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1、,高中物理必修1人教版,第四章 牛顿运动定律 章末总结,牛顿运动定律,运动状态,质量,正比,反比,作用力的方向,矢量,瞬时,牛顿运动定律,两个,性质,两个,向下,向上,匀速直线运动,F合=0,正交分解法,FNG,FNG,g,一、动力学的两类基本问题 1掌握解决动力学两类基本问题的思路方法,其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁,2求合力的方法 (1)平行四边形定则 若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用平行四边形定则求F合，然后求加速度 (2)正交分解法 物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时，常用正交分解法一般把力沿加速度
2、方向和垂直于加速度方向进行分解,例1：我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用，为使战斗机更容易起飞，“辽宁号”使用了滑跃技术如图所示，其甲板可简化为模型：AB 部分水平，BC部分倾斜，倾角为.战斗机从A点开始起跑，C 点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F，ABC 甲板总长度为L，战斗机质量为m，离舰时的速度为vm，重力加速度为g. 求AB 部分的长度,解析,FN,F,FN,F,分析战斗机在 AB 和BC 段受力,例1：，求AB 部分的长度,解析,FN,F,FN,F,在AB 段，根据牛顿运动定律：Fma1 设B 点速度大小为v，根据运动学公式：v22a1x1 在
3、BC 段，根据牛顿运动定律：F-mgsinma2 从B到C，根据运动学公式：vm2v2 2a2x2 因为：Lx1x2,x1,x2,二、图象在动力学中的应用 1常见的图象形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x-t 图象)、速度图象(v-t 图象)和力的图象(F-t图象)等，这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹 2图象问题的分析方法 遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题,例2：如图甲所示固定光滑细杆与地面成一定夹
4、角为，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g10 m/s2.求： (1)小环的质量m (2)细杆与地面间的夹角,解析,没有摩擦力,FN,F,匀加速,匀速,例2：.。求： (1)小环的质量m (2)细杆与地面间的夹角,解析,FN,F,匀加速,匀速,根据牛顿第二定律：,放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系如图甲所示，物块速度v与时间t 的关系如图乙所示取重力加速度g10 m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为(),解析,【
5、针对训练】,A0.5 kg, 0.4 B1.5 kg，2/15 C0.5 kg, 0.2 D1 kg, 0.2,A,静止,匀加速,匀速,2 s 4 s:物块匀加速运动 a=2 m/s2，F-Ff = ma， 3-10m = 2m ,4 s6 s:物块做匀速直线运动 F =mg: 10m = 2 ,由得: m = 0.5 kg，= 0.4,甲,乙,三、传送带问题 传送带传递货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关分析传送带问题时，要结合相对运动情况，分析物体受到传送带的摩擦力方向，进而分析物体的运动规律是解题的关键,注意：因传送带由电动机带动，一般物体对
6、传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态,例3：某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角30，传送带两端 A、B 的距离L10 m，传送带以v5 m/s 的恒定速度匀速向上运动在传送带底端 A 轻放上一质量m5 kg 的货物，货物与传送带间的动摩擦因数 求货物从A 端运送到B 端所需的时间 (g取10 m/s2),解析,FN,Ff,货物初速度为0,由牛顿第二定律： mgcos 30mgsin 30= ma 解得：a = 2.5 m/s2,货物先匀加速：,解析,FN,Ff,匀加速直线：a = 2.5 m/s2,然后货物做匀速运动 运动位移：x2= L- x1= 5
7、m 匀速运动时间：,货物从A 到B 所需的时间：t = t1t2 = 3 s,四、共点力作用下的平衡问题常用方法 1矢量三角形法(合成法) 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，可以通过解三角形来求解相应力的大小和方向 常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形,3. 整体法和隔离法： 在选取研究对象时，为了弄清楚系统(连接体)内某个物体的受力情况，可采用隔离法； 若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，一般可采用整体法,2正交分解法 在正交分解法中，平衡条件F合0可写成： FxF1xF2xFnx0 (即 x 方
8、向合力为零) FyF1yF2yFny0 (即 y 方向合力为零),例4：如图所示，质量m15 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为30，用一平行于斜面的大小为30 N的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量m210 kg，且始终静止，g 取10 m/s2，求： (1)斜面体对物体的摩擦力； (2)地面对斜面体的摩擦力和支持力,解析,(1)隔离物体受力分析,平行于斜面的方向： Fm1gsin 30Ff 解得：Ff = 5 N 方向：沿斜面向下,FN,F,Ff,受力平衡,例4：如图所示，质量m15 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为30，用一平行于斜面的大小为30 N
9、的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量m210 kg，且始终静止，g 取10 m/s2，求： (1)斜面体对物体的摩擦力； (2)地面对斜面体的摩擦力和支持力,解析,(2)整体法：斜面体和物体,FN地,F,Ff地,整体受力平衡,水平方向：Ff地= Fcos 30= N 方向：水平向左,竖直方向：FN地 = (m1m2)g - Fsin 30 =135 N 方向：竖直向上,1.(动力学的两类基本问题) 如图所示，在倾角37的足够长的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg的物体物体与斜面间动摩擦因数0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动拉力F10 N，方向平行斜面向上经时间t4.0
10、 s绳子突然断了，求： (1)绳断时物体的速度大小 (2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间 (已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2),解析,FN,F,Ff,上滑过程中：分析物体受力,1.(动力学的两类基本问题) (2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间 (已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2),解析,上滑 过程,下滑 过程,2(图象在动力学中的应用) 如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间 t10.4 s
11、后撤去风力 小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求： (1)小球沿细杆滑行的距离； (2)小球与细杆之间的动摩擦因数； (3)风力F 的大小,解析,(1)从v-t 图象可知： 小球先匀加速后匀减速,图中面积表示位移： x =1.2m,2(图象在动力学中的应用) 如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间 t10.4 s后撤去风力 小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求： (1)小球沿细杆滑行的距离； (2)小球与细杆之间的动摩擦因数； (
12、3)风力F 的大小,解析,(2)0.4s1.2s:匀减速,Ff,v,根据牛顿第二定律：mg = ma2 动摩擦因数：= 0.25,2(图象在动力学中的应用) 如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆向右的恒定风力F 作用于小球上，经时间 t10.4 s后撤去风力 小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求： (1)小球沿细杆滑行的距离； (2)小球与细杆之间的动摩擦因数； (3)风力F 的大小,解析,(3)00.4s:匀加速,Ff,v,根据牛顿第二定律：F-mg = ma1 动摩擦因数：F= 7.5N,
13、F,mg,FN,3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数 0.1，(g=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a (2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移 (3)工件由传送带左端运动到右端的时间,解析,初速度为零,相对于传送带向左运动,受滑动摩擦力向右,mg,FN,Ff,3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数 0.1，(g
14、=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a (2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移 (3)工件由传送带左端运动到右端的时间,解析,初速度为零,相对于传送带向左运动,受滑动摩擦力向右,mg,FN,Ff,3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数 0.1，(g=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a (2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移 (3)工件由传送带左端运动到右端的时间,解析,初速度为零,相对于传送带向左运动,受滑动摩擦力向右,mg,FN,Ff,mg,FN,4(共点力的平衡问题) 如图所示，球A 重G160 N，斜面体B 重G2100 N，斜面倾角30，一切摩擦均不计，则水平力F 为多大时，才能使A、B 均处于静止状态？ 此时竖直墙壁和水平地面受到的弹力为多大？,解析,F,F1,G1,F2,G2,G1,F1,FBA,A、B均受力平衡,分析A 受力，如图,分析AB 整体受力，如图,再见,
