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,欢迎进入物理课堂,第三单元考纲展示,牛顿运动定律是经典物理学中最基本、最重要的规律，也是高考命题的热点高考对本单元的命题特点是：1主要考查惯性的概念、运动和力的关系、超重和失重、运用牛顿定律分析和计算等内容考题覆盖面大、综合性强，经常结合运动学、电场、图象等知识综合命题2以生产、生活实际为背景，联系交通、体育、科技信息等命题是高考的趋势，考查运用知识的能力和解决实际问题的能力,第三单元复习策略,本单元是经典力学的基础，建议复习时重点突破以下两点：1理解概念规律：特别是注意理解惯性、超重和失重、牛顿运动定律等重要的概念和规律2掌握解题方法：能全面准确地对研究对象进行受力分析和运动分析,第三单元复习策略,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,1牛顿第一定律是正确认识力和运动关系的基础，牛顿第三定律揭示了物体间相互作用的规律，是解决多个物体的力学问题必须用到的物理定律本讲的重点是理解牛顿第一、第三定律及能用它们分析、解决有关问题，通过本讲的复习要使学生能够正确认识力和运动关系，准确理解惯性、作用力与反作用力的概念，正确区分惯性与力、一对相互作用力与平衡力,第12讲编读互动,2本讲教学可以按下面的思路安排：(1)通过例1及变式题理解牛顿第一定律及惯性的概念，学习如何利用惯性分析、解决日常生活中见到的有关现象；(2)通过例2及变式题理解牛顿第三定律，学会区分相互作用力与平衡力；(3)通过例3及变式题学会利用牛顿第三定律分析、解决多物体间相互作用问题.,第三单元编读互动,一、牛顿第一定律一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力_它改变这种状态二、惯性1.定义：一切物体都有保持_状态或_状态的性质2.惯性的量度：_是物体惯性大小的唯一量度_大的物体惯性大，_小的物体惯性小3.普遍性：惯性是物体固有的属性，一切物体都有惯性.,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,匀速直线运动,静止,迫使,匀速直线运动,静止,质量,质量,质量,三、牛顿第三定律1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_，方向_，作用在_2.表达式：F甲对乙F乙对甲，负号表示_3.意义：揭示了相互作用力的关系,相等,相反,同一直线上,方向相反,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,1.牛顿第一定律的意义(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质(2)揭示了力的本质力是改变运动状态的原因，不是维持运动状态的原因例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力,探究点一对质点、参考系概念的理解,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,(3)指出了不受力作用时物体的运动规律该定律揭示了物体不受任何外力时的运动状态，而不受外力的物体是不存在的，因此该定律描述的是一种理想情况物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把它当成牛顿第二定律在F0时的特例2.对惯性的理解(1)惯性的表现形式物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变.,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,(2)惯性的量度质量是惯性的唯一量度，惯性与物体的受力情况、运动状态等其他因素无关温馨提示：(1)牛顿第一定律是以伽利略理想实验为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的，它不是实验定律(2)惯性不是力，它和力是两个不同的概念(3)惯性定律与惯性不同惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体的受力情况、运动快慢无关，惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,例12010晋中模拟在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献以下选项中符合他们观点的是()A.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方B.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大则速度就越大C.两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢D.一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,A解析人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，由于惯性，人具有起跳时车的速度，但由于车是加速的，故人将落在起跳点的后方，这正是伽利略、牛顿的观点，亚里士多德却认为力是维持物体运动的原因，物体受力大运动就快，所以才有轻的物体下落较慢及静止状态才是物体不受力时的“自然状态”等错误看法只有A选项是伽利略、牛顿的观点，故只有A正确,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,点评对物理学史中物理学家的基本观点，高考偶有考查，但都比较简单关键是要仔细审题，防止出现低级失误对于惯性概念的考查，如果情景较为复杂，惯性的效果不够明显，也可能是求解的难点，如下面的变式题,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是()A.