高一物理牛顿运动定律应用专题练习课件.pptx

1、传送带问题问题分析AB37AB3710037cos37sinmamgmg2001/2)37cos37(sinsmga221atL AB37AB37f10037cos37sinmamgmg2001/10)37cos37(sinsmgasavt111mtas521211AB37f20037cos37sinmamgmg2002/2)37cos37(sinsmga222221tavtsL受力分析和运动分析是基础，加速度是联系力和运动的桥梁若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，将与传送带相对静止一起匀速运动；若tan时，物体加速至与传送带速度相同后，仍将继续加速摩擦力可以是动力，也可以是阻力F=ma

2、F=ma瞬时性瞬时性F=maF=ma对运动过程的每一瞬间成立，且瞬对运动过程的每一瞬间成立，且瞬时力决定瞬时加速度，可见，确定瞬时时力决定瞬时加速度，可见，确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力。加速度的关键是正确确定瞬时作用力。明确明确“轻绳轻绳”“”“轻线轻线”“”“轻弹簧轻弹簧”“”“轻轻橡皮绳橡皮绳”几个理想物理模型几个理想物理模型例例1.1.质量均为质量均为m m的的A A、B B两球之间系着一根不计质量的轻弹簧，两球之间系着一根不计质量的轻弹簧，放在光滑水平台面上，放在光滑水平台面上，A A求紧靠着墙壁，现用力求紧靠着墙壁，现用力F F将将B B球向左推压球向左推压弹簧，平衡后，

3、突然将力弹簧，平衡后，突然将力F F撤去的瞬间，撤去的瞬间，A A、B B球的加速度如何？球的加速度如何？0AamFaBA AB BF FA AN NkxkxB BkxkxF F解：撤去解：撤去F F前，前，A A、B B球受力球受力分析如图所示撤去分析如图所示撤去F F瞬间，瞬间，F F立即消失，而弹簧弹力不立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律能突变根据牛顿第二定律有有分析问题在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的分析问题在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化先看不变量，再看变化量；加速度与合受力情况及其变化先看不变量，再看变化量；加速度与合外力瞬时一一对

4、应外力瞬时一一对应A A例例.小球小球A A、B B的质量分别为的质量分别为m m和和2m2m，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静静 止，如图所示，在烧断细线的瞬止，如图所示，在烧断细线的瞬间，间，A A、B B的加速度各是多少？的加速度各是多少？A AB BgaA30BaT TmgmgB Bkxkx2mg2mgkxkx解：烧断细绳前，解：烧断细绳前，A A、B B球受力分析如图球受力分析如图所示烧断细绳瞬间，绳上张力立即消所示烧断细绳瞬间，绳上张力立即消失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第失，而弹簧弹力不能突变根据牛顿第二定律有二定律有明确明确“轻绳轻绳”和和“轻弹簧

5、轻弹簧”两个理想物理模型的区两个理想物理模型的区别别例例4.4.如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为拉住一个质量为m m的小球，平衡时细线恰是水的小球，平衡时细线恰是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为平的，弹簧与竖直方向的夹角为.若突然剪若突然剪断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小是，小球加速度的大小为，是，小球加速度的大小为，方向与竖直方向的夹角等于方向与竖直方向的夹角等于.小球小球再回到原处且稳定时弹簧拉力的大小是再回到原处且稳定时弹簧拉力的大小是小球再回到原处时小球再回到原处时,由平衡条件由平衡条件

6、FF1 1=mg =mg mg/cosmg/cosg tgg tg9090mg mg m mmgmgF FT T细线剪断瞬间，细线剪断瞬间，T T立即消失立即消失,弹簧弹力不变，仍为弹簧弹力不变，仍为F=mg/cosF=mg/cos，小球所受小球所受mgmg和和F F的合力不变，仍为的合力不变，仍为mgtanmgtan，加速度大小加速度大小a agtangtan，方向水平向右，与竖直方向的夹角为，方向水平向右，与竖直方向的夹角为90900 0解：剪断细线前，解：剪断细线前，小球所受小球所受mgmg和和F F的合力与的合力与T T等大反向，大小等等大反向，大小等于于T Tmgtanmgtan,弹

