学案与测评物理鲁科版必修一牛顿运动定律省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

考纲点击1.牛顿运动定律及牛顿定律应用 2.超重和失重 3.单位制：要知道中学物理中包括国际单位制基本单位和其它物理量单位包含小时、分、升、电子伏特(eV)说明：知道国际单位制中要求单位符号试验四：探究加速度与力、质量关系第1页备考导读1.牛顿运动定律是经典物理学中最基本、最主要规律，也是高考命题热点正确了解了解惯性概念，了解力和运动关系，并能熟练地应用牛顿第二定律分析和计算问题是高考考查重点2.近几年高考对牛顿运动定律考查侧重于单个物体分析和计算，在今后高考命题中常结合弹簧及实际问题进行考查，综合性题目标考查趋向于处理、生活、科技、工业生产等很多问题同时注意电场、磁场联络.第2页第第1节节 牛顿第一定律牛顿第一定律 牛顿第三定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容：一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面力_它改变这种状态.2.意义(1)指出力不是_物体运动原因，而是_物体运动状态原因，即力是产生加速度原因(2)指出一切物体都有_，所以牛顿第一定律又称_二、惯性二、惯性1.定义：物体保持原来_状态或_状态性质第3页2.性质：惯性是一切物体都含有性质，是物体_属性，与物体受力情况和运动情况_3.惯性大小量度：_是惯性大小唯一量度，质量大物体惯性大，质量小物体惯性小4.惯性表现受力情况惯性表现物体在不受外力或所受合外力为零时使物体保持原来_不变物体受到外力时运动状态改变难易程度；惯性大，物体_不易改变；惯性小，物体_轻易改变第4页三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律作用力与反作用力关系：自我校对自我校对一、1.匀速直线运动静止迫使2.(1)维持改变(2)惯性惯性定律二、1.匀速直线运动静止2.固有无关3.质量4.运动状态运动状态运动状态三、相等相反同一条直线上第5页考点考点1 牛顿第一定律牛顿第一定律1.牛顿第一定律导出了力概念力是改变物体运动状态原因(运动状态指物体速度)又依据加速度定义av/t，有速度改变就一定有加速度，所以能够说力是物体产生加速度原因(不能说“力是产生速度原因”、也不能说“力是维持速度原因”)2.牛顿第一定律引出了惯性概念一切物体都有保持原有运动状态性质，这就是惯性惯性是物体固有属性，一切物体都含有惯性惯性大小唯一量度是物体质量，物体质量越大，惯性就越大，运动状态越难改变惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，也与物体所处地理位置无关第6页3.牛顿第一定律描述是理想化状态在实际中不受力物体是不存在，牛顿第一定律不能用试验直接验证，牛顿第一定律是以伽利略“理想试验”为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来尤其提醒尤其提醒（1）惯性不是一个力，惯性大小反应了改变物体运动状态难易程度，物体惯性越大，它运动状态就越难改变；（2）外力作用于物体上能使物体运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体惯性。第7页例1 (2011南京模拟)如图所示一些实际生活中现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确是 ()A.采用了大功率发动机后，某些一级方程式赛车速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机速度.这表明可以经过科学进步使小质量物体获得大惯性B.射出枪膛子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它惯性小了C.货运列车运行到不一样车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它惯性D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当速度，其次要将身体稍微向里倾斜，经过调控人和车惯性达到行驶目第8页【点拨】质量是物体惯性唯一量度【解析】采用了大功率发动机后，某些一级方程式赛车速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机速度，原因是功率变大了，但惯性不变，选项A错误；射出枪膛子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹具有动能过小，但惯性不变，选项B错误；货运列车运行到不一样车站时，通常要摘下或加挂一些车厢，列车质量改变了，当然它惯性也就改变了，选项C正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当速度，其次要将身体稍微向里倾斜，调控人和车重心位置，但整体惯性不变，选项D错误【答案】C 点睛笔记 解决关于惯性概念理解题目时，要紧紧抓住“物体惯性只与物体质量有关，质量是惯性唯一量度，力能够改变运动状态但不能改变惯性”这一关键点，明确物体惯性与地理位置、运动状态、是否受力、速度大小等因素均无关.