27《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》單元小結(jié)

1、課時(shí)課時(shí)27牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律單元小結(jié)單元小結(jié)本單元知識(shí)梳理本單元知識(shí)梳理方法歸納方法歸納一、兩種重要思維方法一、兩種重要思維方法1理想實(shí)驗(yàn)法：所謂理想實(shí)驗(yàn)法：所謂“理想實(shí)驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)”，又叫，又叫“假想實(shí)假想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)”，它是人們?cè)谒枷胫兴茉斓睦硐脒^(guò)程，是一種邏輯推理，它是人們?cè)谒枷胫兴茉斓睦硐脒^(guò)程，是一種邏輯推理的思維過(guò)程和理論研究的重要方法，的思維過(guò)程和理論研究的重要方法，“理想實(shí)驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)”不同于科不同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，它是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，學(xué)實(shí)驗(yàn)，它是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對(duì)實(shí)際過(guò)程作出更深層次的抽象思維忽略次要矛盾，對(duì)實(shí)際過(guò)程作出更深

2、層次的抽象思維慣性定律就是理想實(shí)驗(yàn)得出的一個(gè)重要結(jié)論慣性定律就是理想實(shí)驗(yàn)得出的一個(gè)重要結(jié)論2控制變量法：這是物理學(xué)上常用的研究方法，在研控制變量法：這是物理學(xué)上常用的研究方法，在研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，先讓其中一個(gè)量保持不變，研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，先讓其中一個(gè)量保持不變，研究另外兩個(gè)量之間的關(guān)系，最后總結(jié)三個(gè)量之間的相互關(guān)系，究另外兩個(gè)量之間的關(guān)系，最后總結(jié)三個(gè)量之間的相互關(guān)系，在研究牛頓第二定律在研究牛頓第二定律，確定確定F、m、a三者之間的關(guān)系時(shí)，就采三者之間的關(guān)系時(shí)，就采用了這種方法用了這種方法二、應(yīng)用牛頓定律解題二、應(yīng)用牛頓定律解題1整體法與隔離法整體法與隔離法(1)整體法是

3、把幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)分析，整體法是把幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)分析，隔離法是把系統(tǒng)中的某個(gè)物體單獨(dú)拿出來(lái)研究隔離法是把系統(tǒng)中的某個(gè)物體單獨(dú)拿出來(lái)研究(2)整體法與隔離法解決問(wèn)題時(shí)常常結(jié)合使用，對(duì)整體法整體法與隔離法解決問(wèn)題時(shí)常常結(jié)合使用，對(duì)整體法和隔離法的靈活運(yùn)動(dòng)可以給解題帶來(lái)很大的方便和隔離法的靈活運(yùn)動(dòng)可以給解題帶來(lái)很大的方便例例12007年高考年高考江蘇物理卷江蘇物理卷如圖如圖271所示，光滑水所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為平面上放置質(zhì)量分別為m和和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦的木塊間用一

4、不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是力是mg.現(xiàn)用水平拉力現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大拉力為的最大拉力為() 圖圖27-1解析解析以?xún)蓚€(gè)上面小物體和后面的大物體為整體，分析以?xún)蓚€(gè)上面小物體和后面的大物體為整體，分析知前面兩物體間的摩擦力為該整體的動(dòng)力，最先達(dá)到臨界值知前面兩物體間的摩擦力為該整體的動(dòng)力，最先達(dá)到臨界值mg，設(shè)整體加速度為，設(shè)整體加速度為a，則：，則：隔離前面隔離前面m：mgFTma隔離后面兩物體：隔離后面兩物體：FT(m2m)a解得：解得：ag，F(xiàn)Tmg，

5、所以選項(xiàng)，所以選項(xiàng)B正確正確答案答案B2圖解法圖解法此法是處理動(dòng)態(tài)平衡常用的方法，比如在三力平衡情況此法是處理動(dòng)態(tài)平衡常用的方法，比如在三力平衡情況下，一個(gè)力大小、方向固定，一個(gè)力方向固定，判斷第三個(gè)下，一個(gè)力大小、方向固定，一個(gè)力方向固定，判斷第三個(gè)力大小變化及求極值情況特別方便力大小變化及求極值情況特別方便例例2如圖如圖272甲所示，一個(gè)重為甲所示，一個(gè)重為G的勻質(zhì)球放在光滑的勻質(zhì)球放在光滑斜面上，斜面傾角為斜面上，斜面傾角為，在斜面上有一個(gè)光滑的不計(jì)厚度的，在斜面上有一個(gè)光滑的不計(jì)厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面的夾角木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面的夾角緩緩慢