人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B.人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D.人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方,变式题,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,解析人竖直向上高高跳起后，由于惯性，跳起时具有与车厢相同的速度，所以当人在静止的或沿直线匀速前进的车厢内跳起后，均将落在车厢内原来的位置；而在沿直线加速前进的车厢内，将落在起跳点的后方；在沿直线减速前进的车厢内，将落在起跳点的前方,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,C,探究点二对牛顿第三定律的理解,牛顿第三定律给出了力的作用的相互性，明确了作用力和反作用力的关系对牛顿第三定律的理解要做好以下两方面的比较,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,1.作用力和反作用力的比较,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,2.作用力与反作用力和一对平衡力的区别,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,例22010年6月跳水世界杯上吴敏霞、何姿在女子双人3米板上夺冠据统计，双人项目自1995开始进入跳水世界杯，至今九届比赛共36枚金牌中，中国队共夺得了其中的33个冠军，展示了在双人项目上的强势如图121所示为运动员跳水前的起跳动作下列说法不正确的是()A.运动员受到弹力的直接原因是跳板发生了形变B.运动员所受的支持力和重力不是一对平衡力C.运动员能跳得高的原因之一，是因为她对板的作用力远大于板对她的作用力D.运动员能跳得高的原因之一，是因为板对她的作用力大于她的重力,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,图121,C解析跳板发生了形变，要恢复原状，则要对运动员产生向上的弹力，A正确运动员所受的支持力和重力大小不相等，不是一对平衡力，B正确运动员能跳得高的原因之一，是因为板对她的作用力大于她的重力，C错误、D正确,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,点评不能错误地认为：运动员能跳得高，原因是运动员对板的作用力远大于板对运动员的作用力，实际上此二力是一对作用力与反作用力，二者大小相等诸如此类的错误观点如：马拉车，车前进的原因是马拉车的力大于车拉马的力；鸡蛋碰石头，鸡蛋碎的原因是石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力等,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,变式题,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,解析大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,B,点评做物理题要依据物理规律，本题研究的是两个物体之间的相互作用力的关系，解答时应根据牛顿第三定律分析，绝不能根据日常生活中的一些片面的表面经验解题，如本题现象中认为大人对小孩的拉力大于小孩对大人的拉力,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,探究点三利用牛顿第三定律转换研究对象,求解某力时，如果直接研究其受力物体，因受力情况复杂或未知量太多，不能求解时，可以反过来求其反作用力，然后再根据牛顿第三定律求解这样，牛顿第三定律会起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更广阔例如：人从高处跳下，求落地瞬间人对地面的平均作用力，可以通过求落地瞬间地面对人的平均作用力来实现,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,点评箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力，因此只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案请看下面以生活实际为背景的变式题.,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,变式题,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,第12讲牛顿第一定律、牛顿第三定律,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,1本讲重点是让学生理解牛顿第二定律，