第9页1.我国道路交通安全法中要求：各种小型车辆前排乘坐人(包含司机)必须系好安全带，对此以下说法正确是()A.系好安全带能够减小惯性B.是否系好安全带改变了人和车惯性C.系好安全带能够预防因车惯性而造成伤害D.系好安全带能够预防因人惯性而造成伤害【解析】是否系好安全带与人和车惯性无任何关系，但系好安全带能够预防因车急停，乘客因为惯性而前倾碰撞到前面驾驶台或挡风玻璃而带来伤害，选项D正确【答案】D第10页考点考点2 牛顿第三定律牛顿第三定律1.作用力与反作用力关系第11页2.相互作用力与平衡力比较相互作用力与平衡力比较作用力与反作用力平衡力不一样点受力物体作用在两个相互作用物体上作用在同一物体上叠加性两力作用效果不能叠加，不能求协力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求协力且协力为零依赖关系相互依存，不能单独存在，同时产生，同时改变，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个能够依然存在力性质两力性质相同两力能够性质相同，也能够性质不一样相同点力关系大小相等、方向相反、作用在同一条直线上第12页尤其提醒 一对相互作用力和一对平衡力最直观区分是作用点，一对平衡力作用点在同一个物体上，一对相互作用力作用点在两个物体上.例2 (自编题)在中国达人秀节目中，五十五岁肖阿姨是一位普普通通家庭主妇，她展示才艺竟然是头发拉车一辆车再加上车上坐五个人，肖阿姨仅用自己头发就将它们连人带车拖动了十几米，评委和观众看得目瞪口呆，若不计绳子质量，则以下说法正确是()A.因肖阿姨拉动了车子，所以肖阿姨头发拉绳子力大于车子拉绳子力B.肖阿姨拉不动车子时，头发拉绳子力才和车子拉绳子力大小相等，作用效果相互抵消C.不论什么情况，头发拉绳子力和车子拉绳子力大小总是相等D.肖阿姨能够用头发拉动车子是因为肖阿姨头发对绳子拉力等于车子受地面最大静摩擦力第13页【点拨】(1)头发拉绳子力和绳子拉头发力，以及绳子拉车力和车拉绳子力是作用力和反作用力(2)同一根绳子上张力处处相等【解析】头发拉绳子力和绳子拉头发力，以及绳子拉车力和车拉绳子力是作用力和反作用力，在任何情况下都大小相等方向相反，与运动状态无关而同一根绳子上张力处处相等，所以头发拉绳子力和车拉绳子力在任何情况下都相等，A选项错误，C选项正确；头发拉绳子力和车子拉绳子力作用在不一样物体上，不是平衡力，所以效果不可能抵消，B选项错误；当绳子对车力大于车子最大静摩擦力时，车子受到合外力不为零，车子前进，D选项错误【答案】C点睛笔记 应用牛顿第三定律分析问题时应注意（1）不能凭日常观察直觉印象随便下结论，分析问题需严格依据科学理论；（2）了解应用牛顿第三定律时，一定要抓住“总是”二字，即作用力与反作用力这种关系与物体运动状态无关；（3）与平衡力区分应抓住作用力和反作用力分别作用在两个物体上.第14页2.(改编题)中国探月工程二期技术先导星“嫦娥二号”，于10月1日黄昏在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭发射升空.下面关于飞船与火箭起飞情形，叙述正确是 ()A.火箭尾部向下喷气，喷出气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭取得了向上推力B.火箭尾部喷出气体对空气产生一个作用力，空气反作用力使火箭取得飞行动力C.火箭飞出大气层后，因为没有空气，火箭即使向下喷气，但也无法取得前进动力D.飞船进入运行轨道之后，与地球之间没有力作用第15页【解析】火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出气体是一对相互作用物体，火箭向下喷气时，喷出气体同时对火箭产生向上反作用力，即为火箭上升推力，此动力并不是由周围空气对火箭反作用力提供，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，因而B、C错误，A正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间依然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，D错误.【答案】A第16页在分析力学问题时，误认为运动物体就一定受到力作用，且运动物体运动方向与其受力方向相同，速度越大，则物体受力越大所以，必须深刻认识到力不是维持物体运动原因，而是改变物体运动状态原因例例关于力和运动关系，以下说法中正确是()A.