2019-2020年新教材高中物理 第6章 章末复习课课件 鲁科版必修1

第6章力与运动章末复习课巩固层知识整合[体系构建][核心速填]1．力与运动的关系：力可以____物体的运动状态．2．牛顿第一定律：一切物体总保持静止状态或____________状态，直到有____迫使它改变这种状态为止．3．惯性是物体的________，与物体的运动状态及受力情况无关，惯性的大小仅取决于物体的____．改变匀速直线运动外力固有属性质量4．牛顿第二定律：物体加速度的大小与所受合外力的大小成____，与物体的质量成____，加速度方向与__________相同．表达式：________.5．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小____，方向____，作用在一条直线上．正比反比合外力方向F＝ma相等相反6．动力学的两类基本问题(1)从受力情况确定运动情况；如果已知物体的受力情况：可以由____________求出物体的加速度，再通过__________确定物体的运动情况．(2)从运动情况确定受力情况：如果已知物体的运动情况，根据__________求出物体的加速度，再根据____________就可以确定物体所受的力．牛顿第二定律运动学规律运动学规律牛顿第二定律7．超重与失重(1)超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受的重力，加速度方向____．(2)失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受的重力，加速度方向____．大于向上小于向下提升层能力强化用整体法与隔离法求解连接体问题1．整体法：在研究连接体的加速度与力的关系时，往往将连接体视为整体．对牛顿第二定律F＝ma，F是整体所受的合外力，ma是整体与外力对应的效果．注意分析整体受力时不要将内力分析在其中．2．隔离法：多在求解连接体的相互作用力时采用，即将某个部分从连接体中分离出来，其他部分对它的作用力就成了外力．3．在解答连接体问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，多数情况下两种方法要配合使用．求各部分加速度相同的连接体的加速度或合力时，优先考虑整体法，如果还要求物体之间的作用力，再用隔离法．在实际应用中，应根据具体情况，灵活交替使用这两种方法，不应拘泥于固定的模式．无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是对研究对象进行正确的受力分析．【例1】(多选)质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20N、F2＝10N，则下列说法正确的是()A．弹簧的弹力大小为16NB．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12NC．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为零D．若F1＝10N、F2＝20N，则弹簧的弹力大小不变AB[以物体A和B为整体，加速度a＝F1－F2mA＋mB＝2m/s2，方向水平向左．以物体A为研究对象，水平方向受F1及弹簧向右的拉力F拉作用，由牛顿第二定律有F1－F拉＝mAa，得F拉＝16N，所以A项对．若只有F1作用，则它们的加速度a′＝F1mA＋mB＝4m/s2，弹簧的拉力F拉′＝mBa′＝12N，所以B项对．C项中将弹簧换成轻质绳，绳对物体的拉力大小等于原来弹簧的拉力，不为零，C项错．若F1＝10N、F2＝20N，则它们的加速度a″＝F2－F1mA＋mB＝2m/s2，方向水平向右，以物体A为研究对象，由牛顿第二定律有F拉″－F1＝mAa″，得F拉″＝14N，所以D项错．][一语通关]整体法与隔离法常涉及的问题类型(1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法．(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统)内各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法．(3)斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，一般采用隔离法分析．1．物体A和B的质量分别为1.0kg和2.0kg，用F＝12N的水平力推动A，使A和B一起沿着水平面运动，A和B与水平面间的动摩擦因数均为0.2，求A对B的弹力．(g取10m/s2)[解析]以物体A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，所以a＝F－μmA＋mBgmA＋mB＝2m/s2.对物体B有FAB－μmBg＝mBa，因此A对B的弹力：FAB＝mB(a＋μg)＝8N.[答案]8N牛顿第二定律在临界问题中的应用1．接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离的临界条件是弹力N＝0.2．相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，相对静止或相对滑动的临界条件为静摩擦力达到最大值或为零．3．绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是T＝0.4．加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化．当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度．当出现加速度为零时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值．【例2】如图所示，质量为m的光滑小球，用轻绳连接后，挂在三角劈的顶端，绳与斜面平行，劈置于光滑水平面上，斜边与水平面夹角为θ＝30°，求：(1)劈以加速度a1＝g3水平向左加速运动时，绳的拉力多大？(2)劈的加速度至少多大时小球对劈无压力？加速度方向如何？(3)当劈以加速度a3＝2g向左运动时，绳的拉力多大？