2012年高考三轮总复习专题课件：专题2　牛顿运动定律与直线运动（浙江专用）

(共41张PPT)
专题二 牛顿运动定律与直线运动
专题二　牛顿运动定律与直线运动
主干知识整合
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一、匀变速直线运动的规律
1．匀变速直线运动的公式
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2．匀变速直线运动的规律的应用技巧
(1)任意相邻相等时间内的位移之差相等，即Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2.
(2)某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即vt/2＝
(3)对于初速度为零的匀变速直线运动，可尽量利用初速度为零的运动特点解题．如第n秒的位移等于前n秒的位移与前n－1秒的位移之差，即x′n＝xn－xn－1＝　　an2－　a(n－1)2＝ a(2n－1)．
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(4)逆向思维法：将末速度为零的匀减速直线运动转换成初速度为零的匀加速直线运动处理．末速度为零的匀减速直线运动，其逆运动为初速度为零的匀加速直线运动，两者加速度相同．如竖直上抛运动上升阶段的逆运动为自由落体运动，竖直上抛运动上升阶段的最后1 s内的位移与自由落体运动第1 s的位移大小相等．
(5)加速度不变的匀减速直线运动涉及反向运动时(先减速后反向加速)，可对全过程直接应用匀变速运动的规律解题．如求解初速度为19.6 m/s的竖直上抛运动中3 s末的速度，可由vt＝v0－gt直接解得vt＝－9.8 m/s，负号说明速度方向与初速度相反．
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3．图象问题
(1)两种图象
分类 斜率的
意义 纵轴截距
的意义 图象与t轴
所围面积 特例
匀速直线
运动 匀变速直
线运动
x－t
图象 速度 初位置
x0 过原点
的直线 抛物线
v－t
图象 加速度 初速度
v0 位移 与时间轴平行的直线 过原点
的直线
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(2)v－t图象的特点
①v－t图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的是“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以v－t图象只能描述物体做“直线运动”的情况，不能描述物体做“曲线运动” 的情况．
②v－t图象的交点表示同一时刻物体的速度相等．
③v－t图象不能确定物体的初始位置．
(3)利用运动图象分析运动问题要注意以下几点
①确定图象是v－t图象还是x－t图象．
②明确图象与坐标轴交点的意义．
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③明确图象斜率的意义：v－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向；x－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负反映了速度的方向．
④明确图象与坐标轴所围的面积的意义．
⑤明确两条图线交点的意义．
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二、牛顿第二定律的四性
性质 内容
瞬时性 力与加速度同时产生、同时消失、同时变化
同体性 在公式F＝ma中，m、F、a都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量
矢量性 加速度与合力方向相同
独立性 当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其他力无关；物体的加速度等于所有分力产生的加速度分量的矢量和
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三、超重与失重
1．物体具有向上的加速度(或具有向上的加速度分量)时处于超重状态，此时物体重力的效果变大．
2．物体具有向下的加速度(或具有向下的加速度分量)时处于失重状态，此时物体重力的效果变小；物体具有向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态，此时物体重力的效果消失．
注意：①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉力以及浮力等；②物体处于超重或失重(含完全失重)状态时，物体的重力并不因此而变化．
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四、力F与直线运动的关系
要点热点探究
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　探究点一　两类动力学问题
1．已知物体的受力情况，确定物体的运动情况
处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度，也就是确定了物体的运动情况．
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2．已知物体的运动情况，确定物体的受力情况
处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况．
3．两类问题涉及知识较多(如物体受力分析、牛顿第二定律、运动学方程)，综合考查学生对力学知识的掌握及应用能力，有时会考查多阶段、多过程问题，求解时注意分析每一个阶段或过程所用到的动力学知识，分清已知量和待求量．两类问题并没有绝对地独立，有时在题目中相互交叉．研究运动的加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键．
