第四章牛顿运动定律章末整合课件（人教版必修1）

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1、网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 高中物理高中物理必修必修1人教版人教版第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律章章 末末 整整 合合 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 网络构建网络构建牛顿第牛顿第一定律一定律牛顿第牛顿第二定律二定律牛牛顿顿运运动动定定律律 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。它改变这种状态。理解理解力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因一切物体在任何情况下都具有惯一切物体在任何情况下都具有惯性，质量是惯性大小

2、的唯一量度性，质量是惯性大小的唯一量度探究过程：控制变量探究过程：控制变量F不变，不变，a与与m成反比成反比m不变，不变，a与与F成正比成正比内容：物体的加速度的大小跟它受到的作内容：物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。的方向跟作用力的方向相同。网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 网络构建网络构建牛顿第牛顿第二定律二定律牛牛顿顿运运动动定定律律 力学单位制：基本量与基本单位、导出单力学单位制：基本量与基本单位、导出单位、单位制的应用位、单位制的应用理解理解矢量性：矢量性：a的方向与的方向与

3、F的方向一致的方向一致瞬时性：瞬时性：a随随F的变化而变化的变化而变化独立性：每个力都能产生一个加速度独立性：每个力都能产生一个加速度表达式：表达式：F=ma牛顿第牛顿第三定律三定律内容：两个物体之间的作用力与反作用力总内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。上。理解理解同时产生，同时变化，同时消失同时产生，同时变化，同时消失同种性质同种性质分别作用在两个相互作用的物体上分别作用在两个相互作用的物体上作用、反作用力和一对平衡力的区别作用、反作用力和一对平衡力的区别网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 网络

4、构建网络构建牛顿运牛顿运动定律动定律牛牛顿顿运运动动定定律律 已知运动情况求受力情况已知运动情况求受力情况两类基本问题两类基本问题已知受力情况求运动情况已知受力情况求运动情况超重和失重超重和失重失重：加速度失重：加速度a向下，向下，FNG完全失重：完全失重：a=g，FN=G共点力作用下共点力作用下物体的平衡物体的平衡平衡状态：静止或匀速直线运动平衡状态：静止或匀速直线运动平衡条件：平衡条件：F合合=0求解方法求解方法正交分解法正交分解法三角三角形法形法直角三角形法直角三角形法相似三角形法相似三角形法网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 分类突破分类突破一、动力学的两类基本问题一、动

5、力学的两类基本问题1掌握解决掌握解决动力学动力学两类基本问题的思路方法两类基本问题的思路方法 其中其中受力分析受力分析和和运动过程分析运动过程分析是基础，牛顿第二定律和是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，运动学公式是工具，加速度是加速度是连接力和运动的连接力和运动的桥梁桥梁力力加速度加速度运动状态运动状态第一类问题第一类问题第二类问题第二类问题运动学运动学牛顿第二定律牛顿第二定律受力分析受力分析公式公式网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 分类突破分类突破2求合力的方法求合力的方法(1)平行四边形定则平行四边形定则 由牛顿第二定律由牛顿第二定律F合合ma可知，可知，F合合是研究

6、对象受是研究对象受到的外力的合力；加速度到的外力的合力；加速度a的方向与的方向与F合合的方向相同的方向相同解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向 若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用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平行四边形定则求F合合，然后求加速度，然后求加速度 (2)正交分解法正交分解法：物体受到三个或三个以上的不在同：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一条直线上的力作用时，常用

7、正交分解法一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例1】如图如图1，火车厢中有一倾角为，火车厢中有一倾角为30的斜面，的斜面，当火车以当火车以a10 m/s2的加速度沿水平方向向左运动时，的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体斜面上的物体m还是与车厢保持相对静止试分析物还是与车厢保持相对静止试分析物体体m所受的摩擦力的方向所受的摩擦力的方向 分类突破分类突破图图1假定所受的静摩擦力沿斜面向上假定所受的静摩擦力沿斜面向上 mgFNFfxyFNcos 30Ffsin 30mg FNsin 30Ff

