2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件：第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第4節(jié).ppt

1、第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,二、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用：,1、應(yīng)用類型：,已知受力狀態(tài)a求運(yùn)動(dòng)情況（S、V、t）,2、常規(guī)解題步驟：,垂直a：平衡方程,已知運(yùn)動(dòng)情況a求受力狀態(tài),已知條件、受力分析、畫力圖（不分解）,建坐標(biāo)（沿a、垂直a），分解力,列方程：,列其他運(yùn)動(dòng)學(xué)公式方程,沿a：原始牛二方程,代入數(shù)據(jù)，解方程，討論。,斜面傾角回避45度,N = mg.cos f = mg.cos,、斜面勻速或者靜止：,、斜面有水平或豎直加速度a：,斜面問題：,物塊沿斜面上滑或者下滑,坐標(biāo)軸（加速度）沿斜面,物塊不受外力F或者F沿斜面,若物塊所受外力F不沿斜面,N mg.cos f mg.cos,物塊相對(duì)斜面靜止,

2、坐標(biāo)軸（加速度）沿水平面,N mg.cos f mg.cos,fN,三角函數(shù)解臨界極值問題：,h,L,mg,N,光滑斜面上物體的下滑運(yùn)動(dòng),F合=mgsin=ma,a=gsin,討論：、斜面高h(yuǎn)一定：,傾角，a，s，t 當(dāng)=90，物塊自由落體，下落時(shí)間最短。,討論：、斜面底L一定：,當(dāng)=45，物塊下滑時(shí)間最短。,弦運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性：,物體沿光滑弦軌道下滑運(yùn)動(dòng),F合=mgsin=ma,a=gsin,討論：、物體從最高點(diǎn)下滑：,物體從最高點(diǎn)沿任意光滑弦下滑到圓周上，時(shí)間都相等。,S=2Rsin,物體從圓周上任意任意點(diǎn)沿光滑弦下滑到最低點(diǎn)， 時(shí)間都相等。,同理,例：如下圖，傾角為的斜面體上空有一個(gè)點(diǎn)O，現(xiàn)

3、要在O點(diǎn)與斜面間架起一條光滑的導(dǎo)軌，要使O點(diǎn)靜止釋放的小球沿導(dǎo)軌下滑至斜面的時(shí)間最短，問，這條導(dǎo)軌要如何架設(shè)？,O,傳送帶問題：（V為傳送帶速度）,1、物塊輕輕放在運(yùn)動(dòng)水平傳送帶一端,V,先勻加速（a=g）后勻速（也可一直加速）,2、物塊輕輕放在運(yùn)動(dòng)傾斜傳送帶底端,先加速后勻速（也可一直加速）-tan,3、物塊輕輕放在運(yùn)動(dòng)傾斜傳送帶頂端,一直勻加速-tan,先加速后勻速（也可一直加速）-tan,先加速再加速（也可一直加速）-tan,運(yùn)算方法：代數(shù)方程、V-t圖像,3、力的獨(dú)立作用原理：,每一個(gè)力都可獨(dú)立產(chǎn)生加速度，物體總加速度由各個(gè)分加速度矢量和,條件：大部分力垂直分布，但不沿a或垂直a方向,

4、步驟：,在力的垂直分布方向上建坐標(biāo)，將a分解為ax、ay 兩坐標(biāo)上均列牛二方程：,牛頓定律特殊應(yīng)用：加速度的分解,例：如圖，質(zhì)量為80kg的物體放于安裝在小車上的水平磅秤上，沿斜面無摩擦地向下運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)觀察到磅秤示數(shù)為600N，則斜面傾角為多少？物體對(duì)磅秤的靜摩擦力為多少?,1、超重：,T（N）mg a向上,加速上升或減速下降,如：受水平方向恒力F,三、 超重與失重：,2、失重：,T（N）mg a向下,加速下降或減速上升,3、完全失重：,T（N）=0 a=g,拋體運(yùn)動(dòng),4、特殊超重：,“等效重力”沿任意方向,a相同,a大小相同，方向不同,a不同，但有聯(lián)系,四、 連接（結(jié)）體的運(yùn)動(dòng)：,1、探討依據(jù)

