高考物理 基礎知識梳理專項復習7 第二節(jié) 牛頓運動定律的應用課件

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1、第二節(jié)牛頓運動定律的應用第二節(jié)牛頓運動定律的應用課堂互動講練課堂互動講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第二二節(jié)節(jié)牛牛頓頓運運動動定定律律的的應應用用基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理一、兩類基本問題一、兩類基本問題應用牛頓運動定律求解的問題主要有兩類：應用牛頓運動定律求解的問題主要有兩類：1已知受力情況求運動情況已知受力情況求運動情況2已知運動情況求受力情況已知運動情況求受力情況在這兩類問題中，在這兩類問題中，_是聯(lián)系力和運動的橋是聯(lián)系力和運動的橋梁梁_分析和分析和_分析是解決問題的關分析是解決問題的關鍵，求解這兩類問題的思路可用下圖來表示鍵，求解這兩類問題的

2、思路可用下圖來表示加速度加速度受力受力運動過程運動過程二、兩類基本問題的求解思路二、兩類基本問題的求解思路1已知物體的受力情況求物體的運動情況已知物體的受力情況求物體的運動情況根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的合外力，然后應用根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的合外力，然后應用牛頓第二定律牛頓第二定律Fma求出物體的求出物體的_，再根據(jù)初始，再根據(jù)初始條件由運動學公式就可以求出物體的運動情況條件由運動學公式就可以求出物體的運動情況物體物體的速度、位移或運動時間等的速度、位移或運動時間等2已知物體的運動情況求物體的受力情況已知物體的運動情況求物體的受力情況根據(jù)物體的運動情況，利用運動學公式求出物體的根

3、據(jù)物體的運動情況，利用運動學公式求出物體的_，然后再應用牛頓第二定律，然后再應用牛頓第二定律Fma求出物體所求出物體所受的合外力，進一步求出某些未知力受的合外力，進一步求出某些未知力加速度加速度加速度加速度思考感悟思考感悟在計算時，各物理量單位應如何計算？在計算時，各物理量單位應如何計算？提示：提示：在計算的時候，如果所有的已知量都用同一種單在計算的時候，如果所有的已知量都用同一種單位制中的單位來表示，那么，只要正確地應用物理公式，位制中的單位來表示，那么，只要正確地應用物理公式，計算的結果就總是用這個單位制中的單位來表示，而在計算的結果就總是用這個單位制中的單位來表示，而在計算過程中不必所有

4、的物理量都帶單位計算過程中不必所有的物理量都帶單位課堂互動講練課堂互動講練一、已知受力情況求運動情況一、已知受力情況求運動情況根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況，可以求出物體的加速度；再知道物體的初始條可以求出物體的加速度；再知道物體的初始條件件(初位置和初速度初位置和初速度)，根據(jù)運動學公式，就可以，根據(jù)運動學公式，就可以求出物體在任一時刻的位置和速度，也就可以求出物體在任一時刻的位置和速度，也就可以求解物體的運動情況常用合成法和正交分解求解物體的運動情況常用合成法和正交分解法求加速度法求加速度1合成法合成法若物體只受兩個力作用而產(chǎn)生加速度時，根據(jù)牛頓

5、第二若物體只受兩個力作用而產(chǎn)生加速度時，根據(jù)牛頓第二定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個力的合外力定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個力的合外力方向就是加速度方向特別是兩個力互相垂直或相等時，方向就是加速度方向特別是兩個力互相垂直或相等時，應用力的合成法比較簡單當物體受多個力作用產(chǎn)生加應用力的合成法比較簡單當物體受多個力作用產(chǎn)生加速度時，可以先求出其合力，再應用牛頓第二定律求加速度時，可以先求出其合力，再應用牛頓第二定律求加速度速度2正交分解法正交分解法當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法通常是分解力，但在有些情況下分解加