并教会学生利用牛顿第二定律处理动力学两类基本问题，涉及传送带的动力学问题是本讲的难点2本讲教学可以按下面的思路安排：(1)复习时要让学生深刻理解牛顿第二定律的瞬时性、矢量性、独立性等特性，强化受力分析和正交分解法的思想，让学生知道加速度是联系力和运动的桥梁在分析传送带问题时，可先带领学生分析水平传送带上的物体的受力和运动情况，再分析倾斜传送带上物体的受力和运动情况，最后让学生总结规律，概括该类问题的处理方法,第13讲编读互动,(2)通过例1加深学生对牛顿第二定律的理解；(3)通过例2及变式题让学生理解牛顿第二定律的瞬时性，知道弹簧、弹性绳的弹力不可突变而不可伸长的细绳弹力可以突变；(4)通过例3及变式题学会用正交分解法求加速度，并能解决运动情况和受力情况互求的问题；(5)通过例4及变式题教会学生分析放在水平、倾斜传送带上物体的受力情况和运动情况，学会处理传送带上的动力学问题.,第13讲编读互动,第13讲牛顿第二定律,一、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度的大小跟_成正比，跟物体的_成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2.公式：Fma.3.物理意义：它表明了力是改变物体_的原因，不是_物体运动的原因4.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速运动的参考系),作用力,质量,运动状态,维持,(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况二、动力学两类问题,第13讲牛顿第二定律,三、力学单位制由_单位和_单位一起组成了单位制基本物理量共七个，其中力学有三个，它们是_、_、_，它们的单位分别是_、_、_.,基本,导出,质量,时间,长度,kg,s,m,第13讲牛顿第二定律,探究点一对牛顿第二定律的理解,牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系，联系物体受力情况和运动情况的桥梁是加速度可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律：1.同体性：在表达式中，m、F合、a都应是同一个研究对象的对应量(1)若研究对象为单个物体，则满足F合ma；(2)若研究对象为多个物体，则满足F合m1a1m2a2m3a3(一维情况下),第13讲牛顿第二定律,2.瞬时性：加速度和合外力具有瞬时对应关系，它们总是同增同减同生同灭3.同向性：加速度与合外力的方向时刻保持一致4.独立性：若物体受多个力的作用，则每一个力都能独自产生各自的加速度，并且任意方向均满足F合ma，在两个相互垂直的方向进行正交分解，则有：,第13讲牛顿第二定律,例12010龙岩模拟设想能创造一理想的没有摩擦力和流体阻力的环境，用一个人的力量去推一万吨巨轮，则从理论上可以说()A.巨轮惯性太大，所以完全无法推动B.一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度C.由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的加速度D.一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个速度,第13讲牛顿第二定律,B解析力和加速度具有瞬时对应性，巨轮虽然质量很大，但只要有力作用在巨轮上，就可产生加速度；由于巨轮加速度很小，短时间内速度不可能明显地增大B正确,点评因巨轮质量很大，所以推力产生的加速度很小，但不能误认为巨轮不能产生速度，加速度和速度是两个不同的概念由Fma知物体的加速度和合外力之间存在瞬间一一对应关系，物体的加速度和合外力总是同时产生、同时消失、同步变化由vtv0at知，速度的改变需经历一定的时间，所以物体的速度不能突变，力和速度没有瞬时对应性,第13讲牛顿第二定律,探究点二动力学的两类基本问题,1.两类基本问题运用牛顿运动定律研究力和运动的关系时，它包括两类基本问题：(1)已知物体的受力情况，确定物体的运动情况(即知道物体受到的全部作用力，运用牛顿第二定律求出加速度，如果再知道物体的初始运动状态，运用运动学公式就可以求出物体的运动情况任意时刻的位置、速度以及运动的轨迹)(2)已知物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力(即知道物体的运动情况，运用运动学公式求出物体的加速度，再运用牛顿第二定律推断或求出物体的受力情况),第13讲牛顿第二定律,2.动力学问题解题思维框图,第13讲牛顿第二定律,3应用牛顿运动定律解题的一般步骤(1)认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型(2)选取研究对象所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象(3)分析研究对象的受力情况和运动情况,第13讲牛顿第二定律,(4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数方法进行运算(6)求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,例22010四川卷质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s.耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆的质量不计且与水平面的夹角保持不变求：(1)拖拉机的加速度大小(2)拖拉机对连接杆的拉力大小(3)时间t内拖拉机对耙做的功,(2)设连接杆对拖拉机的拉力为F1，拖拉机受力如图所示，由牛顿第二定律得：,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,点评本题作为典型的力学问题，考查了牛顿力学的基本解题方法第(1)问直接由匀变速直线运动的公式代入求解即可，第(2)问在第(1)问的基础上已知加速度求力，关键是要正确分析受力并运用牛顿第二定律，结合牛顿第三定律求解如果已知物体的受力情况，也可利用匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律求运动情况，请看变式题,第13讲牛顿第二定律,变式题,2010海南模拟如图132甲所示，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F，在03s内F的变化如图132乙所示，图中F以mg为单位，重力加速度g10m/s2.整个系统开始时静止(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；(2)画出03s内木板和物块的vt图象，据此求03s内物块相对于木板滑过的距离,第13讲牛顿第二定律,解析(1)设木板和物块的加速度分别为a和a，在t时刻木板和物块的速度分别为vt和vt，木板和物块之间摩擦力的大小为f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得fmafmg，当vtvt时，vt2vt1a(t2t1)Ff2mavt2vt1a(t2t1),第13讲牛顿第二定律,(1)4m/s4.5m/s4m/s4m/s4m/s4m/s(2)如图所示2.25m,由上述各式与题给条件得v14m/s，v1.54.5m/s，v24m/s，v34m/sv24m/s，v34m/s(2)物块与木板运动的图象如图所示在03s内物块相对于木板的距离等于木板和物块图线下的面积之差，即图中阴影部分的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25m，下面的三角形面积为2m，因此s2.25m.,第13讲牛顿第二定律,探究点三牛顿第二定律的瞬间性问题,1.对牛顿第二定律的瞬时性理解物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变；或合外力变为零，加速度也立即变为零；如果物体的合外力发生突变，则对应加速度也发生突变2.物体所受合外力能否突变的决定因素物体所受合外力能否发生突变，决定于施力物体的性质，具体可以简化为以下几种模型：(1)钢性绳(或接触面)认为是一种不发生明显形变就能,第13讲牛顿第二定律,产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理(2)弹簧(或橡皮绳)此种物体的特点是形变量大两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，其形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变,第13讲牛顿第二定律,3.与弹簧相关的瞬时问题常见情景图例,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,例3如图133所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有(),第13讲牛顿第二定律,点评弹簧的弹力不能在瞬间发生突变，所以木块1所受支持力和木块2所受压力不变，我们可以分别分析木板抽出前后木块1、2的受力情况，再根据牛顿第二定律分析加速度请分析下面的变式题，注意绳所受的弹力可以突变.,第13讲牛顿第二定律,变式题,第13讲牛顿第二定律,解析当剪断P的瞬间，由于弹簧还来不及缩短，弹簧弹力不变，球A受重力和弹簧弹力均向下，合力为2mg，A的加速度为2g，球B的受力不变，仍处于平衡状态，加速度为零剪断Q之前，球A受重力、绳的拉力和弹簧弹力，三力平衡；剪断瞬间，弹簧弹力消失，球A只受重力和绳的拉力，此时绳的拉力发生突变，与球的重力平衡，所以球A的加速度为零当剪断Q的瞬间，由于弹簧还来不及缩短，弹簧弹力不变，球B的受力不变，仍处于平衡状态，其加速度仍为零,第13讲牛顿第二定律,C,探究点四涉及传送带的动力学问题,传送带问题为高中动力学问题中的难点，主要表现在两方面：其一，传送带问题往往存在多种可能结论的判定，即需要分析确定到底哪一种可能情况会发生；其二，决定因素多，包括滑块与传送带动摩擦因数大小、斜面倾角、滑块初速度、传送带速度、传送方向、滑块初速度方向等这就需要考生对传送带问题能做出准确的动力学过程分析下面是最常见的几种传送带问题模型，供同学们参考,第13讲牛顿第二定律,1.水平传送带动力学问题图解,第13讲牛顿第二定律,2.倾斜传送带动力学问题图解,第13讲牛顿第二定律,例4如图135所示，传送带与地面的倾角37，从A到B的长度为16m，传送带以v010m/s的速度逆时针转动在传送带上端无初速放一个质量为0.5kg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？