2019-2020学年高中物理 第4章 章末复习课课件 新人教版必修1

第四章牛顿运动定律章末复习课巩固知识整层合[体系构建][核心速填]1．第一定律(1)内容：一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)意义：力是改变的原因．(3)惯性：是物体惯性大小的量度．质量匀速直线运动静止物体运动状态2．第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成，跟它的质量成，加速度的方向跟的方向相同．(2)公式：.3．第三定律(1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是、_________、作用在．(2)表达式：.F＝－F′正比反比作用力F＝ma方向相反同一条直线上大小相等4．共点力作用下物体的平衡条件：.5．超重和失重(1)超重：a的方向．(2)失重：a的方向．向下F合＝0向上提升能力强层化求解共点力平衡问题的常用方法1.分解法或合成法：对于三力平衡问题，可以将其中任意一个力沿其他两个力的反方向分解，这样把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题，则每个方向上的一对力大小相等、方向相反；也可以将三个力中的任意两个力合成为一个力，则其合力与第三个力平衡，把三力平衡转化为二力平衡问题．2．正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用处于平衡状态时，常用正交分解法，列平衡方程求解：Fx合＝0，Fy合＝0.为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则．3．三力汇交原理：物体受三个共面且非平行力作用而平衡时，这三个力必为共点力．4．正弦定理法：三力平衡时，三力合力为零，表示三个力的有向线段可构成一个封闭三角形，如图所示，则有：F1sinα＝F2sinβ＝F3sinγ.5．相似三角形法：物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力的三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向．6．图解法(1)图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度变化情况判断各个力的变化情况．(2)图解法主要用来解决三力作用下的动态平衡问题．所谓动态平衡问题就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化，从宏观上看，物体是运动的，但从微观上理解，物体是平衡的，即任一时刻物体均处于平衡状态．(3)利用图解法解题的条件①物体受三个力的作用而处于平衡状态．②一个力不变，另一个力的方向不变或大小不变，第三个力的大小、方向均变化．【例1】如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()A．F1先增大后减小，F2一直减小B．F1先减小后增大，F2一直减小C．F1和F2都一直减小D．F1和F2都一直增大B[小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢转动，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，此三力(重力、斜面支持力、挡板弹力)组成矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对．[一语通关]解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析一般受三个力的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变.另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题.1．如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮系住P端．在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α(0απ)缓慢增大时，力F的大小应()A．恒定不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先增大后减小B[由三角形相似得：FPQ＝mgOQ，F＝PQOQmg，α逐渐增大，即PQ增大，由上式知F逐渐增大，B正确．]牛顿运动定律在临界和极值问题中的应用在某些物理情景中，物体运动状态变化的过程中，由于条件的变化，会出现两种状态的衔接，两种现象的分界，同时使某个物理量在特定状态时，具有最大值或最小值．这类问题称为临界、极值问题．临界、极值问题是动力学中的常见问题，常用的解决方法有：(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，从而使临界现象(或状态)显现出来，达到快速求解的目的．(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界状态的线索，但在变化过程中有可能出现临界状态，也可能不出现临界状态．解答这类问题，一般用假设法．(3)数学方法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式求解得出临界条件．【例2】一个质量为m的小球B，用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A、C两点，如图所示，已知两绳拉直时，两绳与车厢前壁的夹角均为45°.试求：(1)当车以加速度a1＝12g向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力的大小；(2)当车以加速度a2＝2g向左做匀加速直线运动时，1、2两绳的拉力的大小．思路点拨：①细绳1一定处于张紧状态，细绳2是否张紧，与车的加速度大小有关．②当细绳2处于张紧状态时，细绳1、2与竖直方向的夹角均为45°，不随加速度的增大而改变．[解析]设当细绳2刚好拉直而无张力时，车的加速度为向左的a0，由牛顿第二定律得，F1cos45°＝mg，F1sin45°＝ma0，可得：a0＝g.(1)因a1＝12ga0，故细绳2松弛，拉力为零，设此时细绳1与车厢前壁夹角为θ，有：F11cosθ＝mg，F11sinθ＝ma1，得F11＝52mg.(2)因a2＝2ga0，故细绳1、2均张紧，设拉力分别为F12、F22，由牛顿第二定律得F12cos45°＝F22cos45°＋mgF12sin45°＋F22sin45°＝ma2解得F12＝322mg，F22＝22mg.[答案](1)52mg0(2)322mg22mg[一语通关]求解此类问题时，一定要找准临界点，从临界点入手分析物体的受力情况和运动情况，看哪些量达到了极值，然后对临界状态应用牛顿第二定律结合整体法、隔离法求解即可.2．如图所示，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33.重力加速度g取10m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？[解析](1)由运动学方程得：L＝v0t＋12at2①2aL＝v2B－v20②代入数值解得：a＝3m/s2，vB＝8m/s.③(2)对物块受力分析如图所示，设拉力F与斜面成α角，在垂直斜面方向，根据平衡条件可得：Fsinα＋FN＝mgcos30°④沿斜面方向，由牛顿第二定律可得Fcosα－mgsin30°－Ff＝ma⑤又，Ff＝μFN⑥联立④⑤⑥三式，代入数值解得：Fcosα＋33Fsinα＝5.2则F＝5.2cosα＋33sinα＝15.62332cosα＋12sinα＝7.83sinα＋60°当α＝30°时，拉力F有最小值，且Fmin＝1353N.[答案](1)3m/s28m/s(2)30°1353N