6、速度交分解法通常是分解力，但在有些情況下分解加速度更簡單更簡單(1)分解力：一般將物體受到的各個力沿加速度方向和分解力：一般將物體受到的各個力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，則：垂直于加速度方向分解，則：F合合xma(沿加速度方向沿加速度方向)，F(xiàn)合合y0(垂直于加速度方向垂直于加速度方向)(2)分解加速度：當物體受的力相互垂直時，沿這兩個分解加速度：當物體受的力相互垂直時，沿這兩個相互垂直的方向分解加速度，再應用牛頓第二定律列方相互垂直的方向分解加速度，再應用牛頓第二定律列方程求解，有時更簡單程求解，有時更簡單【名師點睛名師點睛】物體的運動情況是由所受的力及物體運物體的運動情況是由所受的

7、力及物體運動的初始狀態(tài)共同決定的動的初始狀態(tài)共同決定的即時應用即時應用 ( (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1.如圖如圖321所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成成37角，一裝潢工人手持綁著刷子的木桿粉刷天花角，一裝潢工人手持綁著刷子的木桿粉刷天花板工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大板工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為小為F10 N，刷子的質(zhì)量為，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)，刷子可視為質(zhì)點刷點刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)為子與天花板間的動摩擦因數(shù)為0.5，天花板長為，天花板長為L4 m，取，取sin370.6，g

8、10 N/kg.試求：試求：(1)刷子沿天花板向上運動的加速度大小；刷子沿天花板向上運動的加速度大?。?2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間圖圖321答案：答案：(1)2 m/s2(2)2 s二、已知運動情況求受力情況二、已知運動情況求受力情況根據(jù)物體的運動情況，由運動學公式可以求出加速度，根據(jù)物體的運動情況，由運動學公式可以求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的受力情況，從而求出再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的受力情況，從而求出未知的力，或與力相關的某些物理量，如動摩擦因數(shù)、未知的力，或與力相關的某些物理量，如動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等

9、常用整體法和隔離法處理勁度系數(shù)、力的方向等常用整體法和隔離法處理1整體法：當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可整體法：當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和當整體受到的外力等于各物體的質(zhì)量之和當整體受到的外力F已知時，已知時，可用牛頓第二定律求出整體的加速度，這種處理問題的可用牛頓第二定律求出整體的加速度，這種處理問題的思維方法叫做整體法思維方法叫做整體法2隔離法：從研究的方便出發(fā)，當求系統(tǒng)內(nèi)物體間相隔離法：從研究的方便出發(fā)，當求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力時，常把某個物體從系統(tǒng)中互

10、作用的內(nèi)力時，常把某個物體從系統(tǒng)中“隔離隔離”出來出來進行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連進行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連接體問題的思維方法叫做隔離法接體問題的思維方法叫做隔離法【名師點睛名師點睛】處理連接體問題時，整體法與隔離法往處理連接體問題時，整體法與隔離法往往交叉使用，一般的思路是先用整體法求加速度，再用往交叉使用，一般的思路是先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的作用力隔離法求物體間的作用力即時應用即時應用 ( (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2.光滑的光滑的L型木板型木板P放在固定光滑斜面上，輕質(zhì)彈簧一放在固定光滑斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板

11、上，另一端與置于木板上表面的滑塊端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相相連，如圖連，如圖322所示若所示若P、Q一起沿斜面加速下滑，一起沿斜面加速下滑，不計空氣阻力則木板不計空氣阻力則木板P的受力個數(shù)為的受力個數(shù)為()A3B4C5 D6圖圖322解析：解析：選選A.以整體為研究對象可知以整體為研究對象可知agsin以滑塊為研究對象，設彈簧對滑塊的彈力為以滑塊為研究對象，設彈簧對滑塊的彈力為F.由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得FmgsinmaF0即彈簧不產(chǎn)生彈力即彈簧不產(chǎn)生彈力物體物體P受到重力，斜面對受到重力，斜面對P的支持力，的支持力，Q對對P的壓力共的壓力共3個力的作用個力的作用

