高考物理二輪復習 專題3 牛頓運動定律課件.ppt

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1 專題3牛頓運動定律 考點10對牛頓運動定律的理解 考點11兩類動力學的基本問題 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 考點13超重和失重現(xiàn)象 考點14牛頓第二定律的臨界問題 考點15傳送帶及板塊模型問題 2 考點10對牛頓運動定律的理解 1 牛頓第一定律 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài) 直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止 它是物體不受外力作用時所遵循的運動規(guī)律 2 慣性 物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì) 1 慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān) 質(zhì)量越大 慣性越大 2 慣性是物體的固有屬性 不是一種力 在對物體進行受力分析時要尤為注意 3 牛頓第三定律 兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等 方向相反 作用在一條直線上 作用力和反作用力的性質(zhì)一定相同 但作用在兩個物體上 3 4 作用力和反作用力跟平衡力的區(qū)別 作用力和反作用力 異體 相互作用的兩物體 共線 作用在一條直線上 等值 大小相等 反向 方向相反 同存 同時存在同時消失 而平衡力是 同體 作用在同一物體上 共線 等值 反向 5 牛頓第二定律的內(nèi)容 物體的加速度跟物體所受外力的合力成正比 跟物體的質(zhì)量成反比 加速度的方向和合外力的方向相同 公式 F ma 6 牛頓第二定律具有 四性 1 矢量性 物體加速度的方向與物體所受合力的方向始終相同 2 瞬時性 力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系 即加速度和合外力總是同生 同滅 同時變化 4 3 同體性 同體性是指公式F ma中 F m a同屬于一個研究對象 這個研究對象可以是一個物體 也可以是幾個物體組成的系統(tǒng) 4 獨立性 作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律 而物體的實際加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和 分力和加速度的各個方向上的分量關(guān)系也遵循牛頓第二定律 即 Fx max Fy may 5 考法1對牛頓第一定律 第三定律的考查 1 考查慣性現(xiàn)象及其應(yīng)用高考通常會在結(jié)合生活實際現(xiàn)象考查慣性的理解及其應(yīng)用 在分析物體的慣性問題時 重點要掌握慣性的普遍性和固有性 1 普遍性是指自然界中一切物體都具有慣性 2 固有性是指不管物體是否受外力 是否運動 也不管處在何位置 其慣性大小只與質(zhì)量有關(guān) 2 考查對力與運動的關(guān)系的理解高考考題也會結(jié)合伽利略理想斜面實驗考查力與運動的關(guān)系 在分析力與運動的關(guān)系問題時 應(yīng)掌握以下兩點 考點10對牛頓運動定律的理解 6 1 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 運動狀態(tài)指物體的速度 而不是維持物體運動的原因 2 根據(jù)加速度定義 有速度變化就一定有加速度 但不能說a v或 因為產(chǎn)生加速度的原因是力 即3 考查牛頓第三定律高考對牛頓第三定律的考查通常體現(xiàn)在區(qū)別作用力和反作用力與平衡力上 其最直觀的方法是觀察力的作用點 考法2對牛頓第二定律的理解和應(yīng)用 在對牛頓第二定律的基本考查中 經(jīng)常涉及根據(jù)牛頓第二定律求解加速度 在解題時 需要求得物體的合力列出方程F ma求解 或者根據(jù)正交分解法利用牛頓第二定律的獨立性列出方程求解 考點10對牛頓運動定律的理解 7 1 合成法求合外力若物體只受兩個力的作用而產(chǎn)生加速度時 根據(jù)牛頓第二定律可知 利用矢量合成法則 如平行四邊形定則或三角形定則 求出合力的方向就是加速度的方向 特別是兩個力方向相同或相反時 此時加速度方向與物體運動方向在同一直線上 一般使用合成法更簡單 2 正交分解法與牛頓第二定律的結(jié)合應(yīng)用正交分解法是求解高中物理問題最重要的方法之一 在解答與牛頓運動定律結(jié)合的問題 即物體受到兩個以上的力的作用而產(chǎn)生加速度時 常用正交分解法解題 此時一定要根據(jù)物體的受力特點建立合適的坐標系 考點10對牛頓運動定律的理解 8 1 分解力求物體受力問題當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時 常用正交分解法解題 多數(shù)情況下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上 在沿加速度的方向由牛頓第二定律列出方程Fx ma 在垂直于加速度方向列出平衡方程Fy 0 進而求解 2 分解加速度求解受力問題分解加速度 這種方法一般是在以某個力的方向為x軸正方向時 其他的力都落在或大多數(shù)力落在兩個坐標軸上而不需要再分解力的情況下應(yīng)用 首先分析物體受力 然后建立直角坐標系 將加速度a分解為ax和ay 根據(jù)牛頓第二定律得Fx max Fy may 