7、簧弹力弹簧弹力F Fmg/cosmg/cos01mgF弹力和摩擦力是被动力，结合牛顿第二定律进行分析二.连接体问题的常见图景1.按连接的形式a.依靠绳子或弹簧的弹力相连接FABABab.依靠相互的挤压（压力）相联系m1m2m1m2m1m2FFc.依靠摩擦相联系（叠加体）m1m2F实际中的连接体都是上述三种典型方式的组合a.有共同加速度的连接体问题2.按连接体中各物体的运动b.有不同加速度的连接体问题一个静止一个加速两个均加速,但加速度不等 基本方法：整体法求加速度再隔离分析基本方法:隔离分析；找加速度之间的关系连接体中相互作用的物体间的作用力始终 大小相等，方向相反1.整体法与隔离法ABB：m

8、g-T=maA:T=MamgMm11mgmTMMmgTmM时，例例.如图所示，质量为如图所示，质量为2m的物块的物块A，与水平地面的摩擦不，与水平地面的摩擦不计，质量为计，质量为m的物块的物块B与地面的摩擦因数为与地面的摩擦因数为，在已知水，在已知水平推力平推力F的作用下，的作用下，A、B做加速运动，则做加速运动，则A和和B之间的作之间的作用力为用力为_。此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，然后用隔离法求出物

9、体间的相互作用力然后用隔离法求出物体间的相互作用力1.连结体问题连结体问题(整体法与隔离法整体法与隔离法)例例2、一人在井下站在吊台上，用如图、一人在井下站在吊台上，用如图4所示的定滑轮装所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量人的质量为为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时求这时人对吊台的压力。人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)(200N，方向竖直向下，方向竖直向下)2.连结

10、体问题连结体问题(整体法与隔离法整体法与隔离法)此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常此类问题，在高考中只限于两个物体的加速度相同的情况。通常是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，是对两个物体组成的整体运用牛顿第二定律求出整体的加速度，然后用隔离法求出物体间的相互作用力然后用隔离法求出物体间的相互作用力图4FMmMmFmaNFsin10cos1mgNamMF)(MmgmMFtan)(整体法和隔离法相结合动态分析临界状态，从两个方面理解临界状态AP450amgTa04500045tanmamggga0045tanmgTamgamgmT52222关键是找出装置现

11、状（绳的位置）和临界条件，而不能认为不论a多大，绳子的倾斜程度不变例7 如图所示，光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它的左边的接触点为A，槽的半径为R，且OA与水平线成角，通过实验知道:当木块的加速度过大时，球可以从槽中滚出，圆球的质量为m，木块的质量为M，各种摩擦及绳和滑轮的质量不计，则木块向右加速度最小为多大时球才离开圆槽？解析:当加速度a=0时，球受重力和支持力.支持力的作用点在最底端当加速度略大于零，球不能离开圆槽，球同样受重力和支持力，但支持力的方向斜向右上方，即支持力的作用点沿圆弧槽向A点移动.当加速度逐渐增大，支持力的作用点移到A点时,球即将离开圆弧槽，此状态为临界状态，分析小球受力

12、如右图所示.由牛顿第二定律：mgcot=ma0可得a0=gcot显然，当木块向右的加速度a至少为gcot时，球离开圆弧槽（一）变力作用问题分析1一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态，正接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态，正确的是确的是（）A接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零大，速度越来越小，最后等于零B接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为

13、零度先增加后减小直到为零C接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D接触后，小球速度最大的地方就是接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方加速度等于零的地方BD2设雨滴从很高处竖直下落，所受空气设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力阻力f和其速度和其速度v成正比则雨滴的运动情成正比则雨滴的运动情况是（况是（）A先加速后减速，最后静止先加速后减速，最后静止B先加速后匀速先加速后匀速C先加速后减速直至匀速先加速后减速直至匀速D加速度逐渐减小到零加速度逐渐减小到零BD

14、3一物体在几个力的共同作用下处于静止一物体在几个力的共同作用下处于静止状态现使其中向东的一个力状态现使其中向东的一个力F的值逐渐减的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值（方向不小到零，又马上使其恢复到原值（方向不变），则（变），则（）A物体始终向西运动物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小物体的加速度先增大后减小D物体的速度先增大后减小物体的速度先增大后减小AC（三）F=ma的理解应用2、矢量性、矢量性3、瞬时性、瞬时性1、相对性、相对性 ：a为相对于地面参考系的加速度为相对于地面参考系的加速度惯性系惯性系例：质量例：质量M，长，长L的木板

