第一定律并非牛頓第二定律的特例，而是不受任何(rènhé)外力的理想化情況．第八頁，共48頁。第八頁，共48頁?！襻槍τ?xùn)練下列關(guān)于慣性的說法正確的是()A．汽車(qìchē)受到外力時慣性消失B．汽車(qìchē)速度越大越難剎車，表明速度越大慣性越大C．在宇宙飛船中的物體處于完全失重狀態(tài)，所以沒有慣性D．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小第九頁，共48頁。第九頁，共48頁。解析：慣性是物體的固有屬性；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，慣性與物體所處的運動狀態(tài)無關(guān)(wúguān)，與物體是否受力及受力大小無關(guān)(wúguān)，所以選項A、B、C均錯，正確選項為D.答案：D第十頁，共48頁。第十頁，共48頁?！褡灾鲗W習一、牛頓第二定律1．內(nèi)容：物體的加速度與所受的成正比，跟物體的成反比，加速度的方向跟合力(hélì)的方向．2．表達式：F合＝.3．力的單位：當質(zhì)量的單位是kg、加速度的單位是m/s2時，力的單位就是N，即1N＝.合力(hélì)質(zhì)量(zhìliàng)相同ma1kg·m/s2第十一頁，共48頁。合力(hélì)質(zhì)量(zhìliàng)相同ma1kg·m/4．適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性(guànxìng)參考系，即相對于地面或勻速直線運動的參考系．(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子等)、運動(遠小于光速)的情況．靜止(jìngzhǐ)低速(dīsù)第十二頁，共48頁。靜止(jìngzhǐ)低速(dīsù)第十二頁，共48頁?！裆罨卣箤εｎD(niúdùn)第二定律的進一步理解牛頓(niúdùn)第二定律明確了物體的受力情況和運動情況之間的定量關(guān)系．聯(lián)系物體的受力情況和運動情況的橋梁是加速度．可以由以下角度進一步理解牛頓(niúdùn)第二定律.第十三頁，共48頁。第十三頁，共48頁。同向性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a同向正比性m一定時，a∝F瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻，即a為某時刻的加速度時，F(xiàn)為該時刻物體所受合力因果性F是產(chǎn)生a的原因，物體具有加速度是因為物體受到了力同一性有三層意思：①加速度a相對于同一慣性系(一般指地面)②F＝ma中，F(xiàn)、m、a對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)③F＝ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位第十四頁，共48頁。同向性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a同向正比性m一定獨立性①作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律②物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和③合力和加速度在各個方向上的分量也遵從牛頓第二定律，即：Fx＝max，F(xiàn)y＝may局限性①只適用于宏觀、低速運動的物體，不適用于微觀、高速運動的粒子②物體的加速度必須是相對于地球靜止或勻速直線運動的參考系(慣性系)而言的第十五頁，共48頁。獨立性①作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二【特別提醒】(1)應(yīng)用牛頓第二定律求a時，可以先求F合，再求a，還可以先求各個力的加速度，再合成求出合加速度．(2)獨立性原理(yuánlǐ)是牛頓第二定律正交分解法的基礎(chǔ)，根據(jù)獨立性原理(yuánlǐ)，把物體所受的各力分解在相互垂直的方向，在這兩個方向分別列牛頓第二定律方程．這就是牛頓第二定律的正交分解法．第十六頁，共48頁。第十六頁，共48頁。●針對訓(xùn)練一個木塊放在水平(shuǐpíng)面上，在水平(shuǐpíng)拉力F的作用下做勻速直線運動，當水平(shuǐpíng)拉力為2F時木塊的加速度大小是a，則水平(shuǐpíng)拉力為4F時，木塊的加速度大小是()A．a(chǎn)B．2aC．3aD．4a第十七頁，共48頁。第十七頁，共48頁。解析：木塊在豎直方向上受到重力和支持力的作用．這兩個力始終平衡，在研究水平方向加速度時可不考慮．當水平拉力為F時木塊恰好做勻速直線運動，所以阻力大小(dàxiǎo)也為F，當水平拉力為2F時，由牛頓第二定律有F合＝2F－F＝ma得質(zhì)量m＝，當水平拉力為4F時，加速度為a4F＝a＝3a，選C.答案：C第十八頁，共48頁。第十八頁，共48頁?！褡灾鲗W習二、牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小，方向，作用在直線上．2．表達式：F＝－F′.3．