02_一轮复习_牛顿运动定律

第 四 章 牛 顿 运 动 定 律 复 习高中物理必修1 1、历史上对运动和力的两种观点是.？2 、什么是理想实验？3、牛顿第一定律的内容是?如何理解？4、什么是运动状态的改变？有几种情况？5、为什么力是产生加速度的原因？6、为什么说质量是惯性的量度？ 网 络 教 学 专 家问 题 思 考 竖直上抛运动自由落体运动F0 F与v0在同一直线上F与v0成一夹角匀变速直线运动匀变速曲线运动平抛运动恒力F F=0匀速直线运动运动力牛顿运动定律变速直线运动简谐运动匀速圆周运动F的大小与相对于平衡位置的位移成正比，方向与位移相反F的大小不变，方向总与速度垂直F的方向始终与v 0在同一直线上变力F 本 章 提 要 一 、 牛 顿 第 一 定 律1.牛 顿 第 一 定 律 给 出 了 力 的 概 念 ： 力 是 改 变 物 体 运 动 状 态 的原 因 。 （ 运 动 状 态 指 物 体 的 速 度 ） 又 根 据 加 速 度 定 义 ， 有 速 度变 化 就 一 定 有 加 速 度 ， 所 以 可 以 说 ： 力 是 使 物 体 产 生 加 速 度 的原 因 。 （ 不 能 说 “ 力 是 产 生 速 度 的 原 因 ” 、 “ 力 是 维 持 速 度 的原 因 ” ， 也 不 能 说 “ 力 是 改 变 加 速 度 的 原 因 ” 。 ）2.牛 顿 第 一 定 律 给 出 了 惯 性 的 概 念 ： 一 切 物 体 都 有 保 持 原 有运 动 状 态 的 性 质 ， 这 就 是 惯 性 。 惯 性 反 映 了 物 体 运 动 状 态 改 变的 难 易 程 度 （ 惯 性 大 的 运 动 状 态 难 改 变 ） 。 质 量 是 物 体 惯 性 大小 的 量 度 。3.牛 顿 第 一 定 律 描 述 的 是 理 想 化 状 态 物 体 不 受 外 力 的 状态 。 这 和 物 体 所 受 合 外 力 为 零 有 所 区 别 。 所 以 不 能 把 牛 顿 第 一 定 律 当 成 牛 顿 第 二 定 律 的 特 例 。 网 络 教 学 专 家 问题1：弄清牛顿第二定律的矢量性。 牛顿第二定律F=ma是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 30 0 a 例2.如图所示，在箱内的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一木块。箱以加速度a匀加速上升时，箱以加速度a匀加速向左时，分别求线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2 网 络 教 学 专 家 问题2：弄清牛顿第二定律的瞬时性。牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。 L1L2 图(a)例3、如图（a）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。L1L2 图(b) 问题3：弄清牛顿第二定律的独立性。 Mm图3 当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。例4、如图3所示，一个劈形物体M放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是：A沿斜面向下的直线B抛物线C竖直向下的直线D.无规则的曲线。 问题4：弄清牛顿第二定律的同一性。加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。x求m受到的摩擦力mM 牛顿定律的应用1、类型：a已知受力F合已知一段运动（V0、Vt、S、t中的三个) 2、 步 骤（ 1） 明 确 研 究 对 象 （ 整 体 或 单 个 物 体 ） （ 2） 对 研 究 对 象 进 行 受 力 分 析 、 运 动 情 况 分 析（ 3） 研 究 对 象 在 两 个 力 作 用 下 做 加 速 运 动 ， 一 般 用 平 行四 边 形 定 则 （ 或 三 角 形 定 则 ） 解 题 ； 若 研 究 对 象 在 三 个 以上 的 力 作 用 下 做 加 速 运 动 ， 一 般 用 正 交 分 解 法 解 题 （ 注 意灵 活 选 取 坐 标 轴 的 方 向 ， 既 可 以 分 解 力 ， 也 可 以 分 解 加 速度 ） 。当 研 究 对 象 在 研 究 过 程 的 不 同 阶 段 受 力 情 况 有 变 化 时 ，那 就 必 须 分 阶 段 进 行 受 力 分 析（ 4） 列 方 程 求 解 。 例4.如图所示，质量为m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为=0.5,在与水平成=37o角的恒力F作用下从静止起向右前进t1=2s后，撤去F；又经过t2=4s物体刚好停下。求：F的大小、最大速度v、总位移s 问题5：弄清面接触物体分离的条件及应用。相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关问题。下面举例说明。例5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。 网 络 教 学 专 家 例6、如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,则F的最小值是 ，F的最大值是 。 F 问题6：分析临界问题。例7、如图所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以加速度a= 向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T= 。 a AP 45 0 问题7：必须会用整体法和隔离法解题。两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一. 例8.如图A、B两木块的质量分别为mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求A、B间的弹力FN。 例9.如图，倾角为的斜面与水平面和质量为的木块间的动摩擦因数均为，木块沿斜面加速下滑时斜面仍保持静止，求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。 V0 Mm 例10、如图所示，水平粗糙的地面上放置一质量为M、倾角为的斜面体，斜面体表面也是粗糙的有一质量为m的小滑块以初速度V0由斜面底端滑上斜面上经过时间t到达某处速度为零，在小滑块上滑过程中斜面体保持不动。求此过程中水平地面对斜面体的摩擦力与支持力各为多大 问题9：必须会分析传送带有关的问题。例13、如图所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为S，传送带与零件间的动摩擦因数为，传送带的速度恒为V，在P点轻放一质量为m的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为 SP QV ，摩擦力对零件做功为 . A B 例14、如图所示，传送带与地面的倾角=37，从A到B的长度为16，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5的物体，它与传送带之间的动摩擦因数=0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8) 问题10：必须会分析求解联系的问题。 例15、风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。如图21所示。 （1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的05倍。求小球与杆间的动摩擦因数。 （2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin370 = 06，cos370 = 08） 图21 G 典型错误之二：受力分析漏掉重力。例17、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g=10m/s2） 14.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）AB 12.如图所示，质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑。（1）要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？（2）要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动？ 11.如图31所示，质量为m的小球A用细绳悬挂于车顶板的O点，当小车在外力作用下沿倾角为30的斜面向上做匀加速直线运动时，球A的悬线恰好与竖直方向成30夹角。求：（1）小车沿斜面向上运动的加速度多大？（2）悬线对球A的拉力是多大？