牛頓運動定律

求實務(wù)實落實2018格物致知窮理篤行01講牛頓運動定律環(huán)節(jié)內(nèi)容課堂問候大智家人們早上好！課堂導(dǎo)入應(yīng)用牛頓運動定律來解決問題是牛頓運動定律的延伸，在高考中占有重要地位。高一物理寒假教學(xué)計劃講次主題內(nèi)容目的01牛頓運動定律綜合應(yīng)用1.寒假計劃及學(xué)法解讀2.理解牛頓第二定律3.牛頓第二定律及應(yīng)用1.掌握寒假學(xué)習(xí)計劃及有效的學(xué)法，清晰寒假學(xué)習(xí)目標(biāo)及過程要求2.理解牛頓第二定律3.掌握牛頓第二定律基本類型的解題方法4.掌握牛頓第二定律的綜合應(yīng)用解題的基本程序02功和功率恒力做功與變力做功平均功率與瞬時功率重力做功的特點掌握功的概念及求解掌握動力機(jī)械的兩種運行解題掌握平均功率與瞬時功率03動能定理動能定理機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用理解動能定理和機(jī)械能守恒定律掌握定理和定律的應(yīng)用解題04機(jī)械能守恒掌握機(jī)械能守恒的條件靈活運用機(jī)械能守恒與功能關(guān)系解答綜合類題目。掌握機(jī)械能守恒的條件靈活運用機(jī)械能守恒與功能關(guān)系解答綜合類題目。05電場力的性質(zhì)電荷守恒庫倫定律電場強度、電場線了解電荷、電荷守恒掌握庫侖定律，理解電場強度的定義理解電荷在電場中的受力與運動的關(guān)系06電場能的性質(zhì)電勢差、電勢、電勢能的定義電場力做功和電勢能改變的關(guān)系1.掌握勻強電場中場強和電勢的關(guān)系2.掌握平行板電容器的有關(guān)分析和計算電容器、帶電粒子在電場中運動電荷在勻強電場中的加速和偏轉(zhuǎn)電荷在混合場中的運動寒假學(xué)習(xí)總結(jié)及春季學(xué)習(xí)指導(dǎo)理解電荷在勻強電場的運動規(guī)律，掌握相關(guān)運算3.寒假學(xué)習(xí)總結(jié)及春季學(xué)習(xí)指導(dǎo)【考綱要求】主題內(nèi)容要求備注牛頓運動定律來解決問題兩類動力學(xué)問題Ⅱ【教學(xué)目標(biāo)】1.明確動力學(xué)的兩類基本問題.2.掌握應(yīng)用牛頓運動定律解題的基本思路和方法．【知識點擊1】從受力確定運動情況已知物體的受力情況eq\o(→,\s\up7(F＝ma))求得a，eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝v0t＋\f(1,2)at2,v＝v0＋at,v2－v\o\al(2,0)＝2ax))→求得x、v0、v、t.【典型例題1】如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對物體施加一個大小F＝8N、與水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)畫出物體的受力圖，并求出物體的加速度；(2)物體在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物體在拉力作用下5s內(nèi)通過的位移大小．【對點演練1】物體以14.4m/s的初速度從斜面底端沖上傾角為θ＝37°的斜坡，到最高點后再滑下，如圖2所示．已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.15，求：(1)物體沿斜面上滑的最大位移；(2)物體沿斜面下滑的時間．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)【知識點擊2】從運動情況確定受力從運動情況確定受力已知物體運動情況eq\o(――→,\s\up7(勻變速直線運動公式))求得aeq\o(――→,\s\up7(F＝ma))物體受力情況．【典型例題2】民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來．若某型號的客機(jī)緊急出口離地面高度為4.0m，構(gòu)成斜面的氣囊長度為5.0m．要求緊急疏散時，乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時間不超過2.0s(g取10m/s2)，則：(1)乘客在氣囊上下滑的加速度至少為多大？(2)氣囊和下滑乘客間的動摩擦因數(shù)不得超過多少？【對點演練2】質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對應(yīng)的v—t圖象如圖2所示．彈性球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的eq\f(3,4).設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff，取g＝10m/s2，求： (1)彈性球受到的空氣阻力Ff的大??；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.【知識點擊3】多過程問題1．當(dāng)題目給出的物理過程較復(fù)雜，由多個過程組成時，要明確整個過程由幾個子過程組成，將過程合理分段，找到相鄰過程的聯(lián)系點并逐一分析每個過程．聯(lián)系點：前一過程的末速度是后一過程的初速度，另外還有位移關(guān)系等．2．注意：由于不同過程中力發(fā)生了變化，所以加速度也會發(fā)生變化，所以對每一過程都要分別進(jìn)行受力分析，分別求加速度．【典型例題3】質(zhì)量為m＝2kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，現(xiàn)在對物體施加如圖3所示的力F，F(xiàn)＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，經(jīng)t1＝10s后撤去力F，再經(jīng)一段時間，物體又靜止，(g取10m/s2)則：(1)說明物體在整個運動過程中經(jīng)歷的運動狀態(tài)．(2)物體運動過程中最大速度是多少？(3)物體運動的總位移是多少？