進而求解 考點10對牛頓運動定律的理解 9 考點10對牛頓運動定律的理解 10 考法3考查牛頓第二定律的瞬時性 高考對牛頓第二定律的瞬時性的考查 通常以小球 細繩 彈簧 支持面建立情景 求剪斷細繩或撤掉支持面時物體的加速度 關(guān)鍵是分析瞬時狀態(tài)前后的受力情況及運動狀態(tài) 再由牛頓第二定律求出瞬時加速度 此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立 考點10對牛頓運動定律的理解 11 考點10對牛頓運動定律的理解 返回專題首頁 12 考點11兩類動力學的基本問題 13 4 動力學的兩類問題解答兩類基本問題的方法和步驟如下 1 明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點 若過程比較復雜 應(yīng)分階段研究 找出相鄰過程的聯(lián)系點 通常是速度 再分別研究每一個物理過程 2 確定研究對象進行分析 畫出受力分析圖或運動過程圖 圖中應(yīng)注明力 速度 加速度的符號和方向 3 應(yīng)用牛頓運動定律和運動學公式求解 通常先用表示物理量的符號運算 解出所求物理量的表達式 然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入 通過運算求得結(jié)果 14 考法4解決兩類動力學的基本問題 考點11兩類動力學的基本問題 15 考點11兩類動力學的基本問題 16 返回專題首頁 考點11兩類動力學的基本問題 17 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 1 連接體 兩個或兩個以上物體相互組成的系統(tǒng)稱為連接體 比較常見的連接體有三種 1 用細繩連接的物體系 如圖甲所示 2 相互擠壓在一起的物體系 如圖乙所示 3 相互摩擦的物體系 如圖丙所示 2 外力和內(nèi)力 如果以物體組成的系統(tǒng)為研究對象 系統(tǒng)之外的物體對該系統(tǒng)的作用力稱為外力 而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力稱為內(nèi)力 18 3 整體法 在連接體問題中 如果不要求知道各個物體之間的相互作用力 并且各個物體具有相同的加速度 此時把它們看成一個整體來分析較方便 這種方法稱為整體法 4 隔離法 如果需要知道系統(tǒng)中物體之間的相互作用力 就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來 分析物體的受力情況和運動情況 這種方法稱為隔離法 19 1 已知連接體外力情況求解連接體的內(nèi)力先用整體法求出系統(tǒng)的加速度 再用隔離法求解出物體間的內(nèi)力 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 考法5求解簡單的連接體問題 在分析和求解連接體問題時 關(guān)鍵是研究對象的選取問題 也就是先采用隔離法還是先采用整體法的問題 選擇原則 一是要包含待求量 二是所選隔離對象和所列方程數(shù)盡可能少 20 根據(jù)此題的求解過程 可知求解此類問題應(yīng)抓住三點 1 分析系統(tǒng)受到的外力 2 靈活隔離出某一個物體 3 建立直角坐標系 根據(jù)牛頓第二定律列出方程 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 21 2 已知連接體的內(nèi)力求解連接體的外力先用隔離法分析某一個物體的受力和運動情況 求出其加速度 再用整體法求解外力 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 22 考法6加速度不同的物體系的受力問題 牛頓第二定律不僅適用于單個物體 同樣也適用于系統(tǒng) 系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度可以相同也可以不相同 若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同 如m1 m2的加速度分別為a1 a2 這時可利用牛頓第二定律列出方程F m1a1 m2a2 若將各個物體的加速度正交分解后 物體系統(tǒng)的牛頓第二定律正交分解式為 Fx m1a1x m2a2x mnanx Fy m1a1y m2a2y mnany 返回專題首頁 考點12利用整體法和隔離法求解連接體問題 23 考點13超重和失重現(xiàn)象 1 超重 物體對支持物的壓力 或?qū)依K的拉力 大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象 當物體具有向上的加速度時就處于超重狀態(tài) 2 失重 物體對支持物的壓力 或?qū)依K的拉力 小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象 當物體具有向下的加速度時就處于失重狀態(tài) 當a g時 物體處于完全失重狀態(tài) 3 視重與實重 實重即物體的實際重力 G mg 視重即看起來物體有多重 它的大小等于物體對支持物的壓力或者對懸繩的拉力的大小 24 考法7對超重和失重的理解 1 對超重和失重的理解要從以下三者的比較中理解 1 物體處于平衡狀態(tài)時 載體對物體的作用力 支持力或拉力 等于物體重力 2 發(fā)生超重時 物體具有豎直向上的加速度 載體對物體的作用力大于物體重力 3 發(fā)生失重時 物體具有豎直向下的加速度 載體對物體作用的力小于物體重力 考點13超重和失重現(xiàn)象 高考對超重和失重的考查主要是對超重和失重的理解 