1、章末知识总结复习 第四章运动和力的关系 牛顿第 一定律 运 动 和 力 的 关 系 性：a的方向与F的方向一致 性：a随F的变化而变化 性：每个力都能使物体产生一个加速度 理解 理解 力是改变物体 的原因 一切物体在任何情况下都具有惯性， 是惯性大小的唯一 量度 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在 它上面的力迫使它改变这种状态 运动状态 质量 牛顿第 二定律 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 相同 表达式：F_ 正比 反比作用力的方向 ma 矢量 瞬时 独立 超重：加速度a ，FNG 失重：加速度a ，FNG 完全失重：加速度方
2、向竖直向下，且a ，FN0 超重和失重 两类基本问题 从运动情况确定受力 从受力确定运动情况 力学单位制：基本量与基本单位、导出单位、单位制的应用 向上 g 应用 向下 运 动 和 力 的 关 系 创新设计创新设计 网络构建专题突破 突破一动力学的两类基本问题突破一动力学的两类基本问题 动力学动力学两类基本问题是指已知物体的受力情况求其运动情况和已知物体的运动情况两类基本问题是指已知物体的受力情况求其运动情况和已知物体的运动情况 求其受力情况，解决这两类基本问题的思路方法示意图如下：求其受力情况，解决这两类基本问题的思路方法示意图如下： 其中受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速
3、度是联系力和其中受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是联系力和 运动的桥梁。运动的桥梁。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 例例1 某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角30、长、长L 72 m的斜面。一名游客连同滑草装置总质量的斜面。一名游客连同滑草装置总质量m80 kg，他从静止开始匀加速下滑，他从静止开始匀加速下滑， 在时间在时间t5 s内沿斜面滑下的位移内沿斜面滑下的位移x50 m。(不计空气阻力，取不计空气阻力，取g10 m/s2，结果保，结果保 留留2位有效数字位有效数字)问：问： (1)滑草
4、装置与草皮之间的动摩擦因数滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大？为多大？ (2)若滑草装置与水平地面间的动摩擦因数为若滑草装置与水平地面间的动摩擦因数为0.8，则人在山坡上滑下后还能在水平，则人在山坡上滑下后还能在水平 地面上滑多远？地面上滑多远？ 创新设计创新设计 网络构建专题突破 则沿斜面方向，由牛顿第二定律得则沿斜面方向，由牛顿第二定律得mgsin FNma1 垂直斜面方向上垂直斜面方向上FNmgcos 创新设计创新设计 网络构建专题突破 (2)设到达坡底的速度为设到达坡底的速度为v，则有，则有v22a1L，则，则v24 m/s 在水平地面上的加速度大小为在水平地面上的加速度大小为a2，
5、且，且a2g8 m/s2 在水平地面上做匀减速直线运动，设速度减到在水平地面上做匀减速直线运动，设速度减到0时水平位移为时水平位移为x1 则有则有0v22a2x1 联立以上三式并代入数据得联立以上三式并代入数据得x136 m。 答案答案(1)0.12(2)36 m 创新设计创新设计 网络构建专题突破 方法凝炼两类动力学问题的解题步骤方法凝炼两类动力学问题的解题步骤 创新设计创新设计 网络构建专题突破 针对训练针对训练1 如图所示，质量如图所示，质量m2 kg的物体的物体(可看作质点可看作质点)静止于水平地面上的静止于水平地面上的A处，处，A、 B间距间距L20 m。用大小为。用大小为30 N、
6、沿水平方向向右的外力、沿水平方向向右的外力(图中未画出图中未画出)拉此物体，经拉此物体，经 t02 s拉至拉至B处。处。(取取g10 m/s2) (1)求物体与地面间的动摩擦因数求物体与地面间的动摩擦因数； (2)用大小为用大小为30 N、与水平方向成、与水平方向成37角的力斜向右上拉此物体，使物体从角的力斜向右上拉此物体，使物体从A处由静处由静 止开始运动并能到达止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间处，求该力作用的最短时间t。(已知已知cos 370.8，sin 37 0.6) 创新设计创新设计 网络构建专题突破 解析解析(1)物体做匀加速运动物体做匀加速运动 由牛顿第二定律由牛顿第
7、二定律FFfma0 创新设计创新设计 网络构建专题突破 (2)要使该力作用的时间最短，物体应先以大小为要使该力作用的时间最短，物体应先以大小为a的加速度匀加速运动时间的加速度匀加速运动时间t，撤去外，撤去外 力后，物体再以大小为力后，物体再以大小为a的加速度匀减速运动时间的加速度匀减速运动时间t到达到达B处，到达处，到达B处的速度恰为处的速度恰为0， 由牛顿第二定律由牛顿第二定律 Fcos 37(mgFsin 37)ma 由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有atat 创新设计创新设计 网络构建专题突破 联立解得联立解得t1.0
8、3 s 答案答案(1)0.5(2)1.03 s 创新设计创新设计 网络构建专题突破 突破二应用牛顿运动定律处理多过程问题突破二应用牛顿运动定律处理多过程问题 1.按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态或不同的状态)进行分析进行分析(包括列式计包括列式计 算算)的解题方法称为程序法。解题的基本思路：正确划分出题目中有多少个不同过的解题方法称为程序法。解题的基本思路：正确划分出题目中有多少个不同过 程或多少个不同状态，然后对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果。程或多少个不同状态，然后对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果
