【导练】(2014金秋开学)沪科版高中物理必修1第5章《研究力和运动的关系》本章优化总结课件(共27

知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系本章优化总结知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系知识体系构建知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系专题1牛顿第二定律瞬时性的应用在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型．全面准确地理解它们的特点,可帮助我们灵活正确地分析问题.专题归纳整合知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系这些模型的共同点是：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．这些模型的不同点是：模型特点轻绳只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变(只要不被拉断)；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系模型特点轻杆既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆的轴向(只有“二力杆件”才沿杆的轴向)；认为轻杆既不可伸长，也不可缩短，轻杆的弹力也可以发生突变轻弹簧既能承受拉力，又可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线；受力后发生较大形变,弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当弹簧被剪断时，弹力立即消失知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系模型特点橡皮条只能受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当橡皮条被剪断时，弹力立即消失知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向的夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度．例1知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系(1)下面是某同学对该题的一种解法：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，物体所受重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2所以T2＝mgtanθ剪断细线的瞬间，T2突然消失，物体即在与T2相反的方向获得加速度．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系因为mgtanθ＝ma所以加速度a＝gtanθ，方向与T2的方向相反．你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由．(2)若将图甲中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图乙所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a＝gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【精讲精析】(1)不正确．因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小和方向都发生了变化.剪断瞬间物体的加速度a＝gsinθ，方向垂直于L1斜向下．(2)正确．因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生突变，其大小和方向都不变．【答案】见精讲精析知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系专题2牛顿运动定律的两类基本问题1．两类问题(1)已知物体受力情况，求解物体的运动情况，如s、v、t等．(2)已知物体的运动情况，求解物体的受力情况．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系2．解题思路两类基本问题中，受力分析和运动分析是关键，求解加速度是桥梁和枢纽，思维过程如下受力情况受力分析牛顿第二定律加速度a运动分析运动学公式运动情况知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上．若某型号客机的紧急出口离地面高度为4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m．要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s,则例2知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？(g取10m/s2)知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【精讲精析】如图，h＝4.0m，L＝5.0m，t＝2.0s斜面倾角为θ，则sinθ＝hL.乘客在气囊上下滑过程由L＝12at2得a＝2Lt2，代入数值a＝2.5m/s2乘客下滑过程受力分析如图知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系沿斜面方向：mgsinθ－f＝ma垂直于斜面方向：N＝mgcosθ又f＝μN，则μ＝gsinθ－agcosθ＝1112.【答案】(1)2.5m/s2(2)1112知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系专题3牛顿运动定律与图像问题1．求解该类问题的思路是根据题目中给出的物理过程,结合图像,并利用牛顿运动定律求解.2．动力学中常见的图像有v－t图像、a－t图像、F－t图像、F－a图像等．3.利用图像分析问题时,关键是看清图像的纵、横坐标轴表示的物理量,弄清图像中斜率、截距、交点、转折点、面积等的物理意义．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示,g取10m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10s内物体运动位移的大小．例3知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【精讲精析】(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则a2＝v2t－v20Δt2＝－2m/s2①设物体所受的摩擦力为f，根据牛顿第二定律，有f＝ma2②f＝－μmg③联立②③得μ＝－a2g＝0.2.④知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则a1＝v1t－v10Δt1＝1m/s2⑤根据牛顿第二定律，有F＋f＝ma1⑥联立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6N.知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【答案】(1)0.2(2)6N(3)46m(3)法一：由匀变速直线运动位移公式，得s＝s1＋s2＝v10Δt1＋12a1Δt21＋v20Δt2＋12a2Δt22＝46m.法二：根据v－t图像围成的面积，得s＝(v10＋v1t2×Δt1＋12×v20×Δt2)＝46m.知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系专题4超重与失重现象的分析1．视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或台秤所受的压力．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系2．超重、失重的分析特征状态加速度视重F与重力的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)mg向上加速或向下减速知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系特征状态加速度视重F与重力的关系运动情况受力图失重向下F＝m(g－a)＜mg向下加速或向上减速完全失重向下a＝gF＝0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系一弹簧测力计最多能挂5.4kg重的物体，在实际以1m/s2的加速度下降的电梯里，它最多能挂上多重的物体？如果在电梯内弹簧测力计最多能挂上4.0kg的物体，此刻电梯在做什么运动，加速度的大小为多少？(取g＝10m/s2)例4知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【精讲精析】弹簧测力计的最大拉力F＝m0g＝5.4×10N＝54N．当a1＝1m/s2，方向向下时，m1g－F＝m1a，则m1＝Fg－a＝5410－1kg＝6kg.若最多能挂4.0kg的物体，说明物体处于超重状态，加速度方向向上，电梯向上加速运动或向下减速运动．知识体系构建章末综合检测专题归纳整合第5章研究力和运动的关系【答案】6kg向上加速运动或向下减速运动3.5m/s2由F－m2g＝m2a2，得a2＝F－m2gm2＝54－4.0×104.0m/s2＝3.5m/s2.