(sin370.6，cos370.8，g取10m/s),图135,第13讲牛顿第二定律,2s解析开始阶段，传送带对物体的滑动摩擦力平行传送带向下，物体由静止开始加速下滑，受力如图甲所示；由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,第13讲牛顿第二定律,点评传送带传送的物体所受摩擦力可能发生突变，突变发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻本题中，当tan时，物体的速度达到传送带的速度后，将与传送带相对静止一起匀速运动，当tan时，物体在获得与传送带相同的速度后仍继续加速,第13讲牛顿第二定律,上例中，(1)若物体在传送带上可以留下划痕，求划痕的长度(2)若传送带顺时针转动，则物体从A运动到B所需的时间又是多少？,变式题,第13讲牛顿第二定律,(1)5m(2)4s解析(1)物体加速至传送带的速度时，传送带前进的位移为：s1vt110m，而物体的位移s25m，物体相对于传送带向上前进的距离为s1s1s25m物体的速度大于传送带的速度后，传送带前进s3vt110m，物体前进s411m，物体相对于传送带向下滑行s2s4s31m，所以物体在传送带上划痕的长为s15m.(2)若皮带顺时针转动，则滑块与皮带运动方向始终相反，滑块与皮带不可能有等速时刻，所以摩擦力无突变现象，所以整个过程物体对地匀加速运动16m.agsin37gcos372m/s2据sat2得t4s,第13讲牛顿第二定律,第14讲牛顿运动定律的应用,第14讲牛顿运动定律的应用,1本讲是牛顿运动定律的具体应用，重点要让学生理解超重、失重的概念，学会用整体法与隔离法解决连接体问题、用极限法分析临界问题，并能应用牛顿第二定律解决多物体、多过程问题等2通过本讲复习训练，让学生对牛顿运动定律的应用做到得心应手(1)通过例1和变式题进一步理解超、失重现象，学会用超重、失重观点分析问题；,第14讲编读互动,(2)通过例2和变式题进一步理解整体法与隔离法的解题思想，学会用整体法与隔离法解决连接体问题；(3)通过例3和变式题学会用极限法分析临界问题；(4)通过例4和变式题学会分析力和运动的关系，并能熟练应用牛顿运动定律解决多物体、多过程问题,第14讲编读互动,一、超重和失重(完全失重),第14讲考点整合,大于,竖直向上,小于,竖直向下,零,重力加速度g,第14讲考点整合,二、连接体问题1.连接体：运动中几个物体或叠放在一起，或并排挤放在一起，或用细绳、细杆连接在一起的物体组常见的连接体一般具有加速度大小相同的特点，常见的题型有：已知内力求外力；已知外力求内力2.解决这类问题的基本方法：_法和隔离法,整体,探究点一超重与失重,超重和失重问题属于高考命题热点，常以选择题的形式考查，也可作为计算题的一部分考查目标对此类问题的分析主要是理解好超重和失重的本质及其特征(详见下表),第14讲要点探究,第14讲要点探究,第14讲要点探究,第14讲要点探究,例12010浙江卷如图141所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力,第14讲要点探究,例1A解析本题考查牛顿运动定律的应用A、B组成的整体做竖直上抛运动，只受重力，处于完全失重状态，所以A、B之间没有作用力，A对,第14讲要点探究,点评很多学生误认为，上升过程中A对B的压力大于A物体受的重力，错误的根本原因是没有弄清判断物体处于超重、失重状态的关键是分析其加速度方向，而不是运动方向，试通过下面的变式题仔细体会判断超重、失重的方法.,第14讲要点探究,变式题,2010年10月1日18时59分57秒“嫦娥二号”探测卫星在西昌卫星发射中心发射升空，卫星由长征三号丙火箭直接发射至地月转移轨道，经三次近月制动，顺利进入轨道高度为100公里的圆形环月工作轨道，发射取得圆满成功关于“嫦娥二号”的发射和运行，下列说法正确的是(),第14讲要点探究,A.“嫦娥二号”由长征号丙火箭运载加速离地升空时，处于失重状态B.“嫦娥二号”近月制动时，处于失重状态C.“嫦娥二号”在离月100公里圆形环月工作轨道稳定运行时，处于平衡状态D.“嫦娥二号”在离月100公里圆形环月工作轨道稳定运行时，处于完全失重状态,第14讲要点探究,D,解析“嫦娥二号”由长征三号丙火箭运载加速离地升空时，其加速度向上，处于超重状态，A错误；近月制动时，“嫦娥二号”减速奔向月球，加速度向上，处于超重状态，B错误；“嫦娥二号”在离月100公里圆形环月工作轨道稳定运行时，处于完全失重状态，C错误，D正确,探究点二多研究对象系统的动力学问题,对涉及多个研究对象的动力学问题的分析，尤其是对于由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统的动力学问题，要特别注意合理选取研究对象常用的方法有整体法和隔离法，这两种方法在学习平衡问题时均已用到,第14讲要点探究,(1)整体法是将一组连接体作为一个整体看待，牛顿第二定律F合ma中，F合是整体受的合外力，只分析整体所受的外力即可(连接体的相互作用力属内力，可不分析)，简化了受力分析(2)隔离法在求解连接体的相互作用力时采用，将某个部分从连接体中分离出来，其他部分对它的作用力则作为外力出现温馨提示：隔离法与整体法不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成,第14讲要点探究,第14讲要点探究,例2如图142所示，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,第14讲要点探究,第14讲要点探究,点评B受力较少，隔离B分析较为方便本题的这个结论还可以推广到水平面粗糙时(A、B与水平面间的动摩因数相同)；也可以推广到沿斜面方向推A、B向上加速的问题，有趣的是，答案是完全一样的，请同学们自己推导一下,第14讲要点探究,变式题1,2011海淀模拟如图143所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上A、B质量分别为6.0kg和2.0kg，A、B之间的动摩擦因数为0.2.