9、。 2.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程 组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程。联系点：前组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程。联系点：前 一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等。一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 例例2 科研人员乘气球进行科学考察。气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为科研人员乘气球进行科学考察。气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为 990 kg
10、。气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住。堵住时。气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住。堵住时 气球下降速度为气球下降速度为1 m/s，且做匀加速运动，且做匀加速运动，4 s内下降了内下降了12 m。为使气球安全着陆，。为使气球安全着陆， 向舱外缓慢抛出一定的压舱物。此后发现气球做匀减速运动，下降速度在向舱外缓慢抛出一定的压舱物。此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5 min 内减小内减小3 m/s。若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度。若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g9.89 m/s2， 求抛掉的压舱物的质量。求抛掉的压舱物的质量。
11、 创新设计创新设计 网络构建专题突破 解得解得a11 m/s2 设漏气后浮力为设漏气后浮力为F，抛压舱物前质量为，抛压舱物前质量为m，抛掉压舱物的质量为，抛掉压舱物的质量为m，对过程分析，对过程分析， 如图所示，由牛顿第二定律得如图所示，由牛顿第二定律得mgFma1 抛压舱物后，抛压舱物后，va2t 解得解得a20.01 m/s2 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F(mm)g(mm)a2 解得解得m101 kg 答案答案101 kg 创新设计创新设计 网络构建专题突破 方法凝炼分析多过程问题的要领方法凝炼分析多过程问题的要领 (1)将多过程分解为多个子过程，各子过程间由衔接点连接。将多过程分解
12、为多个子过程，各子过程间由衔接点连接。 (2)对各子过程进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。对各子过程进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。 (3)根据子过程和衔接点的模型特点选择合理的动力学规律列方程。根据子过程和衔接点的模型特点选择合理的动力学规律列方程。 (4)分析衔接点的速度等联系，确定各子过程间的时间关系、位移关系、速度关分析衔接点的速度等联系，确定各子过程间的时间关系、位移关系、速度关 系等，并列出相关的辅助方程。系等，并列出相关的辅助方程。 (5)联立方程组，分析求解，并对结果进行必要的讨论或验证。联立方程组，分析求解，并对结果进行必要的讨论或验
13、证。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 针对训练针对训练2 某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图 甲所示。将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康甲所示。将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康 秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先 加速、再匀速、最终减速停下。已知电动扶梯与水平方向夹角为加速、再匀速、最终减速停下。已知电动扶梯与水平方向夹角为37。重力加速。重力
14、加速 度度g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。某次测量的三个阶段中电子健康秤。某次测量的三个阶段中电子健康秤 的示数的示数F随时间随时间t的变化关系如图乙所示。的变化关系如图乙所示。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 (1)画出加速过程中实验员的受力示意图；画出加速过程中实验员的受力示意图； (2)求该次测量中实验员的质量求该次测量中实验员的质量m； (3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小和减速过程的加速度大小a2。 解析解析(1)加速过程中实验员受到重力加速过程中实验员受到重力mg、静摩擦力
