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文檔簡介

1.溫故自查研究某一時刻物體的

突變的關(guān)系稱為力和運動的瞬時問題,簡稱“瞬時問題”.“瞬時問題”常常伴隨著這樣一些標志性詞語:“瞬時”、“突然”、“猛地”、“剛剛”等.受力運動2.考點精析1.變化瞬間、力未能變像彈簧、橡皮條、皮筋等,這些物體連接其他物體.當其它力有變化的瞬間引不起這些物體上的力立即變化.原因是彈簧上的彈力F=kx,x的變化需要一定時間,故瞬間x沒有來得及變化,故彈力沒來得及變化.3.2.變化瞬間、力發(fā)生突變像繩、線、硬的物體連接(或直接作用)的物體,當其他力變化時,將會迅速引起繩、線等物上力的變化.這種情況下,繩上力的變化較復(fù)雜,需要根據(jù)物體下一步的運動趨勢來分析判斷.4.溫故自查1.超重現(xiàn)象當物體具有

的加速度時,這個物體對支持物的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)

它所受的重力,稱為超重現(xiàn)象.2.失重現(xiàn)象當物體具有

的加速度時,這個物體對支持物的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)

它所受的重力,稱為失重現(xiàn)象.當a=g時,F(xiàn)=0,此為

狀態(tài).向上大于向下小于完全失重5.考點精析1.超重:物體的加速度方向是豎直向上的.物體并不一定是豎直向上做加速運動,也可以是豎直向下做減速運動.失重:物體的加速度方向是豎直向下的.物體既可以是向下做加速運動,也可以是向上做減速運動.2.盡管物體不在豎直方向上運動,但只要其加速度在豎直方向上有分量,即ay≠0就可以.當ay方向豎直向上時,物體處于超重狀態(tài);當ay方向豎直向下時,物體處于失重狀態(tài).6.3.當物體處于完全失重狀態(tài)時,重力只產(chǎn)生使物體具有a=g的加速度效果,不再產(chǎn)生其他效果.4.處于超重和失重狀態(tài)下的液體的浮力公式分別為F?。溅裋排(g+a)和F?。溅裋排(g-a);處于完全失重狀態(tài)下的液體F浮=0,即液體對浸在液體中的物體不再產(chǎn)生浮力.7.對超重和失重的理解應(yīng)當注意以下幾點:(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時,物體的重力始終存在,大小也沒有變化.(2)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的大小和方向.(3)在完全失重的狀態(tài)下,平時一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等.8.溫故自查1.概念(1)研究物理問題時把所研究的對象作為一個整體來處理的方法稱為

法.(2)研究物理問題時把所研究的對象從整體中隔離出來進行獨立研究,最終得出結(jié)論的方法稱為

法.