物体速度不停增大，表示物体必受力作用B.物体位移不停增大，表示物体必受力作用C.物体朝什么方向运动，则这个方向上物体必受力作用D.物体速度大小不变，则其所受协力必为零第17页【错解】ABCD【正解】该题错选主要原因就对基本概念了解不深刻，且受日常错误观念影响误认为只有有力作用在物体上物体才会运动，撤去外力物体就停下来实际上力是改变物体运动原因，而不是维持物体运动原因，物体匀速运动时合外力为零，合外力不为零时物体速度(大小、方向)一定发生改变【答案】A第18页第第2节节 牛顿第二定律牛顿第二定律 动力学两类基本问题动力学两类基本问题一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容：物体加速度大小跟作用力成_，跟物体质量成_，加速度方向与_相同2.表示式：_，反应了物体运动加速度与合外力瞬时对应关系3.适用范围(1)牛顿第二定律只适合用于_参考系(相对地面静止或匀速直线运动参考系)(2)牛顿第二定律只适合用于_物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)情况.第19页二、运动学两类基本问题二、运动学两类基本问题1已知受力情况求物体_情况2已知运动情况求物体_情况其中加速度是联络运动和受力主要“桥梁”，将运动学规律和牛顿第二定律相结合是处理问题基本思绪三、单位制及其基本单位和导出单位1.单位制：_单位和_单位共同组成了单位制.(1)基本单位：基本物理量单位.力学中基本物理量有_、_、_，它们国际单位分别是_、_、_.(2)导出单位是由基本单位依据_推导出来其它物理量单位有力(N)、速度(m/s)、加速度(m/s2)等第20页2.国际单位制中基本物理量和基本单位国际单位制中基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度lm质量mkg时间ts电流I安(培)热力学温度T开(尔文)物质量n摩(尔)发光强度I坎(德拉)cd第21页尤其提醒尤其提醒（1）有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等；（2）有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米/秒（m/s）、帕斯卡、牛（顿）等.自我校对自我校对一、1.正比反比作用力方向2.Fma3.(1)惯性(2)宏观二、1.运动2.受力三、1.基本导出(1)长度质量时间米千克秒(2)物理关系2.米千克秒AKmol第22页考点考点1 牛顿第二定律牛顿第二定律1.牛顿第二定律特征因果性合外力是产生加速度原因，加速度是协力外产生结果瞬时性加速度与合外力对应同一时刻，任何一个瞬时都含有大小、方向上对应关系，合外力发生改变时，加速度也随之改变同一性(1)Fma中，F、m、a对应同一物体或同一系统(2)Fma中，各物理量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上每一个力各自产生加速度都遵从牛顿第二定律(2)物体实际加速度等于每个力产生加速度矢量和(3)合外力和加速度在各个方向上各自分量也遵从牛顿第二定律，即Fxmax，Fymay不足(1)只适适用于宏观、低速运动物体，不适适用于微观、高速运动粒子(2)物体加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动参考系(惯性系)而言第23页2.牛顿第二定律瞬时性深入了解轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型比较特征模型质量内部弹力受外力时形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳不计处处相等微小能够突变只有拉力没有压力橡皮绳较大普通不能突变只有拉力没有压力轻弹簧较大普通不能突变既可有拉力也可有压力轻杆微小不计能够突变现有拉力也可有支持力第24页尤其提醒尤其提醒 物体在每一瞬时加速度只决定于这一瞬时协力，而与这一瞬时之前或之后合外力没相关系.当物体受力突然改变时，物体加速度也会瞬时发生改变.不过速度在该瞬间是不变，因为速度改变需要过程积累.例例1 如图所表示，小球用水平弹簧系住，并用倾角为30光滑板AB托着，当板AB突然向下撤离瞬间，球加速度为多大？若改用水平细绳系住，在板AB突然向下撤离瞬间小球加速度又为多大？【点拨】(1)其它力改变时，弹簧弹力不能在瞬间发生改变(2)其它力改变时，细绳上弹力能够瞬间发生改变第25页第26页点睛笔记点睛笔记 处理关于牛顿第二定律瞬时性问题时，首先依据外界条件改变判断弹力怎样改变，然后依据力和运动关系解题；在判断弹力改变时，当物体用质量不计弹簧连接时弹簧形变需要时间，在改变瞬时形变来不及恢复，弹力不变；而当物体是用质量不计轻绳连接时，绳认为是弹性极好弹性体，其形变恢复不需要时间，能够突变.1.