對牛頓第三定律的理解(1)作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)，作用在兩個不同的物體上，各自產(chǎn)生其效果，永遠(yǒngyuǎn)不會抵消．(2)物體間相互作用力既可以是接觸力，也可以是場力．相等(xiāngděng)相反(xiāngfǎn)一條第十九頁，共48頁。相等(xiāngděng)相反(xiāngfǎn)一條第十九(3)作用力與反作用力有“三同，三不同”．“三同”是：①大小相同；②性質(zhì)相同；③出現(xiàn)、存在(cúnzài)、消失的時間相同．“三不同”是：①方向不同；②作用的對象不同；③作用的效果不同．第二十頁，共48頁。第二十頁，共48頁?！裆罨?shēnhuà)拓展作用力和反作用力與平衡力的比較內(nèi)容作用力和反作用力平衡力受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存，不可單獨存在；同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失無依賴關(guān)系，撤除一個力，另一個力可依然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力，也可以是不同性質(zhì)的力大小、方向大小相等、方向相反，作用在一條直線上大小相等、方向相反，作用在一條直線上第二十一頁，共48頁?！裆罨?shēnhuà)拓展內(nèi)容作用力和反作用力平衡力受力物【特別提醒】牛頓(niúdùn)第三定律只對相互作用的兩個物體成立，因為大小相等、方向相反、作用在兩個物體上且作用在同一直線上的兩個力，不一定是作用力和反作用力．第二十二頁，共48頁。第二十二頁，共48頁?！襻槍τ?xùn)練如圖所示，一物體被一根輕繩懸掛(xuánguà)在天花板下處于靜止狀態(tài)，以下說法正確的是()A．物體所受重力與物體對繩子的拉力是一對平衡力B．物體拉繩子的力與物體受到的拉力大小相等、方向相反C．天花板拉繩子的力是由于繩子發(fā)生形變后試圖恢復(fù)原狀而產(chǎn)生的D．物體所受重力與繩子對物體的拉力是一對作用力和反作用力第二十三頁，共48頁?！襻槍τ?xùn)練第二十三頁，共48頁。解析：A選項，一對平衡力是作用在同一物體上，而物體所受重力跟物體對繩子的拉力不是作用在同一物體上，A不對．B選項，作用力與反作用力大小相等，方向相反，B正確，C選項，要明確(míngquè)彈力的產(chǎn)生原因：天花板拉繩子的力是由于天花板發(fā)生了形變后試圖恢復(fù)原狀而對繩子產(chǎn)生拉力作用，C不對．物體所受重力與繩子對物體的拉力是一對平衡力，D不對．答案：B第二十四頁，共48頁。第二十四頁，共48頁?！褚?guī)律方法(1)變化瞬間力未能變的情況，像彈簧(tánhuáng)、橡皮條、皮筋等物質(zhì)兩端連接其他物體時，若其一端受力有變化，則不會引起這些物質(zhì)上的力立即發(fā)生變化，原因是它們的形變需要一定的時間．(2)變化瞬間力發(fā)生突變的情況，像用繩、線、硬的物質(zhì)連接物體時，當其連接物體的受力發(fā)生變化時，將會引起繩、線等物質(zhì)上力的變化．第二十五頁，共48頁?！褚?guī)律方法第二十五頁，共48頁?！纠?】如圖所示，長方體木塊A與B用一輕彈簧相連，豎直放在長方體木塊C上，三者靜置于水平(shuǐpíng)地面上，它們的質(zhì)量之比是1:2:3.設(shè)所有接觸面均光滑，在沿水平(shuǐpíng)方向迅速抽出木塊C的瞬間，A和B的加速度的大小分別是多少？[分析]注意判斷在C被抽出瞬間，哪些力存在？哪些力不存在？哪些力會突變？哪些力不會突變？第二十六頁，共48頁。第二十六頁，共48頁。[解析]由于接觸面均光滑，C又沿水平方向運動，所以A、B在水平方向上均無運動，也無加速度．豎直方向上在C與B分離的瞬間，A、B均在原位置，彈簧(tánhuáng)未來得及恢復(fù)形變，仍保持原來的彈力大小F＝mg，式中m為A的質(zhì)量，只是C對B的彈力變?yōu)榱悖鶕?jù)牛頓第二定律有對A：F－mg＝maA，aA＝0對B：F＋2mg＝2maB，aB＝g，方向向下即A、B的加速度的大小分別為0和g.[答案]0g第二十七頁，共48頁。[解析]由于接觸面均光滑，C又沿水平方向運動，所以A、B在[總結(jié)提升]本題中對A、B的加速度的求解，關(guān)鍵是分析C被抽出前后(qiánhòu)它們的受力情況及其變化．第二十八頁，共48頁。第二十八頁，共48頁。(2009·深圳調(diào)研)如圖所示，用傾角為30°的光滑木板AB托住質(zhì)量為m的小球，小球用輕彈簧系住，當小球處于靜止(jìngzhǐ)狀態(tài)時，彈簧恰好水平．則當木板AB突然向下撤離的瞬間 ()第二十九頁，共48頁。(2009·深圳調(diào)研)如圖所示，用傾角為30°的光滑木板AA．小球?qū)㈤_始(kāishǐ)做自由落體運動B．小球?qū)㈤_始(kāishǐ)做圓周運動C．小球加速度大小為gD．小球加速度大小為答案：D第三十頁，共48頁。第三十頁，共48頁?！褚?guī)律方法如何利用牛頓定律解題？1．利用牛頓定律解題的一般方法(1)合成法若物體只受到兩個力作用而產(chǎn)生加速度時，應(yīng)用力的合成法較簡單，注意合外力方向就是(jiùshì)加速度方向．