圖像識別和有關(guān)彈力的計算 25 2 并非物體在豎直方向上運動時 才會出現(xiàn)超重或失重現(xiàn)象 只要加速度具有向上的分量 物體就處于超重狀態(tài) 同理只要加速度具有向下的分量 物體就處于失重狀態(tài) 考點13超重和失重現(xiàn)象 2 對超重和失重的理解注意以下兩點 1 發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度方向無關(guān) 只決定于加速度的方向 26 3 完全失重是物體的加速度恰等于重力產(chǎn)生的加速度 物體與周圍物體間的作用力為零 做拋體運動的物體處于完全失重狀態(tài) 自由落體 平拋 斜拋 豎直上拋和豎直下拋 繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星 其向心加速度也只由重力提供 所以也處于完全失重狀態(tài) 考法8超重和失重的計算 設(shè)物體的質(zhì)量為m 物體的加速度大小為a 當?shù)氐闹亓铀俣葹間 則 1 超重時 物體的加速度向上 由牛頓第二定律得F視 mg ma 則F視 mg ma 視重等于實重加上ma 視重比實重超出了ma 考點13超重和失重現(xiàn)象 27 2 失重時 物體的加速度向下 由牛頓第二定律得mg F視 ma 則F視 mg ma 視重等于實重減去ma 視重比實重 失去 了ma 考點13超重和失重現(xiàn)象 28 返回專題首頁 考點13超重和失重現(xiàn)象 29 考點14牛頓第二定律的臨界問題 考法9牛頓第二定律的臨界問題 在物體的運動狀態(tài)變化的過程中 相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)生變化 當物體的運動變化到某個特定狀態(tài)時 有關(guān)的物理量將發(fā)生突變 該物理量的值叫臨界值 臨界狀態(tài)的問題經(jīng)常和最大值 最小值聯(lián)系在一起 它需要在給定的物理情境中求解某些物理量的上限或下限 研究處理這類問題的關(guān)鍵 1 要能分析出臨界狀態(tài)的由來 2 要能抓住處于臨界狀態(tài)時物體的受力 運動狀態(tài)的特征 或者說對物體運動情況的正確描述 對臨界狀態(tài)的判斷與分析 30 常見類型 1 相互接觸的兩物體脫離的臨界條件是相互作用的彈力為零 即N 0 考點14牛頓第二定律的臨界問題 31 2 繩子松弛的臨界條件是繩中張力為零 即T 0 考點14牛頓第二定律的臨界問題 32 3 存在靜摩擦力的連接系統(tǒng) 相對靜止與相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值 即f靜 fm 考點14牛頓第二定律的臨界問題 33 4 與彈簧有關(guān)的臨界問題與彈簧有關(guān)的臨界問題一般有兩大類 與地面或與固定擋板分離 最大速度問題 返回專題首頁 考點14牛頓第二定律的臨界問題 34 考點15傳送帶及板塊模型問題 考法10傳送帶問題 有關(guān)傳送帶的問題種類較多 傳送帶分水平 傾斜兩種情況 按轉(zhuǎn)速是否變化分勻速 勻加速 勻減速三種情況 一般與摩擦力相聯(lián)系 還能與能量問題聯(lián)系起來 最主要的是摩擦力與相對運動的情況相關(guān) 摩擦力的情形比較復雜 考查對整個力學知識的掌握和綜合分析問題的能力 一定要分析清楚摩擦力是動力還是阻力 摩擦力的種類和方向 還要將運動和力的關(guān)系以及物理過程理順 才能有清晰的解題思路 突破方法是先正確理解摩擦力產(chǎn)生的條件 方向的判斷方法 大小的決定因素等 35 1 若物體是輕輕地放在了水平勻速運動的傳送帶上 如圖 那么物體一定要和傳送帶之間產(chǎn)生相對滑動 物體和傳送帶一定同時受到方向相反的滑動摩擦力 2 物體輕放在加速運動的傳送帶上 1 若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較大 而傳送帶加速度相對較小 物體先在滑動摩擦力作用下加速 當物體速度增大到和傳送帶相同時 兩者相對靜止 此后 物體受靜摩擦力作用 和皮帶一起加速運動 2 若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)較小 而傳送帶的加速度相對較大 物體不可能和傳送帶保持相對靜止 物體在滑動摩擦力作用下一直向前加速運動 考點15傳送帶及板塊模型問題 36 3 若物體與水平傳送帶保持相對靜止一起勻速運動 則它們之間無摩擦力 否則物體不可能勻速運動 4 若物體以大于傳送帶的速度沿傳送帶運動方向滑上傳送帶 則物體將受到傳送帶提供的使它減速的摩擦力作用 直到減速到和傳送帶有相同的速度 相對傳送帶靜止為止 5 若傳送帶是傾斜方向的 因為在運動方向上 物體要受重力沿斜面向下的分力作用 該力和物體運動的初速度共同決定相對運動或相對運動趨勢方向 關(guān)鍵點撥 摩擦力突變 大小 方向 發(fā)生在v物與v帶相同的時刻 考點15傳送帶及板塊模型問題 37 考法11板塊模型 1 模型特點 上 下疊放兩個物體 并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動 2 建模指導解此類題的基本思路 1 分析滑塊和木板的受力情況 根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度 2 對滑塊和木板進行運動情況分析 找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系 建立方程 特別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移 考點15傳送帶及板塊模型問題