2020高中物理 第4章 章末復(fù)習(xí)課教案 1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末復(fù)習(xí)課［體系構(gòu)建］［核心速填］1．第一定律（1）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．(2）意義：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．(3）慣性：質(zhì)量是物體慣性大小的量度．2．第二定律(1）內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．（2）公式：F＝ma。3．第三定律（1）內(nèi)容：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、作用在同一條直線上．(2)表達(dá)式：F＝－F′.4．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：F合＝0.5．超重和失重（1）超重:a的方向向上．(2)失重：a的方向向下．1。分解法或合成法：對于三力平衡問題，可以將其中任意一個力沿其他兩個力的反方向分解,這樣把三力平衡問題轉(zhuǎn)化為兩個方向上的二力平衡問題，則每個方向上的一對力大小相等、方向相反；也可以將三個力中的任意兩個力合成為一個力，則其合力與第三個力平衡,把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡問題．2．正交分解法:物體受到三個或三個以上力的作用處于平衡狀態(tài)時，常用正交分解法，列平衡方程求解：Fx合＝0,Fy合＝0。為方便計算，建立坐標(biāo)系時以使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則．3．三力匯交原理：物體受三個共面且非平行力作用而平衡時,這三個力必為共點(diǎn)力．4．正弦定理法：三力平衡時，三力合力為零，表示三個力的有向線段可構(gòu)成一個封閉三角形,如圖所示，則有：eq\f（F1,sinα)＝eq\f（F2,sinβ）＝eq\f（F3,sinγ）。5．相似三角形法:物體受到三個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，畫出其中任意兩個力的合力與第三個力等值反向的平行四邊形中,可能有力三角形與題設(shè)圖中的幾何三角形相似,進(jìn)而得到力的三角形與幾何三角形對應(yīng)邊成比例，根據(jù)比值便可計算出未知力的大小與方向．6．圖解法（1）圖解法：對研究對象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖（畫在同一個圖中），然后根據(jù)有向線段（表示力)的長度變化情況判斷各個力的變化情況．(2）圖解法主要用來解決三力作用下的動態(tài)平衡問題．所謂動態(tài)平衡問題就是通過控制某一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，從宏觀上看,物體是運(yùn)動的，但從微觀上理解，物體是平衡的，即任一時刻物體均處于平衡狀態(tài)．（3)利用圖解法解題的條件①物體受三個力的作用而處于平衡狀態(tài)．②一個力不變，另一個力的方向不變或大小不變,第三個力的大小、方向均變化．【例1】如圖所示，一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮一切摩擦,如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()A．F1先增大后減小，F(xiàn)2一直減小B．F1先減小后增大，F(xiàn)2一直減小C．F1和F2都一直減小D．F1和F2都一直增大B[小球受力如圖甲所示，因擋板是緩慢轉(zhuǎn)動，所以小球處于動態(tài)平衡狀態(tài)，在轉(zhuǎn)動過程中，此三力（重力、斜面支持力、擋板彈力）組成矢量三角形的變化情況如圖乙所示（重力大小方向均不變，斜面對其支持力方向始終不變），由圖可知此過程中斜面對小球的支持力不斷減小，擋板對小球彈力先減小后增大，再由牛頓第三定律知B對．]［一語通關(guān)]解決動態(tài)平衡類問題常用圖解法，圖解法就是在對物體進(jìn)行受力分析一般受三個力的基礎(chǔ)上，若滿足有一個力大小、方向均不變.另有一個力方向不變時,可畫出這三個力的封閉矢量三角形來分析力的變化情況的方法，圖解法也常用于求極值問題。1．如圖所示，不計重力的輕桿OP能以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，P端用輕繩PB掛一重物，而另一根輕繩通過滑輪系住P端．在力F的作用下，當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角α(0<α<π)緩慢增大時，力F的大小應(yīng)（)A．恒定不變 B．逐漸增大C．逐漸減小 D．先增大后減小B[由三角形相似得:eq\f（F,PQ)＝eq\f(mg，OQ)，F(xiàn)＝eq\f（PQ，OQ)mg，α逐漸增大，即PQ增大,由上式知F逐漸增大，B正確．]