5、：系統(tǒng)中各物體的加速度存在聯(lián)系。,2、實(shí)例分析：,3、系統(tǒng)的內(nèi)力與外力：,系統(tǒng)內(nèi)部的作用力反作用力為內(nèi)力，內(nèi)力必成對(duì)出現(xiàn),外界對(duì)系統(tǒng)內(nèi)任何物體的作用力為外力 系統(tǒng)（重心）的運(yùn)動(dòng)加速度只由外力決定,4、系統(tǒng)法（整體與隔離法）：,隔離與整體是相對(duì)的， 整體法應(yīng)指明對(duì)象，且受力分析時(shí)不考慮內(nèi)力。,一般當(dāng)各物體加速度（大小方向）相同時(shí)，才能用整體法。,涉及系統(tǒng)內(nèi)力的問題，必須采用隔離法。,隔離法是通用的，故整體法應(yīng)優(yōu)先考慮， 一般是先整體、后隔離。,F,M,A,m,例：傾角的固定斜面上，質(zhì)量分別為M、m的兩物塊用一繩子相連，用沿斜面向上的拉力F拉動(dòng)物塊M，使兩物塊沿斜面加速運(yùn)動(dòng)，已知兩物塊與斜面摩擦因

6、數(shù)，求兩物塊間細(xì)繩的張力T。,對(duì)于整體：,隔離m：,若斜面光滑：T不變,若=0o（即水平面）：T不變,若=90o（即豎直面）：T不變,總拉力F被按質(zhì)量成比例地分配到兩物塊上,5、系統(tǒng)分離的臨界問題：,臨界條件： 兩物體的速度、加速度相等， 但相互間只接觸不形變，無彈力。,例：如下圖，一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)放在水平地面上，其勁度系數(shù)k=800N/m，Q為與輕彈簧連接的稱盤，其質(zhì)量為m=1.5kg，盤上有一物塊M=10.5kg，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)物塊M施加豎直向上的拉力F，使它從靜止開始向上勻加速運(yùn)動(dòng)，已知在前2s內(nèi)，F(xiàn)為變力，之后F為恒力，求F的最大值和最小值。,板塊問題：（板長L）,M,m,F,M

7、,m,F,M,m,V,M,m,V,M,m,V,地面光滑,脫離條件： 受力不平衡 加速度不等,獨(dú)立的受力圖 運(yùn)動(dòng)示意圖 牛二方程 相對(duì)位移L 摩擦生熱Q 動(dòng)量守恒 彈性碰撞 運(yùn)動(dòng)圖像V-t,X ,6、特殊整體法：,系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不同,定性：一動(dòng)一靜兩物體，系統(tǒng)重心的速度、加速度方向以動(dòng)者方向一致,左邊繩子剪斷，哪一端會(huì)翹起？,系統(tǒng)的超重失重：,定量：系統(tǒng)的牛二定律： F合=m1a1+m2a2+m3a3+,例：絕緣光滑水平面固定等質(zhì)量的三個(gè)帶電小球ABC，三球成一條直線，若只釋放A球，A的瞬間加速度為1m/s2，方向向左；若只釋放C，C的瞬間加速度為2m/S2，方向向右；現(xiàn)同時(shí)釋放三球，求釋放

8、瞬間B的加速度。,例：物塊m沿斜面下滑，加速度為a，斜面M不動(dòng)，求地面對(duì)斜面體的支持力和摩擦力。,豎直：Mg+mgN=may,水平：f=max,物塊靜止,物塊加速下滑或減速上滑,物塊減速下滑,摩擦力方向歸納: （Mm間動(dòng)摩擦因素為，分析地面對(duì)斜面體摩擦）,物塊勻速下滑,-無摩擦,-無摩擦,-向右,-向左,條件：物塊m不受其它外力,7、全反力法：斜面上的物塊受其它外力F的作用，定性分析地面對(duì)斜面體的摩擦力,全反力R：同一接觸面彈力與摩擦力的合力,如果物塊m受其它外力F，使m發(fā)生變速滑動(dòng)，特殊整體法不再適用！,常稱為：M對(duì)m的“作用力”,對(duì)于靜摩擦，對(duì)應(yīng)的全反力的方向（）不確定,對(duì)于動(dòng)摩擦，當(dāng)物塊

