人教版高一物理必修一 第四章 牛顿运动定律 应用 课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
水平面
斜面
图像题
竖直面
示例
示例
示例
示例
程序法解题的基本思路是
(1)划分有多少个不同的过程
（两个角度：受力变化角度或者加速度变化角度）
(2)对各个过程进行两种分析，得出正确的结果．
(3)前一个过程的结束是后一个过程的开始，两个过程的交接点是问题的关键．
分析方法——程序法
多过程问题（重中之重）
．
如图，将质量m＝0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数?＝0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角?＝53?的拉力F，使圆环以a＝4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。（取sin53?＝0.8，cos53?＝0.6，g＝10m/s2）。
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．
某校举行托乒乓球比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S，某同学将球置于球拍中心，以大小a的加速度从静止开始做匀加速运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶级保持球拍的倾角为θ0
，设球在运动过程中受到的空气阻力与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，
不计球与球拍之间的摩擦，球的质量
为m，重力加速度为g
⑴空气阻力与球速的比例系数k
⑵加速跑时倾角θ随球速v变化关系式
⑶整个匀速跑阶段，若该同学速率仍为v0
，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力的变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件。
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F
300
5m
小球质量m=1kg
，穿在与水平面成300的斜杆上，如图，小球与杆之间滑动摩擦系数
?=
/
6
，小球受竖直向上的拉力F=20N，从静止开始经过2s，求小球沿杆移动多大的距离？(g取10m/s2)
．
如图甲所示，质量为m=1㎏的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1=1s时撤去F，物体运动的部分v-t图象如图乙所示，取g=10m/s2，试求：
（1）拉力F的大小；
（2）t=4s时物体的速度大小；
（3）4s内的位移；
．
如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块（可视为质点）从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h=0.8m，B点距C点的距离L=2.0m。（滑块经过B点时没有能量损失，g=10m/s2），求：
（1）滑块在运动过程中的最大速度；
（2）滑块与水平面间的动摩擦因数μ；
（3）滑块从A点释放后，经过时间t=1.0s时速度的大小。
．
如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102
m
的水平跑道和长度为l2
=
20
m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h
=
4.0
m。一架质量为m
=
2.0×104
kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F
=
1.2×105
N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍。假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点,取g
=
10
m/s2。
（1）求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；
（2）为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100
m/s，外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力，求助推力F推的大小。
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．
航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m
=2㎏，动力系统提供的恒定升力F
=28
N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。
（1）第一次试飞，飞行器飞行t1
=
8
s
时到达高度
H
=
64
m。求飞行器所阻力f的大小；
（2）第二次试飞，飞行器飞行t2
=
6
s
时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；
（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3
。
如图所示,是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”,电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆只在重力作用下运动,落回深坑,夯实坑底,且不反弹.然后两个滚轮再次压紧,夯杆被提到坑口,如此周而复始.已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4
m/s,滚轮对夯杆的正压力N=2×104
N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆质量m=1×103
kg,坑深h=6.4
m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大可以忽略,g=10
m/s2.求:
(1)夯杆被滚轮压紧,加速上升至与滚轮速度
相同时离坑底的高度.
(2)打夯周期是多少?
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．
如图
(a)，质量m＝1
kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图
(b)所示，(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g＝10
m/s2)，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)比例系数k
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1．实重和视重
(1)实重：物体实际所受的
，它与物体的运动状态无关。
(2)视重：测力计所指示的数值。
重力
物体具有向下的加速度
物体具有向上的加速度
物体对支持物（悬挂物）的压力（拉力）小于物体的重力：
F＜mg
物体对支持物（悬挂物）的压力（拉力）大于物体的重力：
F＞mg
(1)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即ay≠0，物体就会出现超重或失重状态。当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。
(2)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态。
(3)超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。
(4)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等。
1．关于超重和失重的下列说法中，正确的是
(　　)
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所
受的重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做
自由落体运动的物体不受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向
下的速度时处于失重状态
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化
答案：D
2．物体在下列运动中，属于超重的是
(　　)
A．汽车驶过拱形桥顶端时
B．荡秋千的小孩通过最低点时
C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动时
D．人造卫星绕地球做匀速圆周运动时
解析：当物体具有向上的加速度时物体处于超重状态，B正确。A项汽车处于失重状态，C、D项中运动员和人造卫星处于完全失重状态。
答案：B
3、在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50
kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是
(　　)
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下
[答案]　D
4．几位同学为了探究电梯启动和制动
时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位
同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。并用照相机进行了相关记录，如图所示。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是
(　　)
A．根据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度
B．根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度
C．根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度
D．根据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度
答案：C
5、如图所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，
弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长
状态且物块与箱底间有压力。若在某段时间
内，物块对箱底刚好无
压力，则在此段时间
内，木箱
的运动状态可能为
(　　)
A．加速下降
B．加速上升
C．物块处于失重状态
D．物块处于超重状态
答案：AC
6、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到的压力F随时间t变化的图象应该是
本题答案:D
7、一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,若物体始终相对静止在斜面上,下列说法正确的是
A.
