新高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律教学课件

这是一份新高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律教学课件，共56页。PPT课件主要包含了等时圆模型等内容，欢迎下载使用。
3.惯性(1)惯性的表现形式①物体在不受外力或所受的合力为0时,惯性表现为物体保持原来的运动状态(静止状 态或匀速直线运动状态)不变。②物体受到外力时,惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。(2)惯性大小的量度:质量是惯性大小的唯一量度。(3)惯性的普遍性:一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关。
二、牛顿第三定律1.内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。2.作用力与反作用力的关系(1)三同:同性质;同大小;同时产生、变化和消失。(2)三异:反向;异体;不同效果。(3)三无关:与物体种类无关;与相互作用的两物体的运动状态无关;与是否和其他物体 相互作用无关。
3.一对相互作用力和一对平衡力的比较
一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方 向跟作用力的方向相同。2.表达式:F=ma。3.牛顿第二定律的“六性”
二、牛顿第二定律的应用1.瞬时性问题(1)类型①轻绳、轻杆和接触面:不发生明显形变就能产生弹力,剪断或脱离后,不需要时间恢 复形变,弹力立即消失或改变。②弹簧、蹦床和橡皮筋:当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时,由于物体具有 惯性且弹簧的长度不会发生突变,所以在瞬时性问题中,其弹力的大小认为是不变的, 即此时弹簧的弹力不会发生突变。(2)求瞬时加速度的解题步骤
2.超重和失重(1)实重和视重①实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关。②视重:当物体悬挂在弹簧测力计下或放在水平放置的台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
(2)超重、失重和完全失重的比较
注意　①发生超重或失重现象时,物体的重力没有变化,只是视重不等于实重。②只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动或 向下运动无关。③在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸 在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。
3.两类动力学问题(1)基本思路 (2)解决两类动力学问题的关键①两个分析:物体的受力情况分析和运动过程分析。②两个桥梁:加速度是联系物体运动和受力的桥梁;通过衔接点的速度是联系相邻两 个运动过程的桥梁。
例    如图所示,有3根光滑杆AC、BC和BD,其端点正好在同一个竖直的圆周上,A为最 高点,D为最低点。现有一穿孔的小球,分别穿过3根杆从杆的顶端静止滑下,从A到C、 B到C、B到D的时间分别为t1、t2、t3,下列判断正确的是(　    ) A.t1>t2>t3　　　    B.t1=t2=t3C.t1=t3t2
  解析    如图甲所示,A为最高点,D为最低点,故连接AD,AD为圆周的直径,设直径为d,小球由A运动到C,对其受力分析,结合牛顿第二定律得mg sin α=ma,由匀变速直线运动 规律得x1= a ,其中x1=d sin α,联立解得t1= ;同理可得t3= ,所以t1=t3。如图乙所示,BC与BD上端相交,故以B点为顶点,过B点作竖直线,以BD为弦作圆心在竖直线上的 圆,该圆交BC于F点,故由等时圆模型可得t2>t3,C正确。 　     
一、常见连接体的类型及特点1.物物叠放连接体物体通过弹力、摩擦力等作用,具有相同的速度和加速度。
2.轻绳连接体轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等,轻绳对物体的弹力 方向始终沿绳。
3.轻杆连接体轻杆平动时,连接体具有相同的速度和加速度;轻杆参与复合运动时,两端的连接体沿 杆方向的速度大小总是相等;轻杆转动时,两端连接体具有相同的角速度,而线速度与 转动半径成正比。两端连接体所受弹力方向可能沿杆,也可能不沿杆。
4.轻弹簧连接体在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变量最大时,两端 连接体的速度相等。 
二、处理连接体模型的方法1.方法整体法与隔离法。2.选取原则(1)整体法的选取原则:若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的 作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度。(2)隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内两物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。(3)整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法
求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即 “先整体求加速度,后隔离求内力”。知识拓展    连接体中力的“分配规律”如图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于质量为m1的物体上,则质量为m1的物 体和质量为m2的物体间的相互作用力F12= 。此结论与有无摩擦力无关(但有摩擦力时,两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同),物体系统沿水平面、斜面、竖直
方向运动时,此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时,此结论不变。
例1    如图所示,在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B,它们 的质量分别为m和2m,弹簧的劲度系数为k,在外力F的作用下系统处于静止状态。已知 弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则(　    ) A.外力F的大小为2mg sin θB.弹簧的形变量为 
C.若外力F的大小变为4mg sin θ,当A、B相对静止时,弹簧弹力的大小为2mg sin θD.若外力F的大小变为4mg sin θ,当A、B相对静止时,突然撤去外力F的瞬间,物块B的 加速度大小为 g sin θ
  解析    系统静止时,对物块A、B及弹簧整体受力分析可得F=3mg sin θ,A错误;对物块B受力分析可得弹簧的弹力FT=2mg sin θ,由胡克定律可得FT=kx,所以弹簧的形变量x = ,B错误;若外力F的大小变为4mg sin θ,当A、B相对静止时,对物块A、B及弹簧整体受力分析得加速度a= = g sin θ,对物块B由牛顿第二定律得FT'-2mg sin θ=2ma,解得弹簧的弹力FT'= mg sin θ,C错误;突然撤去外力F的瞬间,物体B受力不变,所以加速度大小仍为 g sin θ,D正确。
  答案    D 一题多解　当系统沿斜面向上做匀加速直线运动时,由连接体中力的“分配规律”可 得FT'= ,解得FT'= mg sin θ。
一、模型分类1.水平传送带模型
物块的运动情况(加速度大小a=μg)
例2　如图所示,水平地面上有一倾角θ=37°的传送带,现让一小煤块以v1=8 m/s从传送 带的底端滑上传送带,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,且传送带足够长,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2。求: (1)若传送带静止,煤块滑动到最高点所用的时间;(2)若传送带以v2=2 m/s顺时针旋转,煤块向上滑行的最大距离;
(3)若传送带以v3=10 m/s顺时针旋转,煤块到达最高点时传送带上的划痕长度。
  解析    (1)若传送带静止,在上升过程中煤块受到沿传送带向下的摩擦力,根据牛顿第二定律可得ma1=mg sin θ+μmg cs θ 代入数据解得a1=g sin θ+μg cs θ=10 m/s2。煤块上升到最高点时速度为0,煤块滑动到最高点所用的时间t1= =0.8 s。(2)若传送带以v2=2 m/s顺时针旋转,煤块先以加速度a1匀减速到速度v2,此过程煤块的 位移x1= =3 m由于μfm,故假设不成立,木板和物块间会发生相对滑动。②如何求解木板开始运动时加速度的大小?需要运用什么物理规律?木板水平方向的受力情况如图甲所示,木板向右做匀加速直线运动,设木板的加速度
为a1,根据牛顿第二定律可得F-μmg=Ma1,解得a1= =3.0 m/s2。 (2)③如果把木板从物块下方抽出来,是否需要拉力一直作用直到把木板抽出?为什么?不需要。如果一直作用直到抽出,F持续作用的时间不是最短。④在整个过程中,小物块做什么运动?在整个过程中小物块相对木板向左运动,一直受到向右恒定的滑动摩擦力,故小物块 一直向右做匀加速直线运动。设小物块的加速度为a2,a2=μg=1.0 m/s2。⑤在整个过程中,木板做什么运动?