8、cos 30ma Ff5m(1)N 负值负值说明说明Ff的方向沿斜面向下的方向沿斜面向下 竖直：竖直：水平：水平：网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例2】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径于细杆直径(如图如图2所示所示) (1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的匀速运动，这时小球所受的风力为小球所

9、受重力的0.5倍，求小倍，求小球与杆间的动摩擦因数球与杆间的动摩擦因数(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？所需时间为多少？(sin 370.6，cos 370.8)分类突破分类突破图图2mgFNFFf(1)Fmg F0.5mg 0.5 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例2】(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑并固定，则小

10、球从静止出发在细杆上滑下距离下距离s所需时间为多少？所需时间为多少？(sin 370.6，cos 370.8)分类突破分类突破图图2mgFNFFf3737(2) 沿杆方向沿杆方向 垂直于杆的方向垂直于杆的方向 Fcos 37mgsin 37Ffma FNFsin 37mgcos 370 FfFN 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 二、牛顿运动定律中的图象问题二、牛顿运动定律中的图象问题动力学中的图象常见的有动力学中的图象常见的有Ft图象、图象、at图象、图象、Fa图象等图象等1对于对于Fa图象，首先要根据具体的物理情景，对物图象，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然

11、后根据牛顿第二定律推导出体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出aF间的函数关系式，间的函数关系式，由函数关系式结合图象明确图象的斜由函数关系式结合图象明确图象的斜率、截距的意义率、截距的意义，从而由图象给出的信息求出未知量，从而由图象给出的信息求出未知量分类突破分类突破2对对at图象，要图象，要注意加速度的正负注意加速度的正负，分析每一段的，分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定运动情况，然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程律列方程3对对Ft图象要结合物体受到的力，根据牛顿第二图象要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质定律求出加

12、速度，分析每一时间段的运动性质网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例3】放在水平地面上的一物放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力块，受到方向不变的水平推力F的作用，的作用，F的大小与时间的大小与时间t的关的关系如图系如图3甲所示，物块速度甲所示，物块速度v与与时间时间t的关系如图乙所示取重的关系如图乙所示取重力加速度力加速度g10 m/s2.由这两个由这两个图象可以求得物块的质量图象可以求得物块的质量m和和物块与地面之间的动摩擦因数物块与地面之间的动摩擦因数分别分别()A0.5 kg，0.4 B1.5 kg，0.4C0.5 kg，0.2 D1 kg，0.2分类突破分

13、类突破图图3匀速匀速Ff=F=2N匀加速匀加速FFfma 32m2 m0.5kg mgFfg5 . 02网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例4】如图如图4(a)所示，用所示，用一水平外力一水平外力F拉着一个静止拉着一个静止在倾角为在倾角为的光滑斜面上的的光滑斜面上的物体，逐渐增大物体，逐渐增大F，物体做，物体做变加速运动，其加速度变加速运动，其加速度a随随外力外力F变化的图象如图变化的图象如图(b)所所示，若重力加速度示，若重力加速度g取取10 m/s2.根据图根据图(b)中所提供的中所提供的信息可以计算出信息可以计算出()A物体的质量为物体的质量为1 kgB斜面的倾角为斜

14、面的倾角为37C加速度为加速度为6 m/s2时物体时物体的速度的速度D物体能静止在斜面上所物体能静止在斜面上所施加的最小外力为施加的最小外力为10 N分类突破分类突破图图4mgFNx方向：方向：Fcos mgsin ma xy(20 N，2 m/s2)，(30 N，6 m/s2) m2 kg，37 当当a0时，可解得：时，可解得：F15 N 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 三、传送带问题三、传送带问题传送带传送货物时，一般情况下，由传送带传送货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切

15、相关 分析传送带问题时，要结合相对运动情况，找到分析传送带问题时，要结合相对运动情况，找到摩擦摩擦力发生突变的临界点是解题的关键力发生突变的临界点是解题的关键 分类突破分类突破网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例5】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查图行李进行安全检查图5为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带带AB始终保持始终保持v1 m/s的恒定速率运行，一质量为的恒定速率运行，一质量为m4 kg的行的行李无初速度地放在李无初速度地放在A处，传送带对行李的

