高中物理人教版必修1教案《牛顿运动定律》7

111期末复习3期末复习课（三） 第三章 牛顿定律一、知识结构二、重点难点（一）正确理解牛顿第一定律的意义以及惯性的概念牛顿第一定律包含了三层意思：1牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说力不是维持物体运动状态的原因）；2一切物体都有保持直线运动或静止的特性（即一切物体都有惯性）；3外力是迫使物体改变运动状态的原因惯性是中学物理中一个重要的概念惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态以及受力情况无关惯性的大小表现在外力使物体的运动状态改变时的难易程度例如要让运动速度大小相同的一辆汽车和一列火车停下来，若它们受到的阻力大小相同，则让火车停下来要比汽车困难得多，是因为火车的质量比汽车要大得多，惯性也就比汽车大得多（二）正确理解牛顿第二定律的瞬时性与矢量性对于一个质量一定的物体来说，它在某一时刻加速度的大小和方向，只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定当它受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义例如，物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止，这说明物体受到的合外力为零若突然撤去力F2，而力F1保持不变，则物体将沿力F1的方向加速运动这说明，在撤去力F2后的瞬时，物体获得了沿力F1方向的加速度a1撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1，而同时发生的是物体的加速度由零变为a1所以，物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的在理解牛顿第二定律时，必须明确加速度的方向是由合外力的方向决定的也就是说加速度的方向总是与合外力的方向一致的，而物体的速度方向与合外力的方向并不存在这样的关系当物体做匀加速直线运动时，其速度方向与合外力的方向一致；当物体做匀减速直线运动时，其速度方向便与合外力的方向相反 例如：如图1所示一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关（三）深刻理解运动和力的关系牛顿运动定律揭示了物体运动和物体受到的外力的关系，运动和力的关系是自然界中反映物体机械运动的普遍规律之一，也是中学物理内容中重要的规律之一它是整个中学物理内容的基础牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系，即物体运动的加速度是由合外力决定的但是物体究竟做什么运动，不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关比如一个正在向东运动的物体，若受到向西方向的外力，物体即具有向西方向的加速度，则物体向东做减速运动，直至速度减为零后，物体在向西方向的力的作用下，将向西做加速运动由此说明，物体受到的外力决定了物体运动的加速度，而不是决定了物体运动的速度，物体的运动情况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同决定的（四）注意掌握运用牛顿运动定律解决问题的方法有关运用牛顿运动定律解决的问题常常可以分为两种类型：1已知物体的受力情况，要求物体的运动情况如物体运动的位移、速度及时间等2已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案运用牛顿第二定律解决问题的一般步骤是：1确定研究对象；2分析物体的受力情况和运动情况，画出被研究对象的受力分析图；3国际单位制统一各个物理量的单位；4根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解三、例题精讲【例1】 如图所示平台的质量为M，人的质量为m滑轮的质量不计，人释放绳索使平台以加速度a(ag)下降，求此时人对平台的压力此题主要目的是让同学们通过练习进一步体会选择研究对象的四个要点首先选择整体为研究对象，把滑轮、平台和人整体看成一个加速上升的质点，通过牛顿第二定律求出吊滑轮的总外力(Mg+mg)-F=(M+m)a再转移研究对象，以人为研究对象使平台对人向上作用力成为人受的外力mg-F/2-N=ma求出N以后，提醒学生所求的力是N的反作用力，还要用到牛顿第三定律【例2】质量分别为m1和m2的1和2两长方体物块并排放在水平面上，在水平向右的力F作用下，沿水平面加速运动，如图所示，试就下面两种情况，求出物体1对物体2的作用力T（1）水平面光滑（2）两物块与水平面间的动摩擦因数相同分析与解答（1）以整个装置为研究对象，它们的加速度为a，则再以物块2为研究对象，物块1对2的作用力T，有（2）与上述过程相同以整个装置为研究对象，它们的加速度为a，则再以物块2为研究对象，物块1对2的作用力T，有T-m2g=m2a两种情况的结论相同，这是因为与“光滑”情况相比较，两物块在运动方向上都各增加了一个力，而这个力是与两物块的质量成正比出现的，两物块的加速度为此改变了相同的值，并非它们之间相互作用力改变造成的；反之，若两物块之间的相互作用力发生了变化，两物块在相反方向上改变了相同的值，为此它们的加速度将一个增加，一个减小，不可能再一起运动了这与事实不符另外，1998年高考有一道类似的试题：题中给出物块1的质量为2m，与水平面间的摩擦不计，物块2的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为，同样在水平力F作用下加速运动，求物块1对物块2的作用力解的步骤依然是：（3）以整个装置为研究对象，它们的加速度为a，则再以物块2为研究对象，物块1对2的作用力T，有T-m2g=m2a所以 F=（M+m）g（tan+）四、反馈练习1某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见： A力是使物体产生运动的原因B力是维持物体运动速度的原因C力是使物体产生加速度的原因D力是使物体惯性改变的原因2 如图，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则： AA对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的BA对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的C绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力DA受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力3如图所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kgA、B间动摩擦因数=0.2A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，下述中正确的是（g=10m/s2） A当拉力F12N时，A静止不动B当拉力F12N时，A相对B滑动C当拉力F=16N时， B受A摩擦力等于4ND无论拉力F多大，A相对B始终静止4如图所示，物体m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑动，设加速度为a1；若只在物体m上再放上一个物体m，则m与m一起下滑的加速度为a2；若只在m上施加一个方向竖直向下，大小等于mg的力F，此时m下滑的加速度为a3，则 A当a1=0时，a2=a3且一定不为零B只要a10，a1=a2a3C不管a1如何，都有a1=a2=a3D不管a1如何，都有a1a2=a35物体质量为m，以初速度v0竖直上抛设物体所受空气阻力大小不变，已知物体经过时间t到达最高点求：（1）物体由最高点落回原地要用多长时间？（2）物体落回原地的速度多大？111