当θ一定时,a越大,斜面对物体的正压力越大
B.
当θ一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大
C.当a
一定时,
θ越大,斜面对物体的正压力越小
D.当a
一定时,
θ越大,斜面对物体的摩擦力越小
FN
F
本题答案:
ABC
8、如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4
N的物体放在斜面上，让它自由下滑，那么测力计因4
N物体的存在而增加的读数是
A.
4
N　
B.
N
　　C.
0
N　　　D.
3
N
未放4
N物体时有
放4
N物体并下滑时，对整体有
结论：物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等。
推论：
物体从最高点由静止开始沿不同的光滑细杆到圆周上各点所用的时间相等。
R
A
C
θ
等时圆模型
如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d
位于同一圆周上，
a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从
a、b、c处释放（初速为0），用t1、t2、t3
依次表示各滑环到达d所用的时间，则
A．t1B．t1>t2>t3
C．t3>t1>t2
D．t1=t2=t3
如图，圆柱体的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁，三块滑块与水平面的夹角依次为300、450、600。若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑（忽略阻力），则
（
）
A、a处小孩最先到O点
B、b处小孩最先到O点
C、c处小孩最先到O点
D、a、c处小孩同时到O点
结论：物体沿着底边长相等倾角不同的光滑斜面由静止下滑，当斜面倾角为45度是，到达斜面底端的时间最短。
d
θ
两类常见图像
（1）A-t图像（物理量随时间变化图像）
注：A指不同的物理量，如x、v、a、F、W等
（2）A-B图像（A量随B量变化图像）
如：a-F图像，a-1/M图像，v-1/F，a-x图像等
识图六部曲：
一、轴（确定什么图像，定性分析可得信息）
二、线（直线、斜线、曲线、轴上还是轴下）
三、斜率（如果成正比，斜率是否有意义）
四、面积（乘积是否有意义）
五、截距（坐标轴交点是否有意义）
六、交点（如果有多条线，交点的意义何在）
图像问题处理惯用手段
例1：如图，表示某物体所受合力随时间变化的图象，设物体的初速度为零，则下列说法中正确的是（
）
A．物体时而向前运动，时而向后运动，2s末在初始位置的前边
B．物体时而向前运动，时而向后运动，2s末在初始位置处
C．物体一直向前运动，2s末物体的速度为零
D．若物体在第1s内的位移为L，则在前4s内的位移为4L
例2：何雯娜蹦床，假设在比赛时她仅在竖直方向运动，通过传感器绘制出蹦床面与运动员间的弹力随时间变化规律的曲线如图所示．重力加速度g已知，依据图像给出的信息，能求出何雯娜在蹦床运动中的物理量有(忽略空气阻力)
（
）
A．质量
B．最大加速度
C．运动稳定后，离开蹦床后上升的最大高度
D．运动稳定后，最低点到最高点的距离
例3：如图为一质点从静止开始运动的加速度－时间的图像，关于该质点的运动，下列说法中正确的是（
）
A．质点在起点附近往复运动
B．质点始终在起点一侧往复运动
C．质点在第6s末的速度大小是4m/s
D．质点在前4s内的位移为0
例4：如图所示，绘出一辆电动汽车沿平直公路由静止启动后，在行驶过程中速度v与牵引力的倒数1/F的关系图像，若电动汽车的质量为1000kg，额定功率为20kW，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定，则以下说法正确的是（
）
A．AB段说明汽车做匀加速直线运动
B．BC段说明汽车做匀加速直线运动
C．v2的大小为15m/s
D．汽车运动过程中的最大加速度为2m/s2
例5：如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示.根据图乙中所标出的数据可计算出（
）
A．物体的质量
B．物体与水平面间的滑动摩擦力
C．物体与水平面间的最大静摩擦力
D．在F为14N时，物体的速度最小
例6：如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块．物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零．从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是图中的
(　
　)
例7：如图
(a)，质量m＝1
kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图
(b)所示，(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g＝10
m/s2)，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)比例系数k
8、如图3所示，
在光滑水平面上有一质量为m1
的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定
木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，
木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。图4中反映a1
和a2变化的图线中正确的是
(　　)
图3
图4
答案：A