[解析](1)对小球受力分析如图所示，水平方向：T1cosθ－N1sinθ＝ma1①竖直方向：T1sinθ＋N1cosθ＝mg②由①②得：T1＝3＋36mg.③(2)当球与斜面恰无作用时受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：T2cosθ＝ma2④T2sinθ＝mg⑤由④⑤得：a2＝3g，方向水平向左⑥(3)参照上图：但FT3与水平夹角θ≠30°，有：T3＝mg2＋ma32＝mg2＋2mg2＝5mg.[答案](1)3＋36mg(2)3g，方向水平向左(3)5mg[一语通关]处理临界问题常用的方法(1)极限法：解决临界问题一般用极端分析法，即把问题推向极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件，应用物理规律列出在极端情况下的方程，从而找出临界条件．(2)假设法：有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界状态，也可能不会出现临界状态，解决此类问题时，一般用假设法，即假设出现某种临界状态，分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符，然后再根据实际情况进行处理．(3)数学方法：将物理方程转化为数学表达式，如二次函数、不等式、三角函数等，然后根据数学中求极值的方法，求出临界条件．2．如图所示，质量为m的物体被两根细绳OA、OB挂在小车上，两根细绳与车顶水平面夹角分别为60°和30°.试求：(1)若小车静止不动，绳OA拉力T1和绳OB拉力T2分别为多大？(2)若小车以大小为g的加速度向右匀加速运动时，绳OA拉力T1和绳OB拉力T2分别为多大？(3)为使OA绳的拉力恰好为0，则小车向右运动的加速度为多大？[解析](1)对物体受力分析如图所示由于小车和物体都静止，由平衡条件得：T2cos30°－T1cos60°＝0，T1sin60°＋T2sin30°－mg＝0，(2)若小车以大小为g的加速度向右匀加速运动竖直方向上由平衡条件得：T1sin60°＋T2sin30°－mg＝0，水平方向上由牛顿第二定律得：T2cos30°－T1cos60°＝mg，联立以上两式得：T1＝3－12mg，T2＝3＋12mg.(3)若OA绳的拉力恰好为0，则物体只受两个力作用，受力分析如图，则T2sin30°－mg＝0，T2cos30°＝＝ma，解得：a＝3g.[答案](1)32mg12mg(2)3－12mg3＋12mg(3)3g动力学的两类基本问题1．已知物体的受力情况，研究物体的运动情况，即在已知物体的受力情况下，求出物体的加速度，结合运动学公式确定物体的运动情况．已知物体受力情况―――――→由F＝ma求得a―――――――→由匀变速直线运动公式求得s、v0、vt、t2．已知物体的运动情况，研究物体的受力情况，即在已知物体的运动情况下，由运动学公式求出物体的加速度，再由加速度确定物体的受力情况．已知物体运动情况―――――――→由匀变速直线运动公式求得a――――→由F＝ma求得物体受力情况【例3】如图所示为何雯娜在蹦床比赛中的画面．已知何雯娜的体重为49kg，设她从3.2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2s，离开蹦床后上升的高度为5m，试求她对蹦床的平均作用力．(g取10m/s2)[解析]她从3.2m高处下落到与蹦床接触前的过程做自由落体运动，由运动学公式v2＝2gs得，她接触蹦床时的速度大小v1＝2gs1＝8m/s她离开蹦床时的速度大小v2＝2gs2＝10m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式有v2＝－v1＋at得她的加速度大小为a＝15m/s2，方向竖直向上．她与蹦床接触的过程中受重力mg和蹦床对她的平均作用力F，由牛顿第二定律有F－mg＝ma解得蹦床对她的平均作用力F＝1225N，方向竖直向上．由牛顿第三定律得她对蹦床的作用力F′＝F＝1225N，方向竖直向下．[答案]1225N，方向竖直向下[一语通关]动力学两类基本问题的分析过程两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁，思维过程如下：3．如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面底端有一质量m＝1kg的物体，物体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＝4s绳子突然断了．求：(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10m/s2)(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．[解析](1)物体向上运动的过程中，受拉力F、斜面的支持力N、重力mg和摩擦力f，如图所示，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＝2m/s2t＝4s时物体的速度大小为v1＝a1t＝8m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移s1＝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，受力如图所示，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＝ma2f＝μmgcosθ解得a2＝8m/s2物体做减速运动的时间t2＝v1a2＝1s减速运动的位移s2＝v1t22＝4m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，受力如图所示，根据牛顿第二定律，对物体加速下滑的过程有mgsinθ－f＝ma3f＝μmgcosθ解得a3＝4m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3，则物体向下匀加速运动的位移s1＋s2＝12a3t23解得t3＝10s≈3.2s所以从绳子断了开始到物体返回到斜面底端的时间为t总＝t2＋t3＝4.2s.[答案](1)8m/s(2)4.2s