教科版高中物理必修第一冊第4章牛頓運動定律整合課件

本

章

整

合第四章內(nèi)容索引0102知識網(wǎng)絡·系統(tǒng)構(gòu)建重點題型·歸納剖析知識網(wǎng)絡·系統(tǒng)構(gòu)建重點題型·歸納剖析一傳送帶模型1.水平傳送帶(勻速運動)2.傾斜傳送帶(1)一個關(guān)鍵點:對于傾斜傳送帶,分析物體受到的最大靜摩擦力和重力沿斜面方向的分力的關(guān)系是關(guān)鍵。(2)兩種情況①如果最大靜摩擦力小于重力沿斜面的分力,傳送帶只能下傳物體,兩者共速前的加速度大于共速后的加速度,方向沿傳送帶向下。②如果最大靜摩擦力大于重力沿斜面的分力,不論上傳還是下傳物體,物體都是先做勻加速直線運動,共速后做勻速直線運動。【例題1】

某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上,傳送帶與地面的夾角θ=30°,傳送帶兩端A、B的距離L=10m,傳送帶以v=5m/s的恒定速度勻速向上運動。在傳送帶底端A輕放上一質(zhì)量m=5kg的貨物,貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)

。求貨物從A端運送到B端所需的時間。(g取10m/s2)答案:3s解析:以貨物為研究對象,由牛頓第二定律得μmgcos30°-mgsin30°=ma,解得a=2.5

m/s2在解決傳送帶問題中的注意點在確定研究對象并進行受力分析之后,首先判定摩擦力突變(含大小和方向)點,給運動分段。傳送帶傳送的物體所受摩擦力,不論是其大小的突變,還是其方向的突變,都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相等的時刻。物體在傳送帶上運動時的極值問題,不論是極大值,還是極小值,也都發(fā)生在物體速度與傳送帶速度相等的時刻。v物與v傳相同的時刻是運動分段的關(guān)鍵點,也是解題的突破口。

【變式訓練1】

如圖所示,水平方向的傳送帶以4m/s的恒定速度順時針轉(zhuǎn)動,其兩端A、B間的距離為7m。一物塊從B端以5m/s的速度滑上傳送帶,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2。在物塊從滑上傳送帶至離開傳送帶的過程中,物塊的速度隨時間變化的圖像是圖中的(

)答案:B二滑塊—滑板模型滑板—滑塊模型的三個基本關(guān)系

這些關(guān)系就是解題過程中列方程所必需的關(guān)系,各種關(guān)系找到了,自然也就容易列出所需要的方程式?！纠}2】

如圖所示,質(zhì)量m0=8kg的小車停放在光滑水平面上,在小車右端施加一水平恒力F1=16N,當小車向右運動速度達到3m/s時,在小車的右端輕放一質(zhì)量為m=2kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,g取10m/s2,問:(1)小物塊剛放上小車時,小物塊及小車的加速度各為多大?(2)經(jīng)過多長時間物塊停止與小車的相對運動?(小車足夠長)(3)小物塊從放在車上開始經(jīng)過t0=3s所通過的位移是多少?(4)達到相同速度時,若水平恒力立即變?yōu)镕2=25N,請通過計算說明物塊是否會從小車左端掉下。答案:(1)4m/s2

1m/s2

(2)1s

(3)13.2m

(4)見解析解析:(1)物塊:μmg=ma1,得a1=4

m/s2小車:F1-μmg=m0a2,得a2=1

m/s2。(2)物塊在小車上停止相對滑動時,物塊與小車的速度相同則有:a1t1=v0+a2t1得t1=1

s?！咀兪接柧?】質(zhì)量為m的長木板放在光滑的水平面上,質(zhì)量為

的物塊放在長木板上,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若對物塊施加水平拉力,如圖(a)所示,使物塊能從長木板上滑離,需要的拉力至少為F1;若對長木板施加水平拉力,如圖(b)所示,也使物塊能從長木板上滑離,需要的拉力至少為F2,則

為(

)(a)(b)答案:A解析:設物體與長木板間的動摩擦力因數(shù)為μ,水平拉力作用在物塊上,物塊和長木板剛要滑動時,對整體,根據(jù)牛頓第二定律有:水平拉力作用在長木板上時,物塊和長木板剛要滑動時,對整體,根據(jù)牛頓第二定律有:三多過程問題1.當題目給出的物理過程較復雜,由多個過程組成時,要明確整個過程由幾個子過程組成,將過程合理分段,找到相鄰過程的聯(lián)系點并逐一分析每個過程。聯(lián)系點:前一過程的末速度是后一過程的初速度,另外還有位移關(guān)系、時間關(guān)系等。2.注意:由于不同過程中力發(fā)生了變化,所以加速度也會發(fā)生變化,所以對每一過程都要分別進行受力分析,分別求加速度?！纠}3】

假設在發(fā)射火箭過程中,首先由火箭助推器提供推力,使火箭上升到30km高空時,速度達到1.2km/s,然后助推器脫落,向上減速運動后下落回地面進行回收。火箭助推器運動過程中所受地球引力可視為不變,且等于在地球表面時的重力,助推器脫落后運動過程中,受到的阻力大小恒為助推器重力的,g取10m/s2,求:(1)助推器能上升到距離地面的最大高度;(2)助推器落回地面的速度大小和助推器從脫落到落回地面經(jīng)歷的時間。答案:(1)9×104m

(2)1200m/s

250s解析:(1)火箭加速上升的高度為:h1=3×104

m助推器脫落時的速度為:v1=1.2×103

m/s助推器脫落后向上做減速運動,阻力大小為:f=0.2mg根據(jù)牛頓第二定律,有:mg+f=ma2根據(jù)運動學公式,有:v1=a2t2整理代入數(shù)據(jù),得:h2=6×104

mt2=100

s助推器上升的最大高度為:h=h1+h2=9×104

m

【變式訓練3】

如圖所示,在傾角θ=37°的足夠長的固定的斜面底端有一質(zhì)量m=1.0kg的物體。物體與斜面間動摩擦因數(shù)μ=0.25,現(xiàn)用輕細繩拉物體由靜止沿斜面向上運動。拉力F=10N,方向平行于斜面向上。經(jīng)時間t=4.0s繩子突然斷了,求:(1)繩斷時物體的速度大小;(2)物體離出發(fā)點的最大距離;(3)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間。(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2)答案:(1)8.0m/s

(2)20m

(3)4.2s解析:(1)物體向上運動的過程中,受拉力F、斜面支持力N、重力mg和摩擦力f,如圖所示,設物體向上運動的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律有:F-mgsinθ-f=ma1又f=μNN=mgcosθ解得:a1=2.0

m/s2t=4.0

s時物體的速度大小為:v1=a1t=8.0

m/s(2)繩斷時物體距斜面底端的位移為:,繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運動,設運動的加速度大小為a2,受力如圖所示,則根據(jù)牛頓第二定律有:mgsinθ+f=ma2解得:a2=8.0

m/s2物體勻減速運動的時間為:(3)