第6章 力与运动 章末整合课件 (2)

课件23张PPT。第6章 力与运动牛顿运动定律体系构建1.合成法
若物体只受两个力的作用而产生加速度时，两个力与其合力组成矢量三角形：若为正直角三角形，则根据勾股定理和函数关系求解；若为非直角三角形，可以根据正弦定理、余弦定理、三角形相似求解． 方法总结2．分解法
当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题．通常是分解力，但在有些情况下分解加速度更简单．
(1)分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则：F合x＝ma(沿加速度方向)，F合y＝0(垂直于加速度方向)．
(2)分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，再运用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单． 如图3－1所示，光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它左边接触点为A，右边接触点为B，槽的半径为R，球心为O，且OA与水平线成α角，圆球质量为m，各种摩擦不计，则木块向右的加速度最小为多大时，球才能离开圆槽？
图3－1
【解析】　球刚要离开圆槽的条件是球只受到重力和A点的弹力，如图所示，可见
以小球为研究对象．
F合＝ma＝mgcot α，
故a＝gcot α.
【答案】　gcot α 如图3－2所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平面夹角为30°，求人受到的支持力和摩擦力．
图3－2 【解析】　人受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff三个力的作用，如图所示．
由于三个力都在水平和竖直这两个彼此垂直的方向上，故取水平向左为x轴，竖直向下为y轴，由牛顿第二定律得
Ff＝max解决力学问题，特别是应用牛顿第二定律解题应特别注意研究对象的选取．当几个物体间存在相互作用时，在解题过程中选取研究对象很重要．有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象．选用整体法的一般原则是系统内各个物体具有相同的加速度．若几个物体具有不同的加速度，由牛顿第二定律对整体分析有F合＝m1a1＋m2a2＋m3a3＋…，其中F合是整体受到的合外力，a1、a2、a3、…是各个物体的加速度． 某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图3－3所示的物理模型，一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1＜tan θ，BC段的动摩擦因数μ2＞tan θ，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中
图3－3
A．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右
B．地面对滑梯始终无摩擦力作用
C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小
D．地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小【解析】　小朋友在AB段沿滑梯向下匀加速下滑，在BC段向下匀减速下滑，因此小朋友和滑梯组成的系统水平方向的加速度先向左后向右，则地面对滑梯的摩擦力即系统水平方向合外力先水平向左后水平向右，A正确，B错误；系统在竖直方向的加速度先向下后向上，因此系统先失重后超重，故地面对滑梯的支持力的大小先小于后大于小朋友和滑梯的总重力的大小，C、D错误．
【答案】　A1.滑块—滑板类问题的特点
涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动．
2．滑块和滑板常见的两种位移关系
滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．3．解此类题的基本思路
(1)分析滑块和滑板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度；(2)对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移． 如图3－4所示，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块．已知木块的质量m＝1 kg，木板的质量M＝4 kg，长L＝2.5 m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力F＝20 N拉木板，g取10 m/s2，求：
图3－4 (1)木板的加速度；
(2)要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最短时间；
(3)如果其他条件不变，假设木板的上表面也粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因数为0.3，欲使木板能从木块的下方抽出，需对木板施加的最小水平拉力；
(4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为30 N，则木块滑离木板需要多长时间？
(3)设木块的最大加速度为a木块，木板的最大加速度为a木板，则μ1mg＝ma木块
得：a木块＝μ1g＝3 m/s2
对木板：F1－μ1mg－μ(M＋m)g＝Ma木板
木板能从木块的下方抽出的条件：a木板＞a木块
解得：F1＞25 N.【答案】　(1)2.5 m/s2　(2)1 s　(3)25 N　(4)2 s