(全国高考卷)如图所表示，轻弹簧上端与一质量为m木块1相连，下端与另一质量为M木块2相连，整个系统置于水平放置光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后瞬间，木块1、2加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g.则有()A.a1g，a2gB.a10，a2gC.a10，a2（m+M）g /M D.a1g，a2（m+M）g /M 第27页【解析】在抽出木板瞬时，弹簧对1支持力和对2压力并未改变，对1物体受重力和支持力，mgF，a10.对2物体受重力和压力，依据牛顿第二定律a2(F+Mg)/M（m+M）g /M.【答案】C考点考点2 处理两类动力学问题基本方法及步骤处理两类动力学问题基本方法及步骤1.两类动力学问题解题思绪第28页(1)物体运动情况是由所受力及物体运动初始状态共同决定(2)两类动力学问题中加速度是联络力和运动“桥梁”2.应用牛顿第二定律解题步骤(1)经过审题灵活地选取研究对象，明确物理过程(2)分析研究对象受力情况和运动情况，必要时画好受力示意图和运动过程示意图(3)依据牛顿第二定律和运动公式列方程(4)检验答案是否完整、合理，必要时需进行讨论第29页例例2 (江苏高考卷)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供恒定升力F28 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阻力大小不变，g取10 m/s 2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18 s时抵达高度H64 m求飞行器所受阻力f大小(2)第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器马上失去升力求飞行器能抵达最大高度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最长时间t3.【点拨】分析飞行器受力情况，依据牛顿第二定律列方程，再利用运动学公式列出关于位移和速度方程，联立方程即可求解 第30页【解析】(1)第一次飞行中，设加速度大小为a1，匀加速运动Ha1t12/2由牛顿第二定律Fmgfma1由两式并代入数据可解得f4 N.第31页(2)第二次飞行中，设失去升力时速度为v1，上升高度为h1，匀加速运动h1a1t22/2262/236 m，设失去升力后加速度大小为a2，上升高度为h2，由牛顿第二定律mgfma2，可得a212 m/s2.v1a1t226 m/s 12 m/s，h2v1/（2a2）122/（212）m6 m，解得hh1h242 m.第32页第33页2.(湖北省100所重点中学高三联考)我国降雨展现南多北少局面，有资料表明武汉市年平均降雨量为1 260 mm.下雨时我们会显著感觉到雨点越大，雨点对雨伞冲击力也就越大，这一现象能否说明雨点越大，雨点落到地面速度也就越大呢？现已知雨点下落过程受到空气阻力与雨点最大横截面积成正比，与雨点下落速度v平方成正比，即fkv2(其中k为百分比系数)雨点靠近地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为g.若把雨点看做球形，其半径为r，球体体积为43/3，雨点密度为.求：(1)雨点最终运动速度vm(用、r、g、k表示)(2)雨点速度到达vm/2时，雨点加速度a大小第34页第35页第36页【正解】上述解法错在对这一物理过程认识传送带上轻放物体运动有可能分为两个过程一是在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动；二是到达与传送带相同速度后，无相对运动，也无摩擦力，物体开始做匀速直线运动关键问题应分析出什么时候到达传送带速度，才能够对问题进行解答以传送带上轻放物体为研究对象，如图所表示，在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v00匀加速运动据牛顿第二定律：Fma，水平方向：fma竖直方向：Nmg0fN由式解得a5 m/s2第37页设经时间t1，物体速度到达传送带速度，据匀加速直线运动速度公式vtv0at解得t10.4 s.时间t1内物体位移s1at2/250.42/2 m0.4 m10 m.物体位移为0.4 m时，物体速度与传送带速度相同，物体0.4 s后无摩擦力，开始做匀速运动s2v2t2因为s2ss110 m0.4 m9.6 m，v22 m/s，代入式得t24.8 s.则传送10 m所需时间为t0.4 s4.8 s5.2 s.