教科版高中物理必修一《牛顿运动定律》复习课件2-新版

本章优化总结专题归纳整合本章优化总结知识网络构建知识网络构建专题归纳整合瞬时状态与临界问题1．瞬时性问题(1)特点：变化前后，一些渐变量还没有来得及变化，但突变量却可以变化．(2)方法：分析此刻前后，找出突变量和未变量，并分析它们的大小．(3)常见情况：连接物体的弹簧、细绳等突然断裂．2．临界问题(1)特点：连接着两种或多种情况，是物体运动变化过程中的一个临界点或衔接点，此时隐含着一些关键量．(2)方法①极限法：在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时一般隐含着临界问题．处理这类问题时，可把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界状态暴露出来．②假设法：有些物理过程中没有明显的临界问题的线索，但在变化过程中有可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题一般用假设法．3．常见情况：当两个物体将要分离或刚要接触时，N＝0，即为临界点，另外静摩擦力f静＝0时是力的方向变化的临界点．例1如图3－1所示，小球质量为5kg，BC为水平绳，AC绳与竖直方向夹角为θ＝37°，整个系统处于静止状态，g取10m/s2，试求：图3－1(1)BC绳的张力；(2)若将BC绳剪断，则剪断瞬间小球的加速度为多少？【精讲精析】(1)BC绳剪断前，小球受力情况如图3－2.则FBC＝mgtanθ＝5×10×tan37°N＝37.5N图3－2(2)BC绳剪断瞬间，AC绳的张力发生变化，小球所受合外力垂直于AC绳斜向下，大小为mgsinθ＝ma，所以a＝gsinθ＝10×0.6m/s2＝6m/s2.【答案】(1)37.5N(2)6m/s2整体法、隔离法解决连接体问题1．连接体连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体(或叠放在一起，或并排挤在一起，或用绳、杆联系在一起)组成的系统(也叫物体组)．2．解决连接体问题的基本方法处理连接体问题的方法：整体法与隔离法．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．不管用什么方法解题，所使用的规律都是牛顿运动定律．(1)解答问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取研究对象，恰当选择使用隔离法或整体法：在连接体内各物体具有相同的加速度时，可先把连接体当成一个整体，分析受到的外力及运动情况，利用牛顿第二定律求出加速度，若要求连接体内各物体相互作用的内力，则需把物体隔离，对某个物体单独进行受力分析，再利用牛顿第二定律对该物体列式求解．(2)在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体，也可以是连接体的某一个物体(包含两个或两个以上的单个物体)，而这“某一部分”的选取，也应根据问题的实际情况灵活处理．如图3－3所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m.现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动且一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止且一起沿水平面运动，则F′不得超过()A．2FB．F/2C．3FD．F/3例2图3－3【精讲精析】用水平力F拉B时，对A、B整体F＝(m＋2m)a将A隔离，可得A、B间最大静摩擦力：fm＝ma联立解得fm＝F/3；若将水平力F′作用在A上，设A、B不发生相对滑动的最大加速度为a′隔离B可得：fm＝2ma′对A、B整体：F′＝(m＋2m)a′联立解得F′＝F/2.【答案】B程序法分析动力学问题1．程序法解题，就是按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析．2．解题的基本思路是：正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果．程序法是解决物理问题的基本方法，应用程序法解题可以提升解题能力，养成科学、严密的思维习惯．如图3－4所示，一足够长的斜面倾角θ＝37°，底端有一质量m＝1.0kg的物体，它与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．经时间t＝4.0s绳子突然断了，求从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10m/s2)．例3图3－4【精讲精析】物体的运动分为三个过程：①在力F作用下沿斜面向上的匀加速运动；②绳子断后沿斜面向上的匀减速运动；③沿斜面向下的初速度为零的匀加速运动．物体在沿斜面向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力N、重力mg和摩擦力f，如图3－5甲，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：F－mgsinθ－f＝ma1因f＝μN，N＝mgcosθ，解得a1＝2.0m/s2t＝4.0s时物体的速度大小为v1＝a1t＝8.0m/s图3－5绳断时物体距斜面底端的位移x1＝12a1t2＝16m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如图乙，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有：mgsinθ＋f＝ma2，f＝μmgcosθ，解得a2＝8.0m/s2物体做匀减速运动的时间t2＝v1/a2＝1.0s.匀减速运动的位移x2＝v1t2－12a2t22＝4.0m此后物体将沿着斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如图丙，根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有mgsinθ－f＝ma3，f＝μmgcosθ，解得a3＝4.0m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3，所以物体向下匀加速运动的位移x1＋x2＝12a3t23，解得t3＝10s＝3.2s所以物体返回到斜面底端的时间为t总＝t2＋t3＝4.2s或(1.0＋10)s.【答案】4.2s或(1.0＋10)s