6、增大，問(wèn)：在此過(guò)程中，球?qū)醢搴颓驅(qū)π泵娴膲毫Υ笮÷龃?，?wèn)：在此過(guò)程中，球?qū)醢搴颓驅(qū)π泵娴膲毫Υ笮∪绾巫兓咳绾巫兓?圖圖27-2甲甲解析解析取球?yàn)檠芯繉?duì)象，球受重力取球?yàn)檠芯繉?duì)象，球受重力G、斜面支持力、斜面支持力F1、擋板支持力擋板支持力F2，因?yàn)榍蚴冀K處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合力，因?yàn)榍蚴冀K處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合力始終為零，三個(gè)力構(gòu)成封閉的三角形，當(dāng)擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終為零，三個(gè)力構(gòu)成封閉的三角形，當(dāng)擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)2的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，作出如圖的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，作出如圖272乙所示的動(dòng)態(tài)矢量乙所示的動(dòng)態(tài)矢量三角形，由圖可見(jiàn)，三角形，由圖可見(jiàn)，F(xiàn)2先減小后增大，先減小后

7、增大，F(xiàn)1隨隨增大而始終減增大而始終減小小圖圖27-2乙乙由牛頓第三定律知，球?qū)醢宓膲毫ο葴p小后增大，對(duì)由牛頓第三定律知，球?qū)醢宓膲毫ο葴p小后增大，對(duì)斜面的壓力始終減小斜面的壓力始終減小答案答案見(jiàn)解析見(jiàn)解析3數(shù)形結(jié)合法數(shù)形結(jié)合法利用幾何圖形利用幾何圖形(直角三角形直角三角形)、力的平行四邊形、力的矢、力的平行四邊形、力的矢量三角形等處理平衡問(wèn)題，如相似三角形法量三角形等處理平衡問(wèn)題，如相似三角形法例例3有一小甲蟲(chóng)，在半徑為有一小甲蟲(chóng)，在半徑為r的半球形碗中向上爬，設(shè)的半球形碗中向上爬，設(shè)蟲(chóng)足與碗壁的摩擦因數(shù)為蟲(chóng)足與碗壁的摩擦因數(shù)為0.75.試問(wèn)它能爬到的最高點(diǎn)離試問(wèn)它能爬到的最高點(diǎn)離碗底多

8、高？碗底多高？解析解析此題中告訴我們的是一半球形碗，這很容易使某此題中告訴我們的是一半球形碗，這很容易使某些同學(xué)誤認(rèn)為是一圓周運(yùn)動(dòng)題目而無(wú)從下手，實(shí)際上此題考些同學(xué)誤認(rèn)為是一圓周運(yùn)動(dòng)題目而無(wú)從下手，實(shí)際上此題考查的是共點(diǎn)力平衡問(wèn)題，小甲蟲(chóng)爬到的最高點(diǎn)，就是小甲蟲(chóng)查的是共點(diǎn)力平衡問(wèn)題，小甲蟲(chóng)爬到的最高點(diǎn)，就是小甲蟲(chóng)努力往上爬但不能再升高時(shí)所處的位置如圖所示的位置為努力往上爬但不能再升高時(shí)所處的位置如圖所示的位置為小甲蟲(chóng)能爬到的最高點(diǎn)，受力情況如圖所示，則有：小甲蟲(chóng)能爬到的最高點(diǎn)，受力情況如圖所示，則有：4正交分解法正交分解法(1)所謂正交分解法是指一個(gè)矢量分解在兩個(gè)互相垂直的所謂正交分解法是指一

9、個(gè)矢量分解在兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸上的方法坐標(biāo)軸上的方法(2)正交分解法是一種常用的矢量運(yùn)算方法，其實(shí)質(zhì)是將正交分解法是一種常用的矢量運(yùn)算方法，其實(shí)質(zhì)是將復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算，從而簡(jiǎn)捷方便地解復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算，從而簡(jiǎn)捷方便地解題題(3)正交分解法是解牛頓運(yùn)動(dòng)定律題目的最基本方法，物正交分解法是解牛頓運(yùn)動(dòng)定律題目的最基本方法，物體在受到三個(gè)或三個(gè)以上的不在同一直線上的力作用時(shí)一般體在受到三個(gè)或三個(gè)以上的不在同一直線上的力作用時(shí)一般都用正交分解法都用正交分解法例例4如圖如圖273甲所示，質(zhì)量甲所示，質(zhì)量m1 kg的小球穿在斜桿的小球穿在斜桿上，球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)上

10、，球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ，用拉力，用拉力F20 N豎直向豎直向上拉小球使它沿桿加速上滑，則小球的加速度為多大？上拉小球使它沿桿加速上滑，則小球的加速度為多大？(g取取10 m/s2)圖圖27-3甲甲解析解析以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受重力以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受重力G、拉力、拉力F和滑動(dòng)和滑動(dòng)摩擦力摩擦力F的作用，這幾個(gè)力方向較明確，但桿對(duì)球的彈力沿的作用，這幾個(gè)力方向較明確，但桿對(duì)球的彈力沿什么方向需要具體判斷什么方向需要具體判斷建立如圖建立如圖273乙所示的坐標(biāo)系，加速度方向沿乙所示的坐標(biāo)系，加速度方向沿x軸正方軸正方向，將向，將F、G分解，在分解，在x軸方向上，由牛頓第二定律得：軸方向上，