【答案】5.2 s第38页第第3节节 牛顿第二定律应用牛顿第二定律应用一、超重和失重一、超重和失重分类受力特征运动特征(产生条件)运动状态超重物体对支持物压力(或对悬挂物拉力，也叫视重)_物体所受重力现象物体含有_加速度向上_运动或向下_运动失重物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)_物体所受重力现象物体含有_加速度向上_运动或向下_运动完全失重物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)等于_现象物体向下加速度为_时向上_运动或向下_运动第39页二、整体法和隔离法二、整体法和隔离法1.整体法整体法 在研究物理问题时，把所研究对象作为一个_来处理方法，当整体受到外力已知时，可用_求出整体加速度2.隔离法隔离法 将研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论方法3.外力和内力外力和内力 假如以物体系统为研究对象，受到系统之外物体作用力，这些力是该系统受到_，而系统内各物体间相互作用力为_应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力，假如把某物体隔离出来作为研究对象，则_将转换为隔离体_自我校对自我校对一、大于竖直向上加速减速小于竖直向下减速加速0g减速加速二、1.整体合外力3.外力内力内力外力第40页考点考点1对超重和失重了解对超重和失重了解1.依据加速度判断超重和失重加速度情况视重(绳拉力或支持物支持力)超重和失重a0Fmg既不超重也不失重方向竖直向上Fm(ga)超重方向竖直向下Fm(ga)失重等于重力加速度F0完全失重说明：加速度有竖直方向分量对应对应着超重或失重 第41页2.关于超重现象和失重现象几个问题重力是否改变在失重、超重现象中，物体所受重力一直不变，只是测力计示数(又称视重)发生了改变，好像物体重力增大或减小是否与速度方向相关物体处于超重状态还是失重状态，取决于物体在竖直方向(或竖直分量)加速度方向，与物体运动方向无关是否一定在竖直方向上运动超重时物体含有向上加速度或含有向上加速度分量；失重时物体含有向下加速度或含有向下加速度分量；物体不一定是竖直方向上运动关于完全失重当物体处于完全失重状态(ag)时，一切由重力产生物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中物体不再受浮力、液体柱不再产生压强，绕地球做匀速圆周运动飞行器中与重力相关仪器不能正常工作(测力计可测拉力)第42页第43页【解析】分析木箱静止时受力情况，此时物块对箱顶有压力，说明物块受到箱顶向下压力，弹簧弹力大于物体受到重力，当物块对箱顶刚好无压力时，物体只受到重力和弹簧弹力，系统含有向上加速度，是超重状态，所以木箱运动状态可能为加速上升或减速下降，D正确【答案】D点睛笔记点睛笔记 物体超重和失重实质是物体含有竖直方向加速度，当加速度向上时，物体运动状态一定是超重状态；当加速度向下时，物体运动状态一定是失重状态第44页1.(高考改编题)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490 N他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤示数如图所表示，电梯运行vt图可能是(取电梯向上运动方向为正)()第45页【解析】由图可知，在t0t1时间内，弹簧秤示数小于实际重量，则处于失重状态，此时含有向下加速度；在t1t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重；在t2t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，含有向上加速度若电梯向下运动，则t0t1时间内向下加速，t1t2阶段匀速运动，t2t3阶段减速下降，A正确，BD错误，C项t0t1内超重，不符合题意【答案】A第46页考点考点2 整体法与隔离法整体法与隔离法适用情况用途优点解题步骤整体法若系统内各物体含有相同加速度且不需要求解物体之间作用力主要是用来求解物体系受外部作用力或整体加速度能够防止对整体内部进行复杂分析，经常使问题解答更简练明了(1)明确研究系统或运动全过程(2)画出系统受力图和运动全过程示意图(3)寻找未知量与已知量之间关系，选择适当物理规律列方程求解隔离法系统内各物体加速度不相同，且需要求解物体之间作用力主要是用来求解系统内各部分相互作用力能排除与研究对象无关因素，使事物特征明显地显示出来，从而进行有效处理(1)明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象选择标准：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少(2)将研究对象从系统中隔离出来，或将研究某状态、某过程从运动全过程中隔离出来第47页尤其提醒 整体法和隔离法不是相互对立，普通伴随研究对象转化，往往两种方法交替利用，若系统内各物体含有相同加速度，且要求物体之间作用力时，能够先整体法求出加速度，然后再用隔离法选取适当研究对象，应用牛顿第二定律球作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”，不然分别隔离求解.