9、滑行方向不變時(shí)， 對(duì)應(yīng)全反力的方向（m）不會(huì)改變,當(dāng)彈力N有改變，滑動(dòng)摩擦力f也隨之改變，f與N成正比,物塊原來靜止于斜面：,物塊原來勻速下滑：,-地面無摩擦（整體法）,M,Mg,N,mg,N,f,R,R,m再施加向下的力F:等效于mg變大，,或施加其它方向的力F，m始終不滑動(dòng)，,地面對(duì)M的摩擦與F的水平分量平衡（整體法）,全反力沿豎直方向，地面無摩擦,m再施加任意方向的力F，m仍然下滑,此時(shí)m可以有加速度，全反力大小也可能變化,但全反力方向不變，斜面體受力圖沒有變化，地面仍無摩擦,物塊原來加速下滑：,物塊原來減速下滑：,M,Mg,N,mg,N,f,R,R,f,M,Mg,N,mg,N,f,R,

10、R,f,全反力傾斜，地面對(duì)M的摩擦向右,m再施加任意方向的力F（未畫出） m仍然下滑（可以有任意加速度),同理，全反力方向不變， 斜面體受力圖無變化 地面對(duì)M的摩擦仍向右,全反力傾斜，地面對(duì)M的摩擦向左,m再施加任意方向的力F（未畫出） m仍然下滑（可以有任意加速度),同理，全反力方向不變， 斜面體受力圖無變化 地面對(duì)M的摩擦仍向左,（一）斜面上靜止（或相對(duì)靜止）的物塊：-整體法,（二）斜面上自由運(yùn)動(dòng)的物塊（一動(dòng)一靜）：-特殊整體法,（三）斜面上受外力F的物塊沿斜面上滑：-全反力法,（四）斜面的自由物塊沿斜面下滑， 受外力F后，物塊仍沿斜面下滑：-全反力（同向）法,小結(jié)：,-地面對(duì)斜面體的摩擦

11、向右（如圖）,實(shí)驗(yàn)（4）：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律：,原理：控制變量法,實(shí)驗(yàn)器材：,小車，砝碼，小桶，砂, 細(xì)線，附有定滑輪的長木板（軌道）,墊塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電火花），紙帶, 天平及砝碼，刻度尺。,實(shí)驗(yàn)步驟:,1用天平測(cè)出小車的質(zhì)量M,2安裝器材后，小桶里放入適量的砂， 用天平測(cè)出小桶和砂總質(zhì)量m， 當(dāng)mM時(shí)，近似認(rèn)為小車的合力F、即繩子拉力大小等于mg,5數(shù)據(jù)處理：以加速度a為縱坐標(biāo)，合力F為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)并分析加速度a與合力F的關(guān)系（M一定）,3接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，利用紙帶計(jì)算小車的加速度a。（逐差法）,4保持小車質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（并用天平稱量），重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)

12、5次,7數(shù)據(jù)處理：以加速度a為縱坐標(biāo)，小車質(zhì)量倒數(shù)1/M為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)并分析加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系（F一定）,6保持小桶及砂的質(zhì)量m不變，即保持小車合力F不變，在小車上添加鉤碼改變小車質(zhì)量（并用天平稱量），重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)5次,注意事項(xiàng):,在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復(fù)移動(dòng)墊塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，表明小車受到的阻力跟它的重力下滑分力平衡（可以從紙帶打點(diǎn)均勻性判斷）,1、關(guān)于平衡摩擦力針對(duì)小車受到的空氣和軌道摩擦阻力,2、關(guān)于小車的合力,當(dāng)Mm時(shí)，,注意事項(xiàng):,3、關(guān)于加速度a與質(zhì)量成反比的證明,圖像幾何意義:,aF圖像斜率表示小車質(zhì)量倒數(shù),a1/M圖像斜率表示砂桶總重力,以直代曲,誤差分析: （系統(tǒng)誤差 OR 偶然誤差）,平衡摩擦力過度 沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小,1、不過原點(diǎn)的直線,2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯不共線彎曲圖線,軌道粗糙程度不均勻 砂桶總質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,證明：當(dāng)mM時(shí)，a-F圖像下彎（斜率變?。?但實(shí)際上,實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：某生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案來探究牛頓第二定律： （1）如圖甲所