整體隔離9.2.基本特征(1)采用整體法時,不僅可以把幾個物體作為整體,也可以把幾個物理過程作為一個整體,采用整體法可以避免對整體內(nèi)部進行繁瑣的分析,常常使問題解答更簡便、明了.(2)采用隔離法時,可以把整個物體隔離成幾個部分來處理,也可以把整個過程隔離成幾個階段來處理,還可以對同一個物體,同一過程中不同物理量的變化進行分別處理.采用隔離法能排除研究對象無關(guān)的因素,使事物的特征明顯地顯示出來,從而進行有效的處理.10.考點精析1.運用整體法解題的基本步驟(1)明確研究的系統(tǒng)或運動的全過程.(2)畫出系統(tǒng)的受力圖和運動全過程的示意圖.(3)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.11.2.運用隔離法解題的基本步驟(1)明確研究對象或過程、狀態(tài),選擇隔離對象.選擇原則:一是包含待求量,二是所選隔離對象和所列方程數(shù)盡可能少.(2)將研究對象從系統(tǒng)中隔離出來,或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運動的全過程中隔離出來.(3)對隔離出的研究對象、過程、狀態(tài)分析研究,畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運動過程示意圖.(4)尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.12.注意整體和局部是相對統(tǒng)一、相輔相成的.隔離法與整體法,不是相互對立的,一般問題的求解中,隨著研究對象的轉(zhuǎn)化,往往兩種方法交叉運用,相輔相成.所以,兩種方法的取舍,并無絕對的界限,必須具體分析,靈活應(yīng)用.無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(即中間未知量的出現(xiàn),如非待求的力,非待求的中間狀態(tài)或過程等)的出現(xiàn)為原則.13.命題規(guī)律判斷超重、失重現(xiàn)象.會計算超重、失重的大小,能解釋有關(guān)實際生活中的超重、失重現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,完全失重的理解及產(chǎn)生的條件.14.[考例1]一個質(zhì)量為70kg的人乘電梯下樓.快到此人要去的樓層時,電梯以3m/s2的加速度勻減速下降(如圖(a)),求這時他對電梯地板的壓力.(取g=10m/s2)15.[解析]人在重力mg和支持力FN的合力作用下,以3m/s2的加速度豎直向下做勻減速直線運動(如圖(b)).此時加速度方向向上,仍取豎直向上為正方向,根據(jù)牛頓第二定律可得FN-mg=ma所以FN=m(a+g)=70×(3+10)N=910N根據(jù)牛頓第三定律,人對地板的壓力大小也等于910N,方向豎直向下.[答案]910N方向豎直向下16.如圖所示,臺秤上有一裝水容器,容器底部用一質(zhì)量不計的細線系住一個空心小球,體積為1.2×10-3m3,質(zhì)量為1kg.這時臺秤的讀數(shù)為40N;剪斷細線后,在小球上升的過程中,臺秤的讀數(shù)是多少?(ρ水=1×103kg/m3)17.[解析]剪斷細線后,空心小球加速上升,處于超重狀態(tài),根據(jù)牛頓第二定律得ρ水gV-mg=ma.解得空心小球的加速度為18.在空心小球加速上升的同時,同體積的“水球”以同樣大小的加速度向下流動填補小球原來占據(jù)的空間.處于失重狀態(tài),該“水球”的質(zhì)量為m′=ρ水V=1.2kg.這時臺秤對容器的支持力為F=40N+ma-m′a=40N+1×2N-1.2×2N=39.6N.根據(jù)牛頓第三定律,臺秤所受的壓力(即臺秤的讀數(shù))為F′=40N+ma-m′a=39.6N.[答案]39.6N19.命題規(guī)律利用整體法和隔離法分析求解多物體間的相互作用力,或能根據(jù)受力情況求其運動情況.20.[考例2](2009·瑞安中學(xué)月考)如圖所示,在水平地面上有A、B兩個物體,質(zhì)量分別為mA=3.0kg和mB=2.0kg,它們與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.10.在A、B之間有一原長l=15cm、勁度系數(shù)k=500N/m的輕質(zhì)彈簧將它們連接.現(xiàn)分別用兩個方向相反的水平恒力F1、F2,同時作用在A、B兩物體上,已知F1=20N,F(xiàn)2=10N,取g=10m/s2.當運動達到穩(wěn)定時,求:21.(1)A和B共同運動的加速度;(2)A、B之間的距離(A和B均可視為質(zhì)點).[解析](1)A、B組成的系統(tǒng)在運動過程中所受摩擦力為Ff=μ(mA+mB)g=5.0N設(shè)運動達到穩(wěn)定時系統(tǒng)的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有F1-F2-Ff=(mA+mB)a解得a=1.0m/s222.(2)以A為研究對象,運動過程中所受摩擦力FfA=μmAg=3.0N設(shè)運動達到穩(wěn)定時所受彈簧的彈力為FT,根據(jù)牛頓第二定律有F1-FfA-FT=mAa解得FT=14N所以彈簧的伸長量Δx=FT/k=2.8cm因此運動達到穩(wěn)定時A、B之間的距離為x=l+Δx=17.8cm.[答案](1)1.0m/s2(2)17.8cm23.如圖所示,在光滑的桌面上疊放著一質(zhì)量為mA=2.0kg的薄木板A和質(zhì)量為mB=3kg的金屬塊B.A的長度L=2.0m.B上有輕線繞過定滑輪與質(zhì)量為mC=1.0kg的物塊C相連.B與A之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力.忽略細線質(zhì)量及細線與滑輪間的摩擦.起始時令各物體都處于靜止狀態(tài),繩被拉直,B位于A的左端(如圖),然后放手,求經(jīng)過多長時間B從A的右端脫離(設(shè)A的右端距滑輪足夠遠)(取g=10m/s2).24.[解析]以桌面為參考系,令aA表示A的加速度,aB表示B、C的加速度,xA和xB分別表示t時間內(nèi)A和B移動的距離,則由牛頓定律和勻加速運動的規(guī)律可得mCg-μmBg=(mC+mB)aBμmBg=mAaA25.xB-xA=L由以上各式,代入數(shù)值,可得t=4.0s.[答案]4.0s26.命題規(guī)律能準確分析臨界狀態(tài)及條件,能利用數(shù)學(xué)方法求極值問題,考查利用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力.27.[考例3]如圖,物體A的質(zhì)量m=1kg,靜止在光滑水平面上的平板車B的質(zhì)量為M=0.5kg,平板車長為L=1m.某時刻A以v0=4m/s向右的初速度滑上平板車B的上表面,在A滑上平板車B的同時,給平板車B施加一個水平向右的拉力.忽略物體A的大小,已知A與平板車B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2.試求:28.(1)若F=5N,物體A在平板車上運動時相對平板車向前滑行的最大距離;(2)如果要使A不至于從平板車B上滑落,拉力F大小應(yīng)滿足的條件.[解析](1)物體A滑上平板車B以后,物體做勻減速運動,平板車做勻加速運動,兩者速度相同時,物體A在平板車上相對平板車向前滑行的距離最大.由牛頓第二定律,對物體A有:29.μmg=maA得aA=μg=2m/s2.對平板車B有:F+μmg=MaB, ①得aB=14m/s2,兩者速度相同時,有v0-aAt=aBt,得t=0.25s,30.此時物體A相對平板車向前滑行的距離最大Δs=sA-sB=0.5m.(2)物體A不從車右端滑落的臨界條件是A到達B的右端時,A、B具有共同的速度v1,物體A加速度aA不變由②③式,可得aB=6m/s2,代入①式得F=MaB-μmg=1N.31.若F<1N,則A滑到B的右端時,速度仍大于B的速度,于是將從小車B的右端滑落.當F較大時,在A到達B的右端之前,就與B具有相同的速度,之后,A必須相對B靜止,才不會從B的左端滑落.即有F=(M+m)am,μmg=Mam,解之得F=3N.若F大于3N,A就會從小車B的左端滑下.綜上,力F應(yīng)滿足的條件是1N≤F≤3N.[答案](1)0.5m(2)1N≤F≤3N32.[總結(jié)評述]臨界問題的解法一般有三種方法:(1)極限法:在題目中如出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語時,一般隱含著臨界問題,處理這類問題時,應(yīng)把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,達到盡快求解的目的.(2)假設(shè)法:有些物理過程中沒有明顯出現(xiàn)臨界問題的線索,但在變化過程中可能出現(xiàn)臨界問題,也可能不出現(xiàn)臨界問題,解答這類題,一般用假設(shè)法.(3)數(shù)學(xué)方法:將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達式求解得出臨界條件.33.一個質(zhì)量為0.5kg的小球用細繩吊在傾角為θ=53°的斜面頂端,如圖所示,斜面靜止時,球緊靠在斜面上,繩與斜面平行,不計摩擦,當斜面以10m/s2的加速度向右做加速運動時,求繩子的拉力及斜面對小球的彈力.34.[解析]先分析物理現(xiàn)象,用極限法把加速度a推到兩個極端來分析:當a較小(a―→0)時,小球受到三個力(重力、繩拉力和斜面的支持力)作用,此時繩平行于斜面;當a較大(足夠大)時,小球?qū)ⅰ帮w離”斜面,此時繩與水平方向的夾角未知,那么a=10m/s2向右時,究竟是上述兩種情況中的哪一種?解題時必須先求出小球離開斜面的臨界值a0,然后才能確定.35.令小球處在離開斜面的臨界狀態(tài),F(xiàn)N剛好為零時,斜面向右的加速度為a0,此時對小球:mgcotθ=ma0a0=gcotθ=7.5m/s2因為a=10m/s2>a0,則小球離開斜面(如圖所示)而向右加速.[答案]