12、三、臨界和極值問題三、臨界和極值問題在我們研究的許多運動學問題中，相關的物理量間存在在我們研究的許多運動學問題中，相關的物理量間存在著一定的制約關系，在物體的運動狀態(tài)變化過程中，往著一定的制約關系，在物體的運動狀態(tài)變化過程中，往往達到某個特定的狀態(tài)時，有關的物理量將出現(xiàn)極限或往達到某個特定的狀態(tài)時，有關的物理量將出現(xiàn)極限或發(fā)生突變，此狀態(tài)就叫做臨界狀態(tài)；相應地，待求解的發(fā)生突變，此狀態(tài)就叫做臨界狀態(tài)；相應地，待求解的物理量的值就叫做臨界值利用臨界值來作為解題思路物理量的值就叫做臨界值利用臨界值來作為解題思路的突破口是一種很有用的思考途徑，也可以說是利用臨的突破口是一種很有用的思考途徑，也可以說

13、是利用臨界條件求解這類問題的關鍵在于抓住滿足臨界值的條界條件求解這類問題的關鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準確地分析物理過程，進行求解件，準確地分析物理過程，進行求解【名師點睛名師點睛】能夠應用臨界值解決的一類題目往往能夠應用臨界值解決的一類題目往往在題目的題干中給出：在題目的題干中給出：“恰好恰好”“”“最大最大”“”“最最小小”“”“至少至少”等等字眼等等字眼即時應用即時應用 ( (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)3.一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為0.2 kg的小球用細繩吊在底角的小球用細繩吊在底角53的的斜面頂端，如圖斜面頂端，如圖323所示斜面靜止時，球緊靠在所示斜面靜止時，球緊靠在斜面上，

14、繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以10 m/s2的加速度向左做加速運動時，求繩子的拉力及斜面對小的加速度向左做加速運動時，求繩子的拉力及斜面對小球的彈力球的彈力(g取取10 m/s2)圖圖323答案：答案：2.83 N0經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究正交分解法在牛頓定律中的應用正交分解法在牛頓定律中的應用 風洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)風洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風力現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室，節(jié)的風力現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑小球孔徑略大于細桿直徑(1)當桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風力的大小，使

15、當桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風力的大小，使小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動摩擦因數(shù)倍，求小球與桿間的動摩擦因數(shù)(2)保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角保持小球所受風力不變，使桿與水平方向間夾角為為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離s所需時間為多少？所需時間為多少？(sin370.6，cos370.8)【思路點撥思路點撥】物體受到多個力作用時常采用正交物體受到多個力作用時常采用正交分解法求解分解法求解圖圖324【規(guī)律總結規(guī)律總結】選哪

16、個方向為選哪個方向為x軸的正方向，所得的軸的正方向，所得的結果都是一樣的，但在選坐標系時，為使解題方便，結果都是一樣的，但在選坐標系時，為使解題方便，應使盡量多的力在坐標軸上，以減少分解的矢量個應使盡量多的力在坐標軸上，以減少分解的矢量個數(shù)數(shù)互動探究互動探究1在第在第(2)問中，球與桿間無相互作用力時，問中，球與桿間無相互作用力時，風力是重力的幾倍？風力是重力的幾倍？ 如圖如圖325所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為為m和和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是不可伸長的輕繩相連，

17、木塊間的最大靜摩擦力是mg.現(xiàn)用水平拉力現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉力為多少？的最大拉力為多少？整體法和隔離法的應用整體法和隔離法的應用圖圖325【思路點撥思路點撥】解答本題的關鍵是正確地判斷出當輕解答本題的關鍵是正確地判斷出當輕繩拉力最大時，物體繩拉力最大時，物體A、B間和物體間和物體C、D間的靜摩擦間的靜摩擦力哪一個達到了最大靜摩擦力力哪一個達到了最大靜摩擦力【規(guī)律總結規(guī)律總結】當求各部分之間的作用力時一定要用隔當求各部分之間的作用力時一定要用隔離法考慮解題的方便有兩個原

