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人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试公开课ppt课件
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试公开课ppt课件，共17页。PPT课件主要包含了牛顿第二定律，牛顿第三定律，答案BD等内容，欢迎下载使用。
本章知识可分为三个组成部分。第一部分,牛顿第一定律;第二部分,牛顿第二定律;第三部分,牛顿运动定律的应用。一、牛顿第一定律
一、动力学的两类基本问题1.应用牛顿第二定律的分析流程图
2.应用牛顿第二定律的解题步骤(1)取对象:根据题意和解题方便确立研究对象;(2)画受力图:用整体法或隔离法分析研究对象的受力,并画出受力图;(3)明过程:分析对象的运动状态和过程,并标出速度和加速度方向;(4)定方向:选取正方向或建立坐标系,通常以加速度方向或以速度方向为某一坐标轴的正方向;(5)列方程:F合=ma或Fx=max,Fy=may;(6)解方程:统一单位,代入数据求解。必要时还要对结果进行讨论。
例1如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4 m,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度;(2)工人把刷子从天花板底端由静止开始推到顶端所用的时间。
解析(1)以刷子为研究对象,受力分析如图设滑动摩擦力为Ff,天花板对刷子的弹力为FN,由牛顿第二定律得(F-mg)sin 37°-μ(F-mg)cs 37°=ma代入数据,得a=2 m/s2。(2)由运动学公式,得L= at2代入数据,得t=2 s。答案(1)2 m/s2 (2)2 s
二、牛顿运动定律与图像结合的问题动力学中常见的图像有F-t图像、a-t图像、F-a图像等。(1)对于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两个量间的函数关系式,根据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)对于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)对于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。
例2某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α,如图乙所示。已知人的质量为M,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比,重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为( )
答案:C 解析:设降落伞的质量为m,匀速下降时有:kv1=(m+M)g打开降落伞的瞬时对整体有:kv2-(M+m)g=(m+M)a打开降落伞的瞬时对运动员有:8FTcs α-Mg=Ma
三、传送带问题分析1.水平传送带(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.倾斜传送带对于沿倾斜传送带由静止开始斜向下运动的物体,分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键。
例3(多选)(2019浙江嘉兴一中高一上期中)如图所示,水平传送带A、B两端相距x=4 m,以v0=4 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转。今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度大小g取10 m/s2。则煤块从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )A.煤块从A运动到B的时间是2.25 sB.煤块从A运动到B的时间是1.5 sC.划痕长度是0.5 mD.划痕长度是2 m
四、滑板—滑块问题牛顿运动定律在滑板—滑块类问题中的应用实质是牛顿运动定律与运动学等知识的综合问题。求解时应先仔细审题,分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。
例4如图所示,质量M=8 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在长木板左端加一水平恒定推力F=8 N,当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s时,在长木板前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,长木板足够长。(g取10 m/s2)(1)小物块放在长木板上后,小物块及长木板的加速度各为多大?(2)经多长时间两者达到相同的速度?(3)从小物块放上长木板开始,经过t=1.5 s小物块的位移大小为多少?
本章知识可分为三个组成部分。第一部分,牛顿第一定律;第二部分,牛顿第二定律;第三部分,牛顿运动定律的应用。一、牛顿第一定律
一、动力学的两类基本问题1.应用牛顿第二定律的分析流程图
2.应用牛顿第二定律的解题步骤(1)取对象:根据题意和解题方便确立研究对象;(2)画受力图:用整体法或隔离法分析研究对象的受力,并画出受力图;(3)明过程:分析对象的运动状态和过程,并标出速度和加速度方向;(4)定方向:选取正方向或建立坐标系,通常以加速度方向或以速度方向为某一坐标轴的正方向;(5)列方程:F合=ma或Fx=max,Fy=may;(6)解方程:统一单位,代入数据求解。必要时还要对结果进行讨论。
例1如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4 m,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度;(2)工人把刷子从天花板底端由静止开始推到顶端所用的时间。
解析(1)以刷子为研究对象,受力分析如图设滑动摩擦力为Ff,天花板对刷子的弹力为FN,由牛顿第二定律得(F-mg)sin 37°-μ(F-mg)cs 37°=ma代入数据,得a=2 m/s2。(2)由运动学公式,得L= at2代入数据,得t=2 s。答案(1)2 m/s2 (2)2 s
二、牛顿运动定律与图像结合的问题动力学中常见的图像有F-t图像、a-t图像、F-a图像等。(1)对于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两个量间的函数关系式,根据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)对于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)对于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。
例2某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α,如图乙所示。已知人的质量为M,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比,重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为( )
答案:C 解析:设降落伞的质量为m,匀速下降时有:kv1=(m+M)g打开降落伞的瞬时对整体有:kv2-(M+m)g=(m+M)a打开降落伞的瞬时对运动员有:8FTcs α-Mg=Ma
三、传送带问题分析1.水平传送带(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.倾斜传送带对于沿倾斜传送带由静止开始斜向下运动的物体,分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键。
例3(多选)(2019浙江嘉兴一中高一上期中)如图所示,水平传送带A、B两端相距x=4 m,以v0=4 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转。今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度大小g取10 m/s2。则煤块从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )A.煤块从A运动到B的时间是2.25 sB.煤块从A运动到B的时间是1.5 sC.划痕长度是0.5 mD.划痕长度是2 m
四、滑板—滑块问题牛顿运动定律在滑板—滑块类问题中的应用实质是牛顿运动定律与运动学等知识的综合问题。求解时应先仔细审题,分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。
例4如图所示,质量M=8 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在长木板左端加一水平恒定推力F=8 N,当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s时,在长木板前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,长木板足够长。(g取10 m/s2)(1)小物块放在长木板上后,小物块及长木板的加速度各为多大?(2)经多长时间两者达到相同的速度?(3)从小物块放上长木板开始,经过t=1.5 s小物块的位移大小为多少?
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