在力F作用下,木板以加速度a1向右做匀加速直线运动,撤去F后,木板向右做匀减速直 线运动,加速度大小a1'= =  m/s2。⑥把木板抽出来的临界条件是什么?如何根据临界条件建立等式求解未知量?临界条件是撤去力F后,物块到达木板边缘时刚好与木板共速。设F作用时间为t1,撤去力F后经过时间t2物块滑到木板的最左端,即a1t1-a1't2=a2(t1+t2)木板的位移x1= a1 +(a1t1)t2- a1' 物块的位移x2= a2(t1+t2)2由图乙可知x1-x2=L
联立并代入数据解得t1=0.8 s。 
  答案    (1)3.0 m/s2    (2)0.8 s 
一题多解    如图所示,分别画出小物块和木板的速度随时间变化的图像,其中,表示长木板的“速度-时间”图线是OAB,表示小物块的“速度-时间”图线是OB。根据图像的物理意义可知△OAB的面积表示全过程中物块在长木板上滑行的位移,即L= 。撤去F时,木板的速度v1=a1t1,物块的速度v2=a2t1;设撤去F后经过t2物块滑到木板的最左端,两者达到相同速度v,则v=v1-a1't2=v2+a2t2。联立以上各式,代入数据解得t1=0.8 s。
微专题3　动力学综合问题
一、动力学图像问题1.常见图像(1)v-t图像:根据图线上某点的切线斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二 定律求合力。(2)a-t图像:要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况 根据牛顿第二定律列方程。(3)F-t图像:要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运 动性质。
(4)F-a图像:首先要根据具体的物理情境,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出F、a两个量间的函数关系式,结合图像明确图像的斜率、截距的意义,从而由 图像给出的信息求出未知量。2.两个考向(1)已知图像确定运动或受力
例1    A、B两物体同时受到同样的水平拉力后,分别在水平面上从静止开始做匀加速 直线运动,1 s后,同时撤去拉力,它们均做匀减速直线运动,直到停止,其v-t图像如图所 示,重力加速度g取10 m/s2。在A、B整个运动过程中,下列说法正确的是 (　    ) A.A、B两物体质量之比为4∶3
B.A、B两物体受到的摩擦力之比为3∶2C.A、B两物体位移之比为3∶4 D.A、B两物体与水平面间的动摩擦因数之比为1∶2
  解析    v-t图像中图线与时间轴所围面积表示位移,可得 = =2∶3,C错误。撤去拉力后,两物体均只受摩擦力,由图像得A物体的加速度大小aA=6 m/s2,B物体的加 速度大小aB=3 m/s2,由牛顿第二定律得aA=μAg,aB=μBg,可得 =2∶1,D错误。0~1 s时间内,由图像得两物体的加速度大小a=6 m/s2,根据牛顿第二定律,对A物体分析可得F-μA mAg=mAa,对B物体分析可得F-μBmBg=mBa,联立解得 =3∶4,A错误。A、B两物体受到的摩擦力之比 = =3∶2,B正确。
例2　如图所示,一长木板a在水平地面上运动,t=0时刻将一相对于地面静止的物块b轻 放到木板上,此时a的速度为v0,同时对a施加一个水平向右的恒力F,已知物块与木板的 质量相等,物块与木板间及木板与地面间的动摩擦因数相等,物块与木板间的最大静 摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,a、b运动的 速度-时间图像可能是下列图中的 (　    )  　     
(2)已知运动或受力确定图像
  解析    设物块与木板的质量均为m,两接触面间动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。a、b共速前,对b由牛顿第二定律可得μmg=mab,解得ab=μg,对a由牛顿第二定律可 得F-μmg-2μmg=maa,解得aa= -3μg;a、b共速后,对整体由牛顿第二定律可得F-2μmg=2ma共,解得a共= -μg。在A选项图中,a、b共速前由图像得ab=-aa,解得F=2μmg,将其代入a共= -μg,解得a、b共速后a共=0,整体做匀速直线运动,速度应不变,故A错误。在B选项图中,a、b共速前,由图像得a做匀速直线运动,aa=0,解得F=3μmg,则a、b共速后应 有a共=