例2（安徽高考卷)在北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，表达了残疾运动员坚忍不拔意志和自强不息精神为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间作用，可将过程简化一根不可伸缩轻绳跨过轻质定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上运动员拉住，如图所表示设运动员质量为65 kg，吊椅质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间摩擦重力加速度取g10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a1 m/s2上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳力(2)运动员对吊椅压力第48页【点拨】(1)先用整体法求加速度，后用隔离法求运动员与吊椅间相互作用力(2)整体法和隔离法联络点是加速度，即依据整体法和隔离法求得加速度相同.【解析】解法一：(1)设运动员受到绳向上拉力为F，因为跨过定滑轮两段绳子拉力相等，吊椅受到绳拉力也是F.对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所表示，则有：2F(m人m椅)g(m人m椅)a，F440 N.由牛顿第三定律可知运动员竖直向下拉绳力F440 N.第49页(2)设吊椅对运动员支持力为N，对运动员进行受力分析如图所表示，则有：FNm人gm人a，N275 N，由牛顿第三定律，运动员对吊椅压力也为275 N.解法二：设运动员和吊椅质量分别为M和m；运动员竖直向下拉力为F，对吊椅压力大小为N.依据牛顿第三定律，绳对运动员拉力大小为F，吊椅对运动员支持力为N.分别以运动员和吊椅为研究对象，依据牛顿第二定律可得：FNMgMaFNmgma由得F440 N，N275 N.【答案】(1)440 N(2)275 N第50页点睛笔记点睛笔记 利用整体法分析问题时，系统内各物体加速度大小各方向均应相同，假如系统内物体加速度不一样或仅大小相同（如经过滑轮连接物体），应采取隔离法求解2.(重庆模拟)质量为M人站在地面上，用绳经过定滑轮将质量为m重物从高处放下，如图所表示，若重物以加速度a向下降落(ag)，则人对地面压力大小为()A.(mM)gmaB.M(ga)maC.(Mm)gma D.Mgma第51页【解析】以重物m为研究对象，物体受重力mg，绳子拉力F.取加速度a方向为正方向，由牛顿第二定律，有mgFma，解得拉力Fm(ga)mg以人为研究对象：人受重力Mg，地面支持力N，绳子拉力F三个力作用，处于平衡状态，有：NFMg0因为FF，所以由得N(Mm)gma，由牛顿第三定律可知，人对地面压力大小为NN(Mm)gma.【答案】C第52页考点考点3 临界与极值问题临界与极值问题力学中临界问题指一个运动形式(或物理过程和物理状态)转变为另一个运动形式(或物理过程和物理状态)时，可能存在一个过渡转折点，这时物体所处状态通常称为临界状态，与之相关物理条件则称为临界条件.解答临界问题关键是找出临界条件许多临界问题，题干中惯用“恰好”、“最大”、“最少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界状态给出了明确暗示，审题时一定要抓住这些特定词语，从而找出临界条件第53页第54页第55页3.(德州模拟)如图所表示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，已知mA6 kg，mB2 kg，A、B间动摩擦因数0.2，在物体A上系一细线，细线所能承受最大拉力是20 N，现水平向右拉细线，g取10 m/s2，则()A.当拉力F12 N时，A静止不动B.当拉力F12 N时，A相对B滑动C.当拉力F16 N时，B受A摩擦力等于6 ND.不论拉力F多大，A相对B一直静止第56页【解析】设A、B共同运动时最大加速度为amax，最大拉力为Fmax，对B：mAgmBamax，可得amax mAg/mB 6 m/s2.对A、B：Fmax(mAmB)amax48 N.当FFmax48 N时，A、B相对静止.因为地面光滑，故A错误当F大于12 N而小于48 N时，A相对B静止，B错误当F16 N时，其加速度a2 m/s2.对B：f4 N，故C错误因为细线最大拉力为20 N，所以A、B总是相对静止，D正确.