教科版高中物理必修第一册精品课件 第四章 牛顿运动定律 本章整合.pptVIP

;一、动力学的两类基本问题

1.应用牛顿第二定律的分析流程图

受力分析或运动分析是关键;求解加速度是解决问题的纽带:从动力学角度,;2.应用牛顿第二定律的解题步骤

(1)取对象:根据题意和解题方便确立研究对象;

(2)画受力图:用整体法或隔离法分析研究对象的受力,并画出受力图;

(3)明过程:分析对象的运动状态和过程,并标出速度和加速度方向;

(4)定方向:选取正方向或建立坐标系,通常以加速度方向或以速度方向为某一坐标轴的正方向;

(5)列方程:F合=ma或Fx=max,Fy=may;

(6)解方程:统一单位,代入数据求解。必要时还要对结果进行讨论。;典例1如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10N,刷子的质量为m=0.5kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4m,g取10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:

(1)刷子沿天花板向上的加速度;

(2)工人把刷子从天花板底端由静止开始推到顶端所用的时间。;解析(1)以刷子为研究对象,受力分析如图所示

设滑动摩擦力为f,天花板对刷子的弹力为N,由牛顿第二定律得

(F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma

代入数据,得a=2m/s2。

(2)由运动学公式,得L=at2

代入数据,得t=2s。

答案(1)2m/s2(2)2s;二、牛顿运动定律与图像结合的问题

动力学中常见的图像有F-t图像、a-t图像、F-a图像等。

(1)对于F-a图像,首先要根据具体的物理情境,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距的意义,从而由图像给出的信息求出未知量。

(2)对于a-t图像,要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程。

(3)对于F-t图像要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质。;典例2(多选)(2021江西南昌高一期末)如图甲所示,一轻弹簧下端固定在水平面上,上端放置一小物体(不粘连),小物体处于静止状态。现对小物体施一竖直向上的拉力F,使小物体向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示,a、b、c??为已知量,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内。则下列结论正确的是();答案ABD;三、传送带问题分析

1.水平传送带

(1)若物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度,则该物体一直做匀变速直线运动;

(2)若物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带的相同,则物体先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动。

2.倾斜传送带

对于沿倾斜传送带由静止开始斜向下运动的物体,分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键。;典例3(2021江苏淮安中学高一期末)如图所示,足够长的传送带与水平面间的夹角为θ,传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端无初速度放置一小木块,木块与传送带间的动摩擦因数μtanθ,下列图像中能反映木块的速度v随时间t变化关系的是();答案C

解析开始阶段,木块所受滑动摩擦力沿传送带向下,由牛顿第二定律知mgsinθ+μmgcosθ=ma1,因此a1=gsinθ+μgcosθ,小木块加速到和传送带速度相等时,由于μtanθ,即mgsinθμmgcosθ,则小木块不会匀速运动,小木块会继续加速,滑动摩擦力变为沿传送带向上,由牛顿第二定律知mgsinθ-μmgcosθ=ma2,因此a2=gsinθ-μgcosθ,可知a2a1,又因为v-t图像的斜率表示加速度,C正确。;四、滑板—滑块问题

牛顿运动定律在滑板—滑块类问题中的应用实质是牛顿运动定律与运动学等知识的综合问题。求解时应先仔细审题,分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。;典例4(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则();解析A、B之间的最大静摩擦力fmax=μmAg=2μmg,A、B即将发生相对滑动时对B受力分析可得2μmg-μ·3mg=ma,解得a=μg,B与地面间的最大静摩擦力为fmax=μ(mA+mB)g=μmg,对A、B整体有F-fmax=(m+2m)