在物体A上施加水平方向的拉力F，开始时F10N，此后逐渐增大，在增大到45N的过程中，以下判断正确的是()A.两物体间始终没有相对运动B.两物体间从受力开始就有相对运动C.当拉力F12N时，两物体均保持静止状态D.两物体开始没有相对运动，当F18N时，开始相对滑动,第14讲要点探究,A解析首先以A、B整体为研究对象受力如图甲所示，在水平方向只受拉力F，根据牛顿第二定律列方程F(mAmB)a再以B为研究对象，如图乙所示，B水平方向受摩擦力fmBa当Ff为最大静摩擦力时，a6m/s2此时F(mAmB)a48N.由此可以看出，当F48N时A、B间的摩擦力达不到最大静摩擦力，也就是说，A、B间不会发生相对运动所以A选项正确,第14讲要点探究,变式题2,2011黄冈模拟如图144所示，质量为m10kg的两个相同的物块A、B(它们之间用轻绳相连)放在水平地面上，在方向与水平面成37角斜向上、大小为100N的拉力F作用下，以大小为v4.0m/s的速度向右做匀速直线运动，求剪断轻绳后物块A在水平地面上滑行的距离(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8),第14讲要点探究,探究点三动力学中的临界与极值问题,临界和极值问题是物理中的常见题型，结合牛顿运动定律求解的也很多，临界是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，例如：平衡物体(a0)的平衡状态即将被打破而还没有被打破的瞬间；动态物体(a0)的状态即将发生突变而还没有突变的瞬间(临界状态也可归纳为加速度即将发生突变的状态)在这个转折点上，系统的一些物理量达到极值临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变，能否用变化的观点正确分析其运动规律是求解这类题目的关键，而临界点的确定是基础，确定临界点一般用极端分析法，即把问题(物理过程)推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件，应用牛顿第二定律列出极端情况下的方程求解,第14讲要点探究,第14讲要点探究,例3如图145所示，一质量为0.2kg的小球系着静止在光滑的倾角为53的斜面上，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，当斜面以10m/s2加速度水平向右做匀加速直线运动时，求线对小球的拉力和斜面对小球的弹力(g10m/s2),第14讲要点探究,第14讲要点探究,点评用极限法(分别设加速度为无穷大或零)把加速度推到两个极端，分析小球的两种可能状态，其临界状态就是小球仍与斜面接触但与斜面间无弹力，找出两种状态的分界点是解决本题的切入点,第14讲要点探究,变式题,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的物块，有一水平的木板将物块托住，并使弹簧处于自然长度，如图146所示现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加速向下移动，经过多长时间木板与物块分离？,第14讲要点探究,探究点四复杂动力学问题,首先，动力学问题的复杂性体现在两个方面，一是研究对象的复杂性，即研究对象众多，二是研究过程的复杂性，即运动过程众多一般分为三种情况，即单研究对象的多过程问题、多研究对象的单过程问题、多研究对象的多过程问题其次，动力学问题的复杂性体现在受力环境的复杂性上再次，只要过程多就存在运动过程的临界情况，只要研究对象多，就存在两物体之间接触或运动关系的临界，也会造成难点,第14讲要点探究,突破运动过程的复杂性，主要是要依据“程序法”处理问题：(1)将题目涉及的物理问题合理地分解为几个彼此相对独立、又相互联系的过程(2)对各个物理过程进行受力分析及运动状态分析(3)再根据各个过程遵从的物理规律逐个建立方程(4)最后通过各过程把相关联的物理量联系起来突破研究对象的复杂性，主要是要注意研究对象的选取与变换突破临界情况的复杂性，主要是要搞清临界条件的物理意义,第14讲要点探究,第14讲要点探究,例4【2009江苏卷】航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2kg，动力系统提供的恒定升力F28N试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18s时到达高度H64m求飞行器所受阻力f的大小(2)第二次试飞，飞行器飞行t26s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力求飞行器能达到的最大高度h.(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.,第14讲要点探究,(1)4N(2)42m(3)2.1s,第14讲要点探究,点评飞行器共经历四个运动阶段，每个阶段受力不同，加速度不同，关键应对物体不同的运动阶段做出正确的受力分析，应用牛顿第二定律列出相应的方程，在应用匀变速直线运动公式时，要善于挖掘各运动阶段之间的联系对单物体多过程问题，由各阶段的受力情况确定运动性质是基础，找到连接各阶段运动的物理量(速度)是关键作出物体整个运动过程的运动示意图，可使问题的分析与求解较为直观,第14讲要点探究,第14讲要点探究,变式题,在地面上方足够高的地方，存在一个高度d0.30m的“相互作用区域”(图147中划有虚线的部分)一小圆环A套在一条均匀直杆B上，A和B的质量均为m，开始时A处于B的最下端，B竖直放置A距“相互作用区域”的高度h0.20m，让A和B一起由静止开始下落，它们之间的滑动摩擦力f0.5mg.