11、由牛頓第二定律得：圖圖27-3乙乙Fsin 30(FNmgsin 30)ma在在y軸方向上，有；軸方向上，有；FNmgcos 30Fcos 30聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：(Fmg)sin 30(Fmg)cos 30maa1.25 m/s2.答案答案1.25 m/s25臨界分析法臨界分析法在題目中如出現(xiàn)在題目中如出現(xiàn)“最大最大”、“最小最小”、“剛好剛好”等詞語(yǔ)等詞語(yǔ)時(shí)，一般隱含著臨界問(wèn)題，處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可把物理問(wèn)題時(shí)，一般隱含著臨界問(wèn)題，處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可把物理問(wèn)題(或過(guò)程或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài)或狀態(tài))暴露出來(lái)，達(dá)到暴露出來(lái)，達(dá)到盡快求解的目的盡快求解的目

12、的例例5光滑圓柱體放在光滑圓柱體放在V形槽中，截面如圖形槽中，截面如圖274甲所示，甲所示，它的左邊接觸點(diǎn)為它的左邊接觸點(diǎn)為A，V形槽間夾角為形槽間夾角為2(290)用一細(xì)用一細(xì)繩拴住繩拴住V形槽，另一端通過(guò)定滑輪拴住一重物形槽，另一端通過(guò)定滑輪拴住一重物m.設(shè)圓柱體質(zhì)設(shè)圓柱體質(zhì)量為量為m，槽的質(zhì)量為，槽的質(zhì)量為M，不計(jì)各種摩擦和滑輪的質(zhì)量當(dāng)重，不計(jì)各種摩擦和滑輪的質(zhì)量當(dāng)重物物m足夠大時(shí)，在運(yùn)動(dòng)中圓柱體可以從槽中滾出欲使圓柱足夠大時(shí)，在運(yùn)動(dòng)中圓柱體可以從槽中滾出欲使圓柱體在運(yùn)動(dòng)中不離開(kāi)體在運(yùn)動(dòng)中不離開(kāi)V形槽，則重物形槽，則重物m應(yīng)滿足什么條件？應(yīng)滿足什么條件？ 圖圖27-4甲甲解析解析設(shè)想設(shè)想

13、m足夠大，足夠大，M向右運(yùn)動(dòng)的加速度夠多大，向右運(yùn)動(dòng)的加速度夠多大，m將會(huì)從將會(huì)從V形槽中相對(duì)槽向左滾出，那么使圓柱體剛好不滾出形槽中相對(duì)槽向左滾出，那么使圓柱體剛好不滾出時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)圓柱體與槽右側(cè)面間無(wú)作用力，如圖所示，有：時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)圓柱體與槽右側(cè)面間無(wú)作用力，如圖所示，有：圖圖27-4乙乙FNsin mg，F(xiàn)Ncos ma所以所以agcot 6巧用超重、失重觀點(diǎn)解決問(wèn)題巧用超重、失重觀點(diǎn)解決問(wèn)題根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，當(dāng)質(zhì)量為根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，當(dāng)質(zhì)量為m的物體具有豎直向的物體具有豎直向上的加速度上的加速度a時(shí)，物體對(duì)水平支持面的壓力或物體對(duì)繩的拉時(shí)，物體對(duì)水平支持面的壓力或物體對(duì)繩的拉力大于物

14、體受的重力，壓力或拉力大于重力的部分在數(shù)值上力大于物體受的重力，壓力或拉力大于重力的部分在數(shù)值上等于等于ma，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超重；當(dāng)物體具有豎直向下的加速度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超重；當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時(shí)，物體對(duì)水平支持面的壓力或?qū)K的拉力大小于物體的重時(shí)，物體對(duì)水平支持面的壓力或?qū)K的拉力大小于物體的重力，壓力或拉力小于重力的部分在數(shù)值上等于力，壓力或拉力小于重力的部分在數(shù)值上等于ma，這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為失重稱(chēng)為失重例例6如圖如圖275甲所示，一個(gè)重力甲所示，一個(gè)重力G4 N的物體放在傾的物體放在傾角為角為30的光滑斜面上斜面放在臺(tái)秤上，當(dāng)燒斷細(xì)線后，的光滑斜面上斜面放在臺(tái)秤上，當(dāng)燒斷細(xì)線后，物塊正在下滑的過(guò)程中與穩(wěn)定時(shí)比較，臺(tái)秤的示數(shù)物塊正在下滑的過(guò)程中與穩(wěn)定時(shí)比較，臺(tái)秤的示數(shù)()圖圖27-5甲甲A減小減小2 NB減小減小1 NC