2018高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版.doc
《2018高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版.doc(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容: 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 (一)牛頓運(yùn)動(dòng)定律在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用 1. 運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題常??梢苑譃閮煞N類型(兩類動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題): (1)已知物體的受力情況,要求物體的運(yùn)動(dòng)情況。如物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度及時(shí)間等。 (2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,要求物體的受力情況(求力的大小和方向)。 但不管哪種類型,一般總是先根據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度,然后再由此得出問(wèn)題的答案。 兩類動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的解題思路圖解如下: 2. 應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟 (1)認(rèn)真分析題意,明確已知條件和所求量,搞清所求問(wèn)題的類型。 (2)選取研究對(duì)象.所選取的研究對(duì)象可以是一個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的整體。同一題目,根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象。 (3)分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。 (4)當(dāng)研究對(duì)象所受的外力不在一條直線上時(shí):如果物體只受兩個(gè)力,可以用平行四邊形定則求其合力;如果物體受力較多,一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力;如果物體做直線運(yùn)動(dòng),一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上。 (5)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程,物體所受的外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式,按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。 (6)求解方程,檢驗(yàn)結(jié)果,必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。 (二)整體法與隔離法 1. 整體法:在研究物理問(wèn)題時(shí),把所研究的對(duì)象作為一個(gè)整體來(lái)處理的方法稱為整體法。采用整體法時(shí)不僅可以把幾個(gè)物體作為整體,也可以把幾個(gè)物理過(guò)程作為一個(gè)整體,采用整體法可以避免對(duì)整體內(nèi)部進(jìn)行繁瑣的分析,常常使問(wèn)題解答更簡(jiǎn)便、明了。 運(yùn)用整體法解題的基本步驟: ①明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程。 ②畫(huà)出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的示意圖。 ③尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解 2. 隔離法:把所研究對(duì)象從整體中隔離出來(lái)進(jìn)行研究,最終得出結(jié)論的方法稱為隔離法??梢园颜麄€(gè)物體隔離成幾個(gè)部分來(lái)處理,也可以把整個(gè)過(guò)程隔離成幾個(gè)階段來(lái)處理,還可以對(duì)同一個(gè)物體,同一過(guò)程中不同物理量的變化進(jìn)行分別處理。采用隔離物體法能排除與研究對(duì)象無(wú)關(guān)的因素,使事物的特征明顯地顯示出來(lái),從而進(jìn)行有效的處理。 運(yùn)用隔離法解題的基本步驟: ①明確研究對(duì)象或過(guò)程、狀態(tài),選擇隔離對(duì)象.選擇原則是:一要包含待求量,二是所選隔離對(duì)象和所列方程數(shù)盡可能少。 ②將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來(lái);或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過(guò)程從運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中隔離出來(lái)。 ③對(duì)隔離出的研究對(duì)象、過(guò)程、狀態(tài)進(jìn)行分析研究,畫(huà)出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖。 ④尋找未知量與已知量之間的關(guān)系,選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。 3. 整體和局部是相對(duì)統(tǒng)一的,相輔相成的。 隔離法與整體法,不是相互對(duì)立的,一般問(wèn)題的求解中,隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化,往往兩種方法交叉運(yùn)用,相輔相成.所以,兩種方法的取舍,并無(wú)絕對(duì)的界限,必須具體分析,靈活運(yùn)用。無(wú)論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(即中間未知量的出現(xiàn),如非待求的力,非待求的中間狀態(tài)或過(guò)程等)的出現(xiàn)為原則 例1. 