当A进入“相互作用区域”时，A受到方向向上的恒力F作用，F2mg，“相互作用区域”对杆B不产生作用力不计空气阻力，取重力加速度g10m/s2.,第14讲要点探究,(1)求杆B刚离开“相互作用区域”时的速度(2)假如杆B着地前A和B的速度相同，求这一速度的大小(设杆B在下落过程中始终保持竖直且足够长),第14讲要点探究,(1)3m/s(2)4m/s,第14讲要点探究,第15讲本单元实验,第15讲本单元实验,1本讲重点复习用控制变量法探究加速度a与力F、质量M的关系，要让学生理解实验的原理，掌握实验操作的技巧，教会学生灵活运用图象处理实验数据的方法2本讲教学可以按下面的思路安排：(1)在讲清实验目的、原理、器材和步骤前提下，重点要让学生搞清控制变量法的应用、如何平衡摩擦力、系统误差产生的原因及控制方法、实验数据的正确处理等，并适当进行一些相关实验的设计和开放性实验的训练,第15讲编读互动,(2)通过例1让学生掌握本实验操作的技巧，知道操作过程中的注意事项(3)通过例2及变式题学会如何处理实验数据、理解该实验的系统误差和偶然误差产生的原因，并考虑在什么情况下可以减小系统误差(4)通过例3及变式题掌握同类实验的拓展与创新，学会求解拓展创新实验题的思路,第15讲编读互动,1.实验目的(1)学会用_法探究加速度a与力F、质量M的关系(2)掌握灵活运用图象处理问题的方法2.实验原理本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持_不变，研究a和F的关系，再保持_不变，研究a和M的关系3.实验器材一端有定滑轮的长木板、_、复写纸片和纸带、小车、小盘、_、天平、砝码、刻度尺、导线,第15讲考点整合,控制变量,实验验证牛顿运动定律,M,F,低压交流电源,电磁打点计器,4.实验步骤(1)用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数值记录下来(2)把实验器材安装好(3)平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂沙桶的小车刚好在斜面上保持_直线运动为止(4)将沙桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码,第15讲考点整合,匀速,(5)保持_的质量不变，改变沙桶中的沙的多少，重复步骤(4)，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，将记录的数据填写在表格内(6)建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系中描点，画出相应的图线，探究a与F的关系(7)保持_的质量不变，改变小车的质量(在小车上增减砝码)，重复上述步骤(5)、(6)，探究a与M的关系,第15讲考点整合,小车,沙及小桶,探究点一实验原理与实验操作,1.实验原理控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法这也是物理学中研究问题时经常采用的方法,第15讲要点探究,第15讲要点探究,2.实验操作时的注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把重物系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动(2)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和砝码盘应在平衡摩擦力之后,第15讲要点探究,(3)改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量一般来说，砝码盘和盘内砝码的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%.(4)改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车,第15讲要点探究,第15讲要点探究,例1图151是某同学做验证牛顿第二定律的实验时正要打开电源进行实验的情况指该同学的几个错误,(1)未平衡摩擦力；(2)应使用低压交流电源；(3)拉小车的细线应与木板平行；(4)小车应靠近打点计时器；(5)打点计时器应置于木板右端,第15讲要点探究,点评本实验中，平衡摩擦力是重要的一步，如果没有平衡摩擦力，小车的加速度就不能与拉力F成正比，导致实验失败使用直流电源则无法让打点计时器正常工作每次实验时，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源,第15讲要点探究,第15讲要点探究,变式题,在验证牛顿第二定律的实验中，以下说法正确的是()A.平衡摩擦力时，重物应用细线通过定滑轮系在小车上B.实验中始终保持小车和砝码的质量略大于重物的质量C.