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1、章末专题复习1知识网络·宏观掌控2专题突破·热点探究一、整体法、隔离法分析连接体问题1.连接体多个相互关联的物体组成的物体系统.如叠在一起、并排放在一起或用绳(或杆)连在一起的几个物体.2.隔离法与整体法(1)隔离法:在分析连接体问题时,从研究问题的方便性出发,将物体系统中的某一部分物体隔离出来,单独分析研究的方法.(2)整体法:在分析连接体问题时,将整个物体系统作为整体分析研究的方法.(3)当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时,就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来,根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况,画出隔离体的受力图,列出牛顿第二定律方程.(4)许多具体问题中,常需要交叉运用整体法和隔离法,有分有合,从而迅速求解相关问题.注意:运用整体法分析问题时,要求系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同,根据牛顿第二定律对整体列方程.如果系统内各物体的加速度仅大小相同,如通过滑轮连接的物体,应采用隔离法根据牛顿第二定律分别列方程.典例精析如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水。
2、平直线,且F1F2.试求在两个物块运动过程中轻线的拉力FT.【审题指导】先用整体法再用隔离法求解.【解析】以两物块整体为研究对象,根据牛顿第二定律得F1-F2=(m1+m2)a①隔离物块m1,由牛顿第二定律得F1-FT=m1a②由①②两式解得FT=m1F2+m2F1m1+m2.【答案】m1F2+m2F1m1+m2跟踪练习1.在一根绳子下面串联着两个质量不同的小球,上面小球的质量比下面小球的质量大,当手提着绳的端点O并使两球沿水平方向一起做匀加速运动时(空气阻力不计),则图中正确的是()【解析】设上面一段绳与竖直方向的夹角为α,下面一段绳与竖直方向的夹角为β,先把M、m看作一个整体,对整体分析可知受到重力和上段绳的拉力,如图所示,则由牛顿第二定律知:F合=(m+M)gtanα=(M+m)a,得a=gtanα,以m为研究对象,则有:mgtanβ=ma′,其中a′=a,所以tanβ=tanα,即α=β,故选项A正确.【答案】A二、图象在动力学中的应用在物理学问题中,给出已知条件和信息的方式有很多,诸如文字方式、表格方式、函数方式、图象方式,其中图象方式是最常见、最直观的一种方式,运用图象求解。
3、问题也会更加直观、形象.1.常见的图象形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图象是位移图象(x-t图象)、速度图象(v-t图象)和力的图象(F-t图象)等,这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹.2.图象问题的分析方法遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题.典例精析一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6s内体重计示数F的变化如图所示.试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10m/s2.【审题指导】分析图象的物理意义是解题的关键.【解析】由题图可知,在t=0到t1=2s的时间内,体重计的示数大于mg,故电梯应做向上的匀加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1,电梯及小孩的加速度为a1,由牛顿第二定律,得F1-mg=ma1在这段时间内电梯上升的高度h1=12a1t21在t1=2s到t2=5s的时间内,体重计的示数等于mg,故电梯应做匀速上升运动.速度为。
4、t1时刻电梯的速度,即v1=a1t1在这段时间内电梯上升的高度h2=v1(t2-t1)在t2=5s到t3=6s的时间内,体重计的示数小于mg,故电梯应做向上的匀减速运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2,电梯及小孩的加速度为a2,由牛顿第二定律,得mg-F2=ma2在这段时间内电梯上升的高度h3=v1(t3-t2)-12a2(t3-t2)2电梯上升的总高度h=h1+h2+h3代入数据解得h=9m.【答案】9m跟踪练习2.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()A.m=0.5kg,μ=0.4B.m=1.5kg,μ=215C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.2【解析】由F-t图象和v-t图象可得,物块在2s到4s内所受外力F=3N,物块做匀加速运动,a=ΔvΔt=42m/s2=2m/s2,F-Ff=ma即3-10μm=2m.①物块在4s到6s内所受外力F=2N,物块做匀速直线运动,则F。
5、=Ff,F=μmg,并且10μm=2.②由①②解得m=0.5kg,μ=0.4,故A选项正确.【答案】A三、动力学中的传送带问题1.摩擦力是否影响传送带的运动是因为带动传送带的电动机在起作用(摩擦力不影响传送带的运动状态).2.分析该类问题的关键分析物体与传送带间的滑动摩擦力方向,进而分析物体的运动规律,这是分析传送带问题的关键.3.常见的传送带模型有两种,一个是水平方向的传送带;另一个是与水平方向成一定角度的传送带.(1)物体在水平传送带上的运动有两种可能:①若物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度,则该物体一直做匀变速直线运动;②若物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同,则物体先做匀变速直线运动后做匀速直线运动.(2)对倾斜传送带要分析最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系,如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力,则物体做匀变速运动;如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力,则物体做匀速运动.典例精析如图所示,传送带与水平面夹角为37°,传送带以10m/s的速率运动,传送带沿顺时针方向转动.现在在传送带上端A处无初速地放上一个质量为m=0.5kg的小物块,它与传送带间。
6、的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,g取10m/s2,则物块从A运动到B的时间为多少?【审题指导】分析物块在传送带上的受力,再结合牛顿第二定律和运动学公式求解.【解析】由于μ=0.5tanθ=0.75,物块一定沿传送带对地下移,且不会与传送带相对静止.设从物块刚放上到达到传送带速度10m/s时,物块位移为s1,加速度为a1,时间为t1,因物块速率小于传送带速率,根据牛顿第二定律,a1=mgsinθ+μmgcosθm=10m/s2,方向沿斜面向下.t1=va1=1s,s1=12a1t21=5m传送带长度.设从物块速度为10m/s到B端所用时间为t2,加速度为a2,位移为s2,物块速度大于传送带速度,物块受滑动摩擦力沿斜面向上,有a2=mgsinθ-μmgcosθm=2m/s2,s2=vt2+12a2t22,即(16-5)m=10t2+12×2t22,t2=1s(t2=-11s舍去),所用总时间t=t1+t2=2s.【答案】2s跟踪练习3.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率。
7、v=1m/s运行.一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2m,g取10m/s2.(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;(2)求行李做匀加速直线运动的时间;(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处.求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.【解析】(1)由物体“无初速地放在A处”得到物体将相对传送带运动,滑动摩擦力方向向右,其大小为F=μmg=4N,由牛顿第二定律,得a=Fm=1m/s2.(2)设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s.则v=at,即t=va=1s.此时物体运动的位移s0=12vt=0.5mL,故物体还没有到达B点,其匀加速直线运动的时间为1s.(3)当行李从A处到B处一直匀加速,则传送时间最短(可用速度时间图象来表示进行理解,关键是保证图象包围的面积一样即位移一样,看是先加速后匀速还是一直加速到达B处时哪种情况所用时间短)据L=v0t。
8、+12at2代入v0=0,a=1m/s2,L=2m,解得t=2s,传送带对应的最小运行速率为v′=at=2m/s.【答案】(1)4N1m/s2(2)1s(3)2s2m/s。
本文标题:【师说】2015-2016学年人教版高一物理必修1课件 第四章 牛顿运动定律 章末复习
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