如圖,傾角為a的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,木塊由靜止開(kāi)始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向。 解:以斜面和木塊整體為研究對(duì)象,水平方向僅受靜摩擦力作用,而整體中只有木塊的加速度有水平方向的分量??梢韵惹蟪瞿緣K的加速度,再在水平方向?qū)|(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律,很容易得到: 如果給出斜面的質(zhì)量M,本題還可以求出這時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力大小為:FN=Mg+mg(cosα+μsinα)sinα,這個(gè)值小于靜止時(shí)水平面對(duì)斜面的支持力。 例2. 如圖所示,mA=1kg,mB=2kg,A、B間靜摩擦力的最大值是5N,水平面光滑。用水平力F拉B,當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時(shí),A、B的加速度各多大? 解析:先確定臨界值,即剛好使A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的F值。當(dāng)A、B間的靜摩擦力達(dá)到5N時(shí),既可以認(rèn)為它們?nèi)匀槐3窒鄬?duì)靜止,有共同的加速度,又可以認(rèn)為它們之間已經(jīng)發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),A在滑動(dòng)摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)。這時(shí)以A為對(duì)象得到a =5m/s2;再以A、B系統(tǒng)為對(duì)象得到 F =(mA+mB)a =15N (1)當(dāng)F=10N<15N時(shí), A、B一定仍相對(duì)靜止,所以 (2)當(dāng)F=20N>15N時(shí),A、B間一定發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),對(duì)質(zhì)點(diǎn)組用牛頓第二定律列方程:,而a A =5m/s2,于是可以得到a B =7.5m/s2 (三)臨界問(wèn)題 在某些物理情境中,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過(guò)程中,由于條件的變化,會(huì)出現(xiàn)兩種狀態(tài)的銜接,兩種現(xiàn)象的分界,同時(shí)使某個(gè)物理量在特定狀態(tài)時(shí),具有最大值或最小值。這類問(wèn)題稱為臨界問(wèn)題。在解決臨界問(wèn)題時(shí),進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,找出臨界狀態(tài)是解題的關(guān)鍵。 例3. 如圖所示,一細(xì)線的一端固定于傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線中拉力T等于多少? 【分析】當(dāng)小球貼著滑塊一起向左運(yùn)動(dòng)時(shí),小球受到三個(gè)力作用:重力mg、線中拉力T、滑塊A的支持力N,如圖所示。小球在這三個(gè)力作用下產(chǎn)生向左的加速度。當(dāng)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的加速度增大到一定值時(shí),小球可能拋起,滑塊的支持力變?yōu)榱悖∏騼H受重力和拉力兩個(gè)力的作用。 由于題設(shè)加速度a=2g時(shí),小球的受力情況未確定,所以可先找出使N=0時(shí)的臨界加速度,然后將它與題設(shè)加速度a=2g相比較,確定受力情況后即可根據(jù)牛頓第二定律列式求解。 【解】根據(jù)小球貼著滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況,可列出水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)方程分別為 Tcos45-Nsin45=ma,(1) Tsin45+Ncos45=mg(2) 聯(lián)立兩式,得 N=mgcos45-masin45 當(dāng)小球?qū)瑝K的壓力等于零,即應(yīng)使N=0,滑塊的加速度至少應(yīng)為 可見(jiàn),當(dāng)滑塊以a=2g加速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),小球已脫離斜面飄起。此時(shí)小球僅受兩個(gè)力作用:重力mg、線中拉力T′,(下圖)設(shè)線與豎直方向間夾角為β。同理由牛頓第二定律得 Tsinβ=ma, Tcosβ=mg。 聯(lián)立兩式得 T (四)瞬時(shí)性問(wèn)題 例4. 如圖所示,一根輕質(zhì)彈簧上端固定,下端掛一質(zhì)量為M的平盤(pán),盤(pán)中放有質(zhì)量為m的物體,它們靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了L,今向下拉盤(pán)使之再伸長(zhǎng)△L后停止,然后松手放開(kāi),設(shè)彈簧總處于彈性限度內(nèi),則剛松手時(shí)盤(pán)對(duì)物體的支持力等于多少? 解析:裝置靜止時(shí),用手對(duì)盤(pán)施加向下的力F使彈簧再伸長(zhǎng)△L后停止(受力分析如圖所示),設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k,由胡克定律知,。剛松手的瞬時(shí)F消失,F(xiàn)=0,而彈簧還不能馬上收縮恢復(fù),即整體所受的彈力和重力都不變,其合力還與原來(lái)的F大小相等,方向相反。設(shè)其加速度為a,盤(pán)對(duì)物體的支持力為,則 對(duì)整體: 而對(duì)物體m(受力如圖) 當(dāng)整體原來(lái)處于靜止時(shí)有 由<1><2><3>得: 點(diǎn)評(píng):牛頓第二定律描述的加速度與合外力的關(guān)系是同一個(gè)物體的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)于彈簧而言,如果兩端有關(guān)聯(lián)物體,則與兩物體相聯(lián)的其它物體的受力發(fā)生變化的瞬時(shí),彈簧由于恢復(fù)形變需要一個(gè)過(guò)程,所以可以認(rèn)為彈簧的形變還沒(méi)來(lái)得及恢復(fù),彈力保持原來(lái)的值的大小不變。 (五)超重、失重和視重 1. 超重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ? 大于 物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。 產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件是物體具有 向上 的加速度。與物體速度的大小和方向無(wú)關(guān)。 產(chǎn)生超重現(xiàn)象的原因:當(dāng)物體具有向上的加速度a(向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng))時(shí),支持物對(duì)物體的支持力(或懸掛物對(duì)物體的拉力)為F,由牛頓第二定律得 F-mg=ma 所以F=m(g+a)>mg 由牛頓第三定律知,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ〧>mg. 2. 失重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ? 小于 物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。 產(chǎn)生失重現(xiàn)象的條件是物體具有 向下 的加速度,與物體速度的大小和方向無(wú)關(guān)。產(chǎn)生失重現(xiàn)象的原因:當(dāng)物體具有向下的加速度a(向下加速運(yùn)動(dòng)或向上做減速運(yùn)動(dòng))時(shí),支持物對(duì)物體的支持力(或懸掛物對(duì)物體的拉力)為F。由牛頓第二定律 mg-F=ma, 所以F=m(g-a)<mg 由牛頓第三定律知,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ〧 ′<mg. 完全失重現(xiàn)象:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài),叫做完全失重狀態(tài)。 產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件:當(dāng)物體豎直向下的加速度等于重力加速度時(shí),就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象。 例5. 電梯地板上放置重為G的物體,當(dāng)電梯地板對(duì)物體的支持力為1.2G時(shí),則電梯可能正在 [ ] A. 勻速上升 B. 加速下降 C. 減速上升 D. 加速上升 答案:CD 例6. 用手提著下掛質(zhì)量為2千克鉤碼的彈簧秤。求下列各種情況下彈簧秤的讀數(shù)。(g取10米/秒2) (1)手提彈簧秤靜止時(shí)。 (2)手提彈簧秤豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。 (3)手提彈簧秤以2米/秒2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。 (4)手提彈簧秤以2米/秒2的加速度豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng)。 (5)放開(kāi)手讓彈簧秤和鉤碼一起自由下落。 分析與解答:彈簧秤的讀數(shù)是鉤碼對(duì)彈簧秤的拉力的大小,而它又與彈簧秤對(duì)鉤碼的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,大小相等。以鉤碼為研究對(duì)象。 (1)物體處于靜止?fàn)顟B(tài),合力為零。T=T=G=mg=20牛 (2)物體勻速運(yùn)動(dòng),合力為零。T=T=G=mg=20牛 (3)加速上升時(shí)加速度向上,合力向上。F合=T-mg=ma 彈簧秤的讀數(shù) T=T=m(g+a)=2(10+2)牛=24牛 (4)加速下降時(shí)加速度向下,合力向下。F合= mg-T=ma 彈簧秤的讀數(shù) T=T=m(g-a)=2(10-2)牛=16牛 (5)F合= mg-T=mg 彈簧秤拉力 T=0 (六)彈簧類問(wèn)題 例7. 物體從某一高度自由落下,落在直立于地面的輕彈簧上,如圖所示。在A點(diǎn),物體開(kāi)始與彈簧接觸。到B點(diǎn)時(shí),物體速度為零,然后被彈回,則以下說(shuō)法正確的是 [ ] A. 物體從A下降和到B的過(guò)程中,速率不斷變小 B. 物體從B上升到A的過(guò)程中,速率不斷變大 C. 物體從A下降到B,以及從B上升到A的過(guò)程中,速率都是先增大,后減小 D. 物體在B點(diǎn)時(shí),所受合力為零 【分析】本題考查a與F合的對(duì)應(yīng)關(guān)系,彈簧這種特殊模型的變化特點(diǎn),以及由物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。對(duì)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程及狀態(tài)分析清楚,同時(shí)對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析,是解決本題思路所在。 【解】找出AB之間的C的位置,此時(shí)F合=0 則(1)從A→C。由mg>kx1, (2)在C位置mg = kxc,a=0,物體速度達(dá)最大(如圖乙) (3)從C→B,由于mg<kx2, 同理,當(dāng)物體從B→A時(shí),可以分析B→C做加速度越來(lái)越小的變加速直線運(yùn)動(dòng);從C→A做加速度越來(lái)越大的減速直線運(yùn)動(dòng)。 【說(shuō)明】由物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),是牛頓第二定律應(yīng)用的重要部分,也是解綜合問(wèn)題的基礎(chǔ)。 彈簧這種能使物體的受力狀態(tài)連續(xù)變化的模型,在物理問(wèn)題(特別是定性判斷)中經(jīng)常應(yīng)用。其應(yīng)用特點(diǎn)是:找好初末兩態(tài),明確變化過(guò)程。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2018高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版 2018 高考 物理 第一輪 復(fù)習(xí) 牛頓 運(yùn)動(dòng) 定律 應(yīng)用
鏈接地址:http://m.italysoccerbets.com/p-6112666.html