实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力,D解析平衡摩擦力时，纸带必须连好，细线则不能系在小车上，故A错，D对；小车和砝码的总质量应远大于重物的质量，故B错；若横坐标表示小车和车内砝码的总质量，则aM图是双曲线，不是直线，故C错,第15讲要点探究,探究点二数据处理与误差分析,第15讲要点探究,第15讲要点探究,第15讲要点探究,第15讲要点探究,例22009江苏卷“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图152甲所示,第15讲要点探究,(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图152乙所示计时器打点的时间间隔为0.02s从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离该小车的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字),第15讲要点探究,(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表所示：,第15讲要点探究,请根据实验数据在图153中作出aF的关系图象,(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点请说明主要原因,第15讲要点探究,(1)0.16(0.15也对)(2)如图所示(3)未计入砝码盘的重力,第15讲要点探究,解析(1)由题意知：连续两个计数点的时间间隔为T0.1s、连续相邻相等时间内的位移差s(3.683.52)102m由saT2可得加速度a0.16m/s2.(也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度a0.15m/s2)(2)设好刻度建立坐标，根据数据确定各点的位置，将各点用一条直线连起来，延长交于坐标轴某一点，即为aF的关系图象如图所示(3)图线与纵坐标相交而不过原点，说明当不挂砝码时，小车有加速度，即未计入砝码盘的重力,第15讲要点探究,点评作图时要充分利用好坐标纸且使图线倾斜程度合适(以与水平方向夹角45左右为宜)本题中F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s2较合适观察描出的各数据点，可以看出本题中各点大体在一条直线上，由于误差的存在，不可将各数据点直接连起来，应使这些点尽可能地对称分布在直线的两侧，然后作出实验结果图,第15讲要点探究,变式题,“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图154甲所示(1)在小车某次运动过程中，打出了一条纸带如图154乙所示计时器打点的时间间隔为0.02s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，并量出了相邻计数点之间的距离该小车的加速度a_m/s2.(结果保留三位有效数字),第15讲要点探究,(2)一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定，探究加速度与小车(包括车中砝码)质量M的关系，以下做法正确的是(),第15讲要点探究,第15讲要点探究,(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，二位同学根据各自的实验数据分别作出的aF图线如图155甲、乙所示，对这两图的分析正确的是(),第15讲要点探究,A.甲图图线不通过原点，可能是因为计算F时未计入砝码盘的重力B.甲图图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力C.乙图图线的弯曲部分，是因为小车的质量太大D.乙图图线的弯曲部分，是因为盘中的砝码总质量太大,第15讲要点探究,(1)1.66(或1.65)(2)B(3)A,探究点三同类实验拓展与创新,本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器借助计算机来处理,第15讲要点探究,第15讲要点探究,例3如图156所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间(st)图象和速率时间(vt)图象整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g9.8m/s2，结果可保留一位有效数字),第15讲要点探究,(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的vt图线如图157所示从图线可得滑块A下滑时的加速度a_m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响_(选填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”),第15讲要点探究,(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律实验时，通过改变_可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变_，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系,第15讲要点探究,第15讲要点探究,第15讲要点探究,变式题,如何利用如图158所示的斜面和两台完全相同的小车通过实验来研究加速度与外力的关系？(两长木板长度相等且小车和木板之间的摩擦阻力很小，可以忽略不计),第15讲要点探究,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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