15、放在光滑斜的木板放在光滑斜面上，为使木板相对斜面静止，质量面上，为使木板相对斜面静止，质量为为m的人应以多大的加速度在木板上的人应以多大的加速度在木板上跑？若使人相对斜面静止，则人在木跑？若使人相对斜面静止，则人在木板上跑动时，木板加速度是多大？板上跑动时，木板加速度是多大？例例.如图示，倾斜索道与水平方向夹角为如图示，倾斜索道与水平方向夹角为，已知，已知tan=3/4tan=3/4，当载人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的当载人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的1.251.25倍，这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体倍，这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体

16、重的重的()()A.1/3A.1/3倍倍 B.4/3B.4/3倍倍C.5/4C.5/4倍倍 D.1/4D.1/4倍倍解：将加速度分解如图示解：将加速度分解如图示对人进行受力分析对人进行受力分析A Aa aaaxaymgNfsinmamgNcosmaf 31tan41mgfmgNN25.1根据题意根据题意例例2.2.在如图所示的升降机中，物体在如图所示的升降机中，物体m m静止于固定的斜面上，当静止于固定的斜面上，当升降机加速上升时，与原来相比升降机加速上升时，与原来相比()()A.A.物体受到斜面的支持力增加物体受到斜面的支持力增加 B.B.物体受到的合力增加物体受到的合力增加 C.C.物体受

17、到的重力增加物体受到的重力增加 D.D.物体受到的摩擦力增加物体受到的摩擦力增加aABDABDa例例.如图所示，一质量为如图所示，一质量为m m的物体系于长度分别为的物体系于长度分别为L L1 1、L L2 2的两根的两根细线上，细线上，L L1 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，L L2 2水平拉直，物体处于平衡状态。现将水平拉直，物体处于平衡状态。现将L L2 2线剪断，求剪断瞬时物线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。体的加速度。L L1 1L L2 2解：解：L L2 2被剪断的瞬间，被剪断的瞬间，L L1 1上的张力大小发生了变化。上的张力大小

18、发生了变化。剪断瞬时物体的加速度剪断瞬时物体的加速度a=gsin.a=gsin.例例17、一根劲度系数为、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为下端系一质量为m的物体的物体,有一水平板将物体托住有一水平板将物体托住,并使弹并使弹簧处于自然长度。如图簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加所示。现让木板由静止开始以加速度速度a(ag)匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。与物体分离。8.面接触物体分离的条件及应用面接触物体分离的条件及应用相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物

19、体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关案例。下面举例说明。图7例例18、如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量、如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体都不计，盘内放一个物体P处于静止，处于静止，P的质量的质量m=12kg，弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给。现在给P施加一个竖直向上施加一个竖直向上的力的力F，使，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内内F是变力，在是变力，在0.2s以后以后F是恒力，是恒力，g=10m/s2,则则F的最小值是

20、的最小值是 ，F的最大值是的最大值是 。8.面接触物体分离的条件及应用面接触物体分离的条件及应用相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关案例。下面举例说明。F图8分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。在0_0.2s这段时间内P向上运动的距离：x=mg/k=0.4m因为，所以P在这段时间的加速度 当P开始运动时拉力最小，此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,

21、又因此时N=mg，所以有Fmin=ma=240N.当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m(a+g)=360N.例例19、一弹簧秤的秤盘质量、一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg，盘内放一质量为，盘内放一质量为m2=105kg的物体的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图，系统处于静止状态，如图9所示。现给所示。现给P施加施加一个竖直向上的力一个竖直向上的力F，使，使P从静止开始向上做匀加速直线从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初运动，已知在最初0.2s内内F是变化的，在是变化的，在0.2s后是恒定的，后是恒定的，求求F的最大值

22、和最小值各是多少？（的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）8.面接触物体分离的条件及应用面接触物体分离的条件及应用相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关案例。下面举例说明。F图9分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘的质量m1=1.5kg，所以此时弹簧不能处于原长，这与例2轻盘不同。设在0_0.2s这段时间内P向上运动的距离为x,对物体P据牛顿第二定律可得：F+N-m2g=m2a对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得：令N=0，并由述二式求得，而，所以求得a=6m/s2.当P开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P整体有Fmin=(m1+m2)a=72N.当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m2(a+g)=168N.