解題時只要知道合外力的方向，就可知道加速度的方向，反之亦然，解題時要準確畫出力的平行四邊形，然后利用幾何關(guān)系進行求解．第三十一頁，共48頁。第三十一頁，共48頁。(2)正交分解法當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法解題，多數(shù)情況下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上，此時(cǐshí)有Fx＝ma，F(xiàn)y＝0，特殊情況下分解加速度比分解力更簡單．第三十二頁，共48頁。第三十二頁，共48頁。2．利用牛頓定律解題的一般步驟(1)首先依據(jù)題目的已知條件和待求量選擇好研究對象；(2)用隔離法對確定的對象進行(jìnxíng)受力分析并畫出受力圖；(3)進行(jìnxíng)運動分析、找出加速度并建立沿加速度方向和垂直于加速度方向的正交坐標系；第三十三頁，共48頁。2．利用牛頓定律解題的一般步驟第三十三頁，共48頁。(4)將各力正交分解，沿加速度所在的軸列出牛頓第二定律方程(fāngchéng)，另一軸列出平衡方程(fāngchéng)，還應(yīng)列出力與力之間的關(guān)系的輔助方程(fāngchéng)或?qū)⑴ｎD第二定律F合＝ma正交分解為：ΣFx＝maxΣFy＝may(5)代入數(shù)值求解．第三十四頁，共48頁。第三十四頁，共48頁?！纠?】(2009·昆明診斷)質(zhì)量(zhìliàng)為m的三角形木楔A置于傾角為θ的固定斜面上，它與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，一水平力F作用在木楔A的豎直面上，在力F的推動下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑動，如圖所示，則F的大小為 ()第三十五頁，共48頁?！纠?】(2009·昆明診斷)質(zhì)量(zhìliàng)為m第三十六頁，共48頁。第三十六頁，共48頁。[解析]首先對物體(wùtǐ)進行受力分析，如圖所示，然后將物體(wùtǐ)所受各力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，可得方程組，即第三十七頁，共48頁。[解析]首先對物體(wùtǐ)進行受力分析，如圖所示，然后[答案]D[總結(jié)提升](1)當物體的受力情況較復(fù)雜時，可根據(jù)物體所受力的具體情況和運動(yùndòng)情況建立合適的直角坐標系，利用正交分解法來解．(2)在建立直角坐標系時，不管選哪個方向為x軸的正方向，所得結(jié)果都是一樣的，但在選坐標系時，為使解題方便，盡量減少矢量的分解．第三十八頁，共48頁。第三十八頁，共48頁。如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小球穿在斜桿上，斜桿與水平方向成θ＝30°角，球與桿間的動摩擦因數(shù)(yīnshù)為，小球受到豎直向上的拉力F＝20N，則小球沿桿上滑的加速度的大小為__________________．(g取10m·s－2)第三十九頁，共48頁。第三十九頁，共48頁。解析：對小球進行受力分析，因桿對球的支持力FN的方向未知，可設(shè)垂直桿斜向上為正方向．如圖所示．則Fcosθ＋FN－mgcosθ＝0①解得：FN＝mgcosθ－Fcosθ＝負號說明(shuōmíng)FN垂直桿斜向下．Fsinθ－mgsinθ－Ff＝ma②Ff＝μ|FN|③由②、③得：a＝2.5m/s2故小球沿桿上滑的加速度為2.5m/s2.答案：2.5m/s2第四十頁，共48頁。解析：對小球進行受力分析，因桿對球的支持力FN的方向未知，可【例3】如圖所示．彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住質(zhì)量為m的物體．現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體一直可以運動到B點．如果物體受到的阻力恒定(héngdìng)，則()A．物體從A到O先加速后減速B．物體從A到O做加速運動，從O到B做減速運動C．物體運動到O點時所受合力為零D．物體從A到O的過程加速度逐漸減小第四十一頁，共48頁?！纠?】如圖所示．彈簧左端固定，第四十一頁，共48頁。[思路(sīlù)點撥]對物體進行過程分析、受力分析，進而分析其加速度、速度的變化．第四十二頁，共48頁。第四十二頁，共48頁。解析]物體(wùtǐ)從A到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合力向右，隨著物體(wùtǐ)向右運動，彈力逐漸減小，合力也逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體(wùtǐ)的速度逐漸增大，當物體(wùtǐ)向右運動至AO間某點(設(shè)為O′)時，彈力減小到等于阻力，物體(wùtǐ)所受合力為零，加速度為零，速度達到最大．此后，隨著物體(wùtǐ)繼續(xù)向右移動，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃螅罯