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　探究点二　连接体问题
1．整体法与隔离法：在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它们看成一个整体(当成一个质点)，只分析整体所受的外力，应用牛顿第二定律列方程即可；如果需要知道物体之间的相互作用力，就需要把某一个物体从系统中隔离出来，分析这个物体受到的所有力，应用牛顿第二定律列出方程．在处理具体问题时，一般先整体再隔离．
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2．合成法：物体在两个力作用下加速运动时，可利用平行四边形定则确定两个力与合力的关系．注意合力的方向与加速度的方向相同．
3．正交分解法：物体在三个或三个以上的力作用下加速运动时，常用正交分解法处理．一般分解力(也可分解加速度)，分解的正交方向应尽量减少要分解的力的个数．
4．临界条件法(极限法)：物理过程中某个物理量发生变化，当变化到一定程度时，物体的状态会发生突变．如果把变化条件找到，就可利用其讨论有关问题．
专题二 │ 要点热点探究
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A．两物块所受摩擦力的大小总是相等
B．两物块不可能同时相对绸带静止
C．M不可能相对绸带发生滑动
D．m不可能相对斜面向上滑动
专题二 │ 要点热点探究
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【点评】 解答本题的关键是明确滑块与丝绸之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，滑块不可能相对丝绸滑动．因丝绸与斜面之间无摩擦，轻质丝绸相当于跨过斜面顶端的光滑滑轮，丝绸上的张力与M、m受到的静摩擦力相等．
专题二 │ 要点热点探究
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A．质量为m的滑块均沿斜面向上运动
B．质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用
C．a1＞a2
D．T1＝T2
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　探究点三　涉及传送带的动力学问题
物体在传送带上运动的问题，应以地面为参考系，首先根据牛顿第二定律确定其加速度的大小和方向，然后根据直线运动规律分析其运动情况．特别应关注物体的速度与传送带速度相等后的受力情况是否发生变化．
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【点评】有恒力F作用时，当物品速度与传送带速度相等时，沿传送带向上的滑动摩擦力消失，变为沿传送带向下的静摩擦力，随后物品做匀速运动．
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A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
例3变式题　B　【解析】 结合图乙，在0～t1时间内，物体向左做匀减速直线运动，t1时刻运动到最左边，A错；在t1～t2时间内，物体向右做匀加速直线运动，但由于速度小于传送带的速度，物体与传送带的相对位移仍在增大，t2时刻相对位移最大，B对；0～t2时间内，物体相对传送带向左运动，一直受到向右的滑动摩擦力，f＝μmg不变，但t2时刻以后物体相对传送带静止，摩擦力为0，C、D错．
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　探究点四　直线运动中的动态分析
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A．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大
C．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小
专题二 │ 要点热点探究
例4　BD　【解析】 运动员由B→C的过程中，先向下加速运动后向下减速运动，即先失重后超重，但跳板的形变量一直变大，所以跳板所受的压力一直变大，选项A错误、B正确；运动员由C→B的过程中，先向上加速运动后向上减速运动，即先超重后失重，跳板所受的压力一直变小，选项C错误、D正确．
【点评】 解答本题的关键是将B→C的过程中分解为两个阶段，第一阶段的特点是向下加速运动，第二阶段的特点是向下减速运动，利用牛顿第二定律分别对加速运动和减速运动阶段的加速度大小及方向变化规律作出判断，然后根据超重和失重知识得出结果．
专题二 │ 要点热点探究
　　　　 “蹦极”是一项新兴的体育活动．某蹦极者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”．当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复．若不计空气阻力的影响，请判断下列说法正确的是(　　)
A．当弹性绳达到原长后，人开始做减速运动
B．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大
C．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大
D．当人达到最低点时，加速度最大，且一定大于重力加速度
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例4 变式题　CD　【解析】 当弹性绳达到原长后，开始阶段，人所受的重力大于弹性绳对人的弹力，人向下做加速度逐渐减小的加速运动，当重力等于弹性绳对人的弹力时，加速度为零，速度最大，选项C正确；当速度达到最大值以后，人向下做减速运动，加速度方向向上，且逐渐增大，由于弹性绳处于原长时，人具有向下的速度，此时加速度等于重力加速度，运动至平衡位置下方对称位置时的加速度向上且等于重力加速度，故当人达到最低点时，加速度一定大于重力加速度，选项D正确．