18、則：一是選出的隔離體離法考慮解題的方便有兩個原則：一是選出的隔離體方程中應包含所求的未知量；二是在獨立方程的個數(shù)等方程中應包含所求的未知量；二是在獨立方程的個數(shù)等于未知量的前提下，隔離體的數(shù)目應盡可能少于未知量的前提下，隔離體的數(shù)目應盡可能少 互動探究互動探究2例例2中，木塊中，木塊D受到的摩擦力是多少？受到的摩擦力是多少？ (滿分樣板滿分樣板12分分)如圖如圖326所示，在光滑的所示，在光滑的水平面上停放著小車水平面上停放著小車B，車上左端有一小物體，車上左端有一小物體A，A和和B之間的接觸面前一段光滑，后一段粗糙，且后一段之間的接觸面前一段光滑，后一段粗糙，且后一段的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)

19、0.4，小車長，小車長L2 m，A的質(zhì)量的質(zhì)量mA1 kg，B的質(zhì)量的質(zhì)量mB4 kg，現(xiàn)用，現(xiàn)用12 N的水平力的水平力F向左拉向左拉動小車，當動小車，當A到達到達B的最右端時，兩者速度恰好相等，的最右端時，兩者速度恰好相等，求求A和和B間光滑部分的長度間光滑部分的長度(g取取10 m/s2)物塊在木板上滑動的問題物塊在木板上滑動的問題圖圖326【思路點撥思路點撥】利用隔離法分別對小車利用隔離法分別對小車B與小物體與小物體A進進行受力分析，再由牛頓第二定律求解兩者的加速度，由行受力分析，再由牛頓第二定律求解兩者的加速度，由運動學規(guī)律及題中已知的速度與位移之間存在的關系列運動學規(guī)律及題中已知的

20、速度與位移之間存在的關系列方程求解方程求解【答案】【答案】0.8 m【誤區(qū)警示誤區(qū)警示】對小物體對小物體A與小車與小車B的受力分析容易出的受力分析容易出錯，而導致對運動狀態(tài)的分析錯誤開始階段，由于小錯，而導致對運動狀態(tài)的分析錯誤開始階段，由于小物體水平方向不受外力，故小物體物體水平方向不受外力，故小物體A應處于靜止狀態(tài)；應處于靜止狀態(tài)；當小物體當小物體A進入粗糙部分后，由于兩者發(fā)生了相對滑動，進入粗糙部分后，由于兩者發(fā)生了相對滑動，則小車則小車B的受力發(fā)生了變化，對應的加速度也發(fā)生變的受力發(fā)生了變化，對應的加速度也發(fā)生變化化 水平傳送帶被廣泛地應用于機場和火車站，如圖水平傳送帶被廣泛地應用于機

21、場和火車站，如圖327所示為一水平傳送帶裝置示意圖緊繃的傳送帶所示為一水平傳送帶裝置示意圖緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率始終保持恒定的速率v1 m/s運行，一質(zhì)量為運行，一質(zhì)量為m4 kg的行李無初速度地放在的行李無初速度地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動設行李與傳送帶之間送帶相等的速率做勻速直線運動設行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)0.1，A、B間的距離間的距離L2 m，g取取10 m/s2.傳送帶上的問題傳送帶上的問題圖圖327(1)

22、求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大??；度的大??；(2)求行李做勻加速直線運動的時間；求行李做勻加速直線運動的時間；(3)如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到送到B處，求行李從處，求行李從A處傳送到處傳送到B處的最短時間和傳送帶處的最短時間和傳送帶對應的最小運行速率對應的最小運行速率【思路點撥思路點撥】行李與傳送帶速度不同時行李受摩擦力，行李與傳送帶速度不同時行李受摩擦力，速度相同時不受摩擦力速度相同時不受摩擦力【答案答案】(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s【題后反思題后反思】本題考查牛頓第二定律及運動學規(guī)本題考查牛頓第二定律及運動學規(guī)律明確運動情景與物體受力的對應關系是解決問題律明確運動情景與物體受力的對應關系是解決問題的關鍵的關鍵