2018_2019高中物理第5章研究力和运动的关系章末总结课件沪科版必修1:34张PPT

课件34张PPT。章末总结第5章　研究力和运动的关系内容索引网络构建题型探究
重点难点 各个击破达标检测
当堂检测 巩固反馈网络构建研究力
和运动
的关系牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，
　直到 为止理解力是 的原因
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性大小
　由 唯一决定外力迫使它改变运动状态改变物体运动状态质量研究力
和运动
的关系牛顿第二定律内容：物体的加速度跟受到的 成正比，跟物
体的 成反比
表达式：F＝_____理解矢量性：a的方向与 相同
瞬时性：a随F的变化而变化
独立性：每个力都可独立地使物体产生加速度
同体性：F、a、m是同一个物体的三个量作用力质量maF的方向研究力
和运动
的关系牛顿第二定律的应用两类基本问题已知运动情况求受力情况
已知受力情况求运动情况超重和失重超重：加速度向上，N G
失重：加速度向下，N G
完全失重：加速度向下且等于g＞＜题型探究一、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.一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解.例1　如图1所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4 m，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：
(1)刷子沿天花板向上的加速度；图1答案　2 m/s2答案解析解析　以刷子为研究对象，设滑动摩擦力为f，天花板对刷子的弹力为N，受力分析如图所示，
由牛顿第二定律得(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cos 37°＝ma
代入数据，得a＝2 m/s2.(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.答案　2 s答案解析代入数据解得t＝2 s.二、图像在动力学中的应用1.常见的图像形式
在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(s－t图像)、速度图像(v－t图像)和力的图像(F－t图像)等，这些图像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.对F－t图像要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律分别求出各段的加速度，分析每一时间段的运动性质.
3.对a－t图像，要注意加速度的正、负，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律列方程.4.对F－a图像，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出a－F间的函数关系式，由函数关系式明确图像的斜率、截距的意义，从而求出未知量.例2　如图2甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为α，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g＝10 m/s2.求：图2答案　(1)1 kg　(2)30°答案解析(1)小环的质量m；
(2)细杆与地面间的夹角α.解析　由题图得：0～2 s内，根据牛顿第二定律可得：
前2 s有F1－mgsin α＝ma
2 s后有F2＝mgsin α，
联立两式代入数据可解得：m＝1 kg，α＝30°.针对训练　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3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g＝10 m/s2.由这两个图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为图3甲　　　　　　　　　　乙A.0.5 kg,0.4　　　　　　 B.1.5 kg，
C.0.5 kg,0.2 D.1 kg,0.2答案√解析解析　由F－t图像和v－t图像可得，物块在2 s到4 s内所受外力F1＝3 N，物块在4 s到6 s所受外力F2＝2 N，
物块做匀速直线运动，则F2＝f，f＝μmg
联立以上各式并代入数据解得
m＝0.5 kg，μ＝0.4，故A选项正确.三、传送带问题传送带传送货物时，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，一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态.例3　如图4所示，水平传送带正在以v＝4 m/s的速度匀速顺时针转动，质量为m＝1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2).图4(1)如果传送带长度L＝4.5 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端；解析答案　3 s答案解析　物块放到传送带上后，在滑动摩擦力的作用下先向右做匀加速运动.
由μmg＝ma得a＝μg，
若传送带足够长，匀加速运动到与传送带同速后再与传送带一同向右做匀速运动.因为4.5 m<8 m，所以物块一直加速，(2)如果传送带长度L＝20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端.解析解析　因为20 m>8 m，
所以物块速度达到传送带的速度后，摩擦力变为0，
此后物块与传送带一起做匀速运动，
故物块到达传送带右端的时间t′＝t1＋t2＝7 s.答案　7 s答案达标检测1.(动力学的两类基本问题)如图5所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0 kg的物体.物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动.拉力F＝10 N，方向平行斜面向上.经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求：
(1)绳断时物体的速度大小.123图5解析答案答案　8.0 m/s解析　物体沿斜面向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力N、重力mg和摩擦力f，如图甲所示，123设物体沿斜面向上运动的加速度为a1，
根据牛顿第二定律有：F－mgsin θ－f＝ma1
又f＝μN，N＝mgcos θ
联立以上各式代入数据解得：a1＝2.0 m/s2
t＝4.0 s时物体的速度大小v1＝a1t＝8.0 m/s(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 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，取g＝10 m/s2)答案解析答案　4.2 s123绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力分析如图乙所示，
则根据牛顿第二定律有：mgsin θ＋f＝ma2，
解得a2＝8.0 m/s2123此后物体沿斜面匀加速下滑，
设物体沿斜面下滑的加速度为a3，
受力分析如图丙所示.
根据牛顿第二定律可得mgsin θ－f′＝ma3，
得a3＝4.0 m/s2
设物体由最高点下滑到斜面底端的时间为t3，所以物体从绳子断了开始到返回斜面底端的时间为t′＝t2＋t3＝4.2 s.123答案1232.(图像在动力学中的应用)如图6甲所示为一风力实验示意图.开始时，质量为m＝1 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t1＝0.4 s后撤去风力.小球沿细杆运动的v－t图像如图乙所示(g取10 m/s2)，试求：
(1)小球沿细杆滑行的距离；图6解析答案　1.2 m123(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；解析答案答案　0.25由牛顿第二定律得μmg＝ma2，
即动摩擦因数μ＝0.25123(3)风力F的大小.解析答案答案　7.5 N由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1，
解得F＝7.5 N1233.(传送带问题)如图7所示，水平传送带以2 m/s的速度匀速运动，传送带长AB＝20 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μ＝0.1，(g＝10 m/s2)试求：
(1)工件开始时的加速度a；解析答案答案　 1 m/s2，方向水平向右解析　工件被放在传送带上时初速度为零，
相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为f＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.1×10 m/s2＝1 m/s2，方向水平向右图7123(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移；答案答案　2 m解析解析　由于s0<20 m，
故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B端.
经过时间t0后，工件做匀速直线运动的时间为：
所以工件由传送带左端运动到右端的时间为：
t＝t0＋t1＝11 s123(3)工件由传送带左端运动到右端的时间.答案答案　11 s解析