【對點演練3】一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動，4s內(nèi)通過8m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，汽車又運動了2s停止，已知汽車的質(zhì)量m＝2×103(1)關(guān)閉發(fā)動機(jī)時汽車的速度大小；(2)汽車運動過程中所受到的阻力大??；(3)汽車牽引力的大小．【知識點擊4】瞬時加速度問題根據(jù)牛頓第二定律，加速度a與合外力F存在著瞬時對應(yīng)關(guān)系：合外力恒定，加速度恒定；合外力變化，加速度變化；合外力等于零，加速度等于零．所以分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體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．應(yīng)注意兩類基本模型的區(qū)別：(1)剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，形變恢復(fù)幾乎不需要時間．(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的．【典型例題4】如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為θ.則：(1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？(2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個力作用？這些力的大小是多少？(3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向．【對點演練4】如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有()A．a(chǎn)1＝0，a2＝gB．a(chǎn)1＝g，a2＝gC．a(chǎn)1＝0，a2＝eq\f(m＋M,M)gD．a(chǎn)1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g【知識點擊5】整體法和隔離法在運動中的應(yīng)用1．整體法：把整個連接體系統(tǒng)看做一個研究對象，分析整體所受的外力，運用牛頓第二定律列方程求解．其優(yōu)點在于它不涉及系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力．2．隔離法：把系統(tǒng)中某一物體(或一部分)隔離出來作為一個單獨的研究對象，進(jìn)行受力分析，列方程求解．其優(yōu)點在于將系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為研究對象所受的外力，容易看清單個物體的受力情況或單個過程的運動情形，問題處理起來比較方便、簡單．注意整體法主要適用于各物體的加速度相同，不需要求內(nèi)力的情況；隔離法對系統(tǒng)中各部分物體的加速度相同或不相同的情況均適用．【典型例題5】如圖所示，兩個用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊，質(zhì)量分別為m1和m2.拉力F1和F2方向相反，與輕線沿同一水平直線，且F1>F2.試求在兩個物塊運動過程中輕線的拉力FT的大?。緦c演練5】如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體A和B緊靠在一起放在光滑水平桌面上，如果它們分別受到水平推力F1、F2，且F1＞F2，則A施于B的作用力的大小為（）A.F1B．F2 C. D.【知識點擊6】超重與失重判斷超重、失重狀態(tài)的方法1．從受力的角度判斷超重：物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力．失重：物體所受向上的拉力(或支持力)小于重力．完全失重：物體所受向上的拉力(或支持力)等于零．2．從加速度的角度判斷超重：物體具有豎直向上的加速度．失重：物體具有豎直向下的加速度．完全失重：物體具有豎直向下的加速度，且加速度大小等于g.【典型例題6】如圖所示為一物體隨升降機(jī)由一樓運動到某高層的過程中的v—t圖象，則()A．物體在0～2s處于失重狀態(tài)B．物體在2s～8s處于超重狀態(tài)C．物體在8s～10s處于失重狀態(tài)D．由于物體的質(zhì)量未知，所以無法判斷超重、失重狀態(tài)【對點演練6】在探究超重和失重規(guī)律時，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲和起立的動作．傳感器和計算機(jī)相連，經(jīng)計算機(jī)處理后得到壓力隨時間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是()【課堂升華】一、兩類動力學(xué)問題二、瞬時問題三、連接體四、超重和失重【答記者問】【學(xué)以致用】1.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時A和B兩球的瞬時加速度aA、aBA．a(chǎn)A＝0，aB＝0B．a(chǎn)A＝g，aB＝gC．a(chǎn)A＝3g，aB＝gD．a(chǎn)A＝3g，a2．兩個疊加在一起的滑塊，置于固定的、傾角為θ的斜面上，如圖6所示，滑塊A、B質(zhì)量分別為M、m，A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與A之間的動摩擦因數(shù)為μ2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊B受到的摩擦力()A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mgcosθD．大小等于μ2mgcosθ3.行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺Γ瑸榱吮M可能地減輕碰撞所引起的傷害，人們設(shè)計了安全帶．