15、、静摩擦力Ff、支持力、支持力FN，如图所示。，如图所示。 (2)36 s电动扶梯做匀速运动，实验员受力平衡电动扶梯做匀速运动，实验员受力平衡 FN2mg600 N，m60 kg。 (3)加速阶段，竖直方向加速阶段，竖直方向 FN1mgma1sin 37 解得解得a1 m/s20.56 m/s2 减速阶段，竖直方向减速阶段，竖直方向mgFN3ma2sin 37 解得解得a20.42 m/s2。 答案答案(1)见解析图见解析图(2)60 kg(3)0.56 m/s20.42 m/s2 创新设计创新设计 网络构建专题突破 突破三滑块突破三滑块木板模型木板模型 1.叠放在一起的滑块叠放在一起的滑块木
16、板，它们之间存在摩擦力，在其他外力作用下它们或者以木板，它们之间存在摩擦力，在其他外力作用下它们或者以 相同的加速度运动，或者加速度不同，当然无论是哪种情况，受力分析和运动过程相同的加速度运动，或者加速度不同，当然无论是哪种情况，受力分析和运动过程 分析都是解题的关键。对此类问题的分析，必须清楚加速度、速度、位移等之间的分析都是解题的关键。对此类问题的分析，必须清楚加速度、速度、位移等之间的 关系。关系。 2.滑块滑块木板模型的三个基本关系木板模型的三个基本关系 (1)加速度关系：如果滑块与木板之间没有发生相对运动，可以用加速度关系：如果滑块与木板之间没有发生相对运动，可以用“整体法整体法”求
17、出它求出它 们一起运动的加速度；如果滑块与木板之间发生相对运动，应采用们一起运动的加速度；如果滑块与木板之间发生相对运动，应采用“隔离法隔离法”求出求出 滑块与木板运动的加速度。应注意找出滑块与木板是否发生相对运动等隐含条件。滑块与木板运动的加速度。应注意找出滑块与木板是否发生相对运动等隐含条件。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 (2)速度关系：滑块与木板之间发生相对运动时，明确滑块与木板的速度关系，从而速度关系：滑块与木板之间发生相对运动时，明确滑块与木板的速度关系，从而 确定滑块与木板受到的摩擦力。应注意当滑块与木板的速度相同时，摩擦力会发生突确定滑块与木板受到的摩擦力。应注意当滑块与
18、木板的速度相同时，摩擦力会发生突 变的情况。变的情况。 (3)位移关系：滑块与木板叠放在一起运动时，应仔细分析滑块与木板的运动过程，位移关系：滑块与木板叠放在一起运动时，应仔细分析滑块与木板的运动过程， 明确滑块与木板对地的位移和滑块与木板之间的相对位移之间的关系。明确滑块与木板对地的位移和滑块与木板之间的相对位移之间的关系。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 例例3 如图所示，质量如图所示，质量M8 kg的长木板放在光滑的水平面上，在长木板左端加一水的长木板放在光滑的水平面上，在长木板左端加一水 平恒定推力平恒定推力F8 N，当长木板向右运动的速度达到，当长木板向右运动的速度达到1.5 m
19、/s 时，在长木板前端轻轻时，在长木板前端轻轻 地放上一个大小不计、质量为地放上一个大小不计、质量为m2 kg的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数 0.2，长木板足够长。，长木板足够长。(g取取10 m/s2) ( (1)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？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？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，经过从小物块放上长木板开始，经过t1.5 s小物块的位移大小为多少？小物块的位移大小为多少？ 创新设计创新设计 网络构建专题突破
20、解析解析(1)物块的加速度物块的加速度amg2 m/s2 (2)由由amtv0aMt可得可得t1 s。 1 s末速度为末速度为vamt2 m/s 创新设计创新设计 网络构建专题突破 通过的总位移通过的总位移xx1x22.1 m。 答案答案(1)2 m/s20.5 m/s2(2)1 s(3)2.1 m 方法技巧方法技巧“滑块滑块木板木板”模型的分析技巧模型的分析技巧 (1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加 速度。速度。 (2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度对滑块和木板
21、进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度 关系，建立方程，特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移。关系，建立方程，特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移。 创新设计创新设计 网络构建专题突破 针对训练针对训练3 如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为0.64 m、质量为、质量为4 kg的木的木 板板A，在木板的左端有一个质量为，在木板的左端有一个质量为2 kg的小物体的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为 0.2，当对，当对B施加水平向右的力施加水平向右的力F10 N 作用时，求经过多长的时间可将作用时，求经过多长的时间可将B从木板从木板A 的左端拉到右端？的左端拉到右端？(设设A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等，间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等，g取取 10 m/s2) 创新设计创新设计 网络构建专题突破 答案答案0.8 s