16、滑动摩擦力使行李开始处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动设行李与传送带间的动摩擦因数线运动设行李与传送带间的动摩擦因数0.1，AB间的距离间的距离l2 m(g取取10 m/s2)(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；(2)求行李在传送带上运动的时间求行李在传送带上运动的时间分类突破分类突破图图5mgFNFf(1) Ffmg4 NFfma a1 m/s2 (2) 匀加速运动匀加速运动 vat 1t11 s

17、匀速运动匀速运动 运动的运动的总时间总时间为为tt1t22.5 s. 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 针对训练针对训练 某飞机场利用如图某飞机场利用如图6所示的传送带将地面上的货物运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送到飞机上，传送带与地面的夹角30，传送带两端，传送带两端A、B的距离的距离L10 m，传送带以，传送带以v5 m/s的恒定速度匀速向上运的恒定速度匀速向上运动在传送带底端动在传送带底端A轻放上一质量轻放上一质量m5 kg的货物，货物与传送的货物，货物与传送带间的动摩擦因数带间的动摩擦因数.求货物从求货物从A端运送到端运送到B端所需的时间端

18、所需的时间(g取取10 m/s2) 分类突破分类突破图图6mgFNFfxymgcos 30mgsin 30maa2.5 m/s2 匀速匀速运动位移：运动位移：x2Lx15 m 货物从货物从A到到B所需的时间：所需的时间：tt1t23 s. 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 四、共点力作用下的平衡问题常用方法四、共点力作用下的平衡问题常用方法1矢量三角形法矢量三角形法(合成法合成法)2正交分解法正交分解法物体受物体受三个力作用而平衡三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力与时，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第三个力大小相等、方向相反，且这三

19、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和方向常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形形在正交分解法中，平衡条件在正交分解法中，平衡条件F合合0可写成：可写成：FxF1xF2xFnx0(即即x方向合力为零方向合力为零)；FyF1yF2yFny0(即即y方向合力为零方向合力为零)分类突破分类突破网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 分类突破分类突破3整体法和隔离法整体法和隔离法： 在选取研究对象时，为了弄清楚系统在选取研究对象时，为了弄清楚系统(连接体连接体)内某个内

20、某个物体的受力情况，可采用隔离法；若只涉及研究系统物体的受力情况，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，一般可采用整而不涉及系统内部某些物体的受力时，一般可采用整体法体法 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例6】如图如图7所示，光滑所示，光滑半球形容器固定在水平面半球形容器固定在水平面上，上，O为球心一质量为为球心一质量为m的小滑块，在水平力的小滑块，在水平力F的作用下静止于的作用下静止于P点设点设滑块所受支持力为滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为.下列关系正确的是下列关系正确的是()AF BFmgtan CFN DFN

21、mgtan分类突破分类突破图图7FmgFNF合合网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例7】如图如图8所示，质量所示，质量m15 kg的物体，置于一粗糙的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为的斜面体上，斜面倾角为30，用一平行于斜面的大小，用一平行于斜面的大小为为30 N的力的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量体质量m210 kg，且始终静止，且始终静止，g取取10 m/s2，求：，求：(1)斜面体对物体的摩擦力；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地面对斜面体的摩擦力和支持力分类突破分类突破图图8(1) 隔离法

22、隔离法 Fm1gFNFfxy30 x方向方向:Fm1gsin 30Ff Ff5 N，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 【例例7】如图如图8所示，质量所示，质量m15 kg的物体，置于一粗糙的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为的斜面体上，斜面倾角为30，用一平行于斜面的大小，用一平行于斜面的大小为为30 N的力的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量体质量m210 kg，且始终静止，且始终静止，g取取10 m/s2，求：，求：(1)斜面体对物体的摩擦力；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地面对斜面体的摩擦力和支持力分类突破分类突破图图8(2) 整体法整体法 F(m1+m2)gFN地地Ff地地xy30 x : Ff地地Fcos 3015 N y : FN地地(m1m2)gFsin 30 135 N 网络构建网络构建分类突破分类突破章末整合章末整合 再见再见