F=2.83N;FN=036.命題規(guī)律傳送帶問題是動力學(xué)中常見題目,難度較大,主要考查受力分析、運動狀態(tài)的判斷,過程多,運動情況復(fù)雜,有效考查分析能力、數(shù)學(xué)運用能力等.37.[考例4]利用皮帶運輸機將物體由地面運送到高出水平地面的C平臺上,C平臺離地面的豎直高度為5m,已知皮帶和物體間的動摩擦因數(shù)為0.75,運輸機的皮帶以2m/s的速度勻速順時針運動且皮帶和輪子之間不打滑.(g=10m/s2,sin37°=0.6)38.(1)如圖所示,若兩個皮帶輪相同,半徑都是25cm,則此時輪子轉(zhuǎn)動的角速度是多大?(2)假設(shè)皮帶在運送物體的過程中始終是張緊的.為了將地面上的物體運送到平臺上,皮帶的傾角θ最大不能超過多少?(3)皮帶運輸機架設(shè)好之后,皮帶與水平面的夾角為θ=30°.現(xiàn)將質(zhì)量為1kg的小物體輕輕地放在皮帶的A處,運送到C處.試求由于運送此物體,運輸機比空載時多消耗的能量.39.[解析](1)輪子做圓周運動,根據(jù)公式:v=ωr可得輪子轉(zhuǎn)動的角速度為:ω=

=8rad/s(2)要將物體運送到平臺上,物體所受到的力應(yīng)該滿足:μmgcosθ>mgsinθtanθ<μ=0.75所以θ<37°40.(3)P物體放在皮帶上先做勻加速運動,當速度達到皮帶的速度時做勻速運動,物體勻加速運動時,根據(jù)牛頓第二定律可得:μmgcosθ-m

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