假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車閘到車完全停止需要的時間為5s，安全帶對乘客的平均作用力大小約為(不計人與座椅間的摩擦)()A．450NB．400NC．350ND．300N4.某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m，在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力估計為()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍5.如圖所示為某小球所受的合力與時間的關(guān)系，各段的合力大小相同，且一直作用下去，作用時間相同，設(shè)小球從靜止開始運動．由此可判定()A．小球向前運動，再返回停止B．小球向前運動再返回不會停止C．小球始終向前運動D．小球向前運動一段時間后停止6.物體以14.4m/s的初速度從斜面底端沖上傾角為θ＝37°的斜坡，到最高點后再滑下，如圖所示．已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.15，求：(1)物體沿斜面上滑的最大位移；(2)物體沿斜面下滑的時間．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)7.如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，現(xiàn)用大小為20N，與水平方向成53°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2)．8.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球．(1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運動時，小球?qū)瑝K的壓力等于零？(2)當(dāng)滑塊以a′＝2g9.如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的物塊A、B，用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連．當(dāng)用力F沿傾角為θ的固定光滑斜面向上拉兩物塊，使之共同加速運動時，彈簧的伸長量為多少？10.一物體沿斜面向上以12m/s的初速度開始滑動，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動的v－t圖象如圖6所示，求斜面的傾角θ以及物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ.(g取10m/s2)11.冬奧會四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國短道速滑聯(lián)賽總決賽．她領(lǐng)銜的中國女隊在混合3000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼．如圖4所示，ACD是一滑雪場示意圖，其中AC是長L＝8m、傾角θ＝37°的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面．人從A點由靜止下滑，經(jīng)過C點時速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下．人與接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，不計空氣阻力，(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時間；(2)人在離C點多遠(yuǎn)處停下？【典型例題1】解析(1)對物體受力分析如圖：由圖可得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fcosθ－μFN＝ma,Fsinθ＋FN＝mg))解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.3×52m＝16.25m答案(1)見解析圖1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s(3)16.25m【對點演練1】答案(1)14.4m(2)2.4s【典型例題2】解析(1)由題意可知，h＝4.0m，L＝5.0m，t＝2.0s.設(shè)斜面傾角為θ，則sinθ＝eq\f(h,L).乘客沿氣囊下滑過程中，由L＝eq\f(1,2)at2得a＝eq\f(2L,t2)，代入數(shù)據(jù)得a＝2.5m/s2.(2)在乘客下滑過程中，對乘客受力分析如圖所示，沿x軸方向有mgsinθ－Ff＝ma，沿y軸方向有FN－mgcosθ＝0，又Ff＝μFN，聯(lián)立方程解得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)≈0.92.答案(1)2.5m/s2(2)0.92【對點演練2】答案(1)0.2N(2)0.375m【典型例題3】解析(1)當(dāng)力F作用時，物體做勻加速直線運動，撤去F時物體的速度達(dá)到最大值，撤去F后物體做勻減速直線運動．(2)撤去F前對物體受力分析如圖，有：Fsinθ＋FN1＝mgFcosθ－Ff＝ma1Ff＝μFN1x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)v＝a1t1，聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得x1＝25m，v＝5m/s(3)撤去F后對物體受力分析如圖，有：Ff′＝μFN2＝ma2，F(xiàn)N2＝mg2a2x2＝v2，代入數(shù)據(jù)得x2＝物體運動的總位移：x＝x1＋x2得x＝27.5m答案(1)見解析(2)5m/s(3)27.5m【對點演練3】答案(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N【典型例題4】解析(1)對小球受力分析如圖甲所示其中彈簧彈力與重力的合力F′與繩的拉力F等大反向則知F＝mgtanθ