牛頓運(yùn)動定律在臨界和極值問題中的應(yīng)用在某些物理情景中，物體運(yùn)動狀態(tài)變化的過程中，由于條件的變化，會出現(xiàn)兩種狀態(tài)的銜接,兩種現(xiàn)象的分界，同時使某個物理量在特定狀態(tài)時，具有最大值或最小值．這類問題稱為臨界、極值問題．臨界、極值問題是動力學(xué)中的常見問題，常用的解決方法有：(1)極限法:在題目中如出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語時，一般隱含著臨界問題，處理這類問題時，可把物理問題（或過程）推向極端,從而使臨界現(xiàn)象（或狀態(tài))顯現(xiàn)出來,達(dá)到快速求解的目的．（2）假設(shè)法：有些物理過程中沒有明顯出現(xiàn)臨界狀態(tài)的線索，但在變化過程中有可能出現(xiàn)臨界狀態(tài)，也可能不出現(xiàn)臨界狀態(tài)．解答這類問題，一般用假設(shè)法．（3)數(shù)學(xué)方法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式求解得出臨界條件．【例2】一個質(zhì)量為m的小球B，用兩根等長的細(xì)繩1、2分別固定在車廂的A、C兩點(diǎn),如圖所示,已知兩繩拉直時，兩繩與車廂前壁的夾角均為45°。試求：（1）當(dāng)車以加速度a1＝eq\f(1，2)g向左做勻加速直線運(yùn)動時1、2兩繩的拉力的大小;（2)當(dāng)車以加速度a2＝2g向左做勻加速直線運(yùn)動時，1、2兩繩的拉力的大?。悸伏c(diǎn)撥：①細(xì)繩1一定處于張緊狀態(tài)，細(xì)繩2是否張緊，與車的加速度大小有關(guān)．②當(dāng)細(xì)繩2處于張緊狀態(tài)時，細(xì)繩1、2與豎直方向的夾角均為45°，不隨加速度的增大而改變．[解析]設(shè)當(dāng)細(xì)繩2剛好拉直而無張力時,車的加速度為向左的a0，由牛頓第二定律得，F(xiàn)1cos45°＝mg，F(xiàn)1sin45°＝ma0,可得：a0＝g.(1)因a1＝eq\f（1，2)g<a0，故細(xì)繩2松弛，拉力為零，設(shè)此時細(xì)繩1與車廂前壁夾角為θ，有:F11cosθ＝mg，F(xiàn)11sinθ＝ma1，得F11＝eq\f（\r（5），2）mg。(2)因a2＝2g〉a0,故細(xì)繩1、2均張緊，設(shè)拉力分別為F12、F22，由牛頓第二定律得eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(F12cos45°＝F22cos45°＋mg,F12sin45°＋F22sin45°＝ma2))解得F12＝eq\f（3\r（2），2）mg，F(xiàn)22＝eq\f（\r(2)，2)mg.［答案](1）eq\f(\r(5）,2）mg0(2）eq\f（3\r(2）,2）mgeq\f（\r(2),2)mg[一語通關(guān)]求解此類問題時，一定要找準(zhǔn)臨界點(diǎn)，從臨界點(diǎn)入手分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，看哪些量達(dá)到了極值，然后對臨界狀態(tài)應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合整體法、隔離法求解即可。2．如圖所示，一質(zhì)量m＝0。4kg的小物塊,以v0＝2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)t＝2s的時間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，A、B之間的距離L＝10m．已知斜面傾角θ＝30°，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r（3），3）.重力加速度g取10m/s2。(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時速度的大??；（2)拉力F與斜面夾角多大時，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？［解析］(1)由運(yùn)動學(xué)方程得：L＝v0t＋eq\f(1，2)at2①2aL＝veq\o\al（2,B)－veq\o\al(2，0） ②代入數(shù)值解得:a＝3m/s2，vB＝8m/s. ③（2)對物塊受力分析如圖所示，設(shè)拉力F與斜面成α角，在垂直斜面方向，根據(jù)平衡條件可得：Fsinα＋FN＝mgcos30° ④沿斜面方向，由牛頓第二定律可得Fcosα－mgsin30°－Ff＝ma ⑤又，F(xiàn)f＝μFN ⑥聯(lián)立④⑤⑥三式,代入數(shù)值解得：Fcosα＋eq\f(\r(3),3)Fsinα＝5.2則F＝eq\f(5.2，cosα＋\f（\r（3），3）sinα）＝eq\f（15.6，2\r(3）\b\lc