【答案】D第57页对一些临界问题，缺乏必要分析，找不出临界状态，也无法正确判断物体所处状态一个质量为0.2 kg小球用细线吊在倾角53斜面顶端，如图所示，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s2加速度向右做加速运动时，绳拉力为_N，斜面对小球弹力为_N(g取10 m/s2)【错解】对物理过程缺乏清醒认识，无法用极限分析法挖掘题目隐含临界状态及条件，使问题难以切入，误认为绳子依然与斜面平行第58页第59页试验四试验四 探究加速度与力、质量关系探究加速度与力、质量关系试验目标试验目标1.学会用控制变量法研究物理规律2.验证牛顿第二定律3.掌握利用图象处理数据方法试验原理试验原理探究加速度a与力F及质量M关系时，应用基本方法是控制变量法，即先控制一个参量小车质量M不变，讨论加速度a与力F关系，再控制砝码和小盘质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M关系试验器材试验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺.第60页试验步骤试验步骤1.用天平测出小车和小盘质量M和M，把数值统计下来.2.按照如图所表示装置把试验器材安装好，只是不把悬挂小盘细线系在小车上(即不给小车加牵引力).3.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮一端下面垫上一块薄木块，重复移动木板位置，直至小车在斜面上运动时能够保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上分力平衡.4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点.打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码第61页5.保持小车及车内砝码质量不变，在小盘内放入质量为m砝码，重复步骤4，在小盘内分别放入质量为m，m，m砝码，再重复步骤4.m，m，m 数值都要统计在纸带上(或表格内).6.在每条纸带上都选取一段比较理想部分，标明计数测量计数点间距离，算出每条纸带上加速度值.7.用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，依据试验结果在坐标平面上画出对应点若这些点在一条直线上，便证实了加速度与作用力成正比.8.保持砝码和小盘质量不变，在小车上依次加砝码(也需作好统计)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车砝码总质量倒数，在坐标平面上依据试验结果画出对应点，假如这些点是在一条直线上，就证实加速度与质量成反比.第62页数据处理数据处理1.把小车在不一样力作用下产生加速度填在下表中试验次数加速度a/(ms2)小车受力F/N1234由以上数据画出它aF关系图象如图所表示.经过aF关系图象，我们能够得出小车加速度a与力F成正比.第63页2.把不一样质量小车在相同力作用下产生加速度填在下表中试验次数加速度a/(ms2)小车质量m/kg1234第64页注意事项注意事项1.一定要做好平衡摩擦力工作，也就是调出一个适当斜面，使小车重力沿着斜面方向分力恰好平衡小车受摩擦阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着打点纸带运动2.试验步骤2、3不需要重复，即整个试验平衡了摩擦力后，不论以后是改变小盘和砝码总质量还是改变小车和砝码总质量，都不需要重新平衡摩擦力3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码总质量远大于小盘和砝码总质量条件下打出只有这么小盘和砝码总重力才可视为小车受到拉力4.改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽可能靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车抵达滑轮前按住小车5.作图象时，要使尽可能多点分布在所作直线上，不在直线上点应尽可能对称分布在所作直线两侧6.作图时两轴标度百分比要选择适当，各量须采取国际单位这么作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会减小第65页7.提升测量精度(1)应舍掉纸带上开头比较密集点，在后边便于测量地方找一个起点(2)能够把每打五次点时间作为时间单位，即从开始点起，每五个点标出一个计数点，而相邻计数点间时间间隔为T0.1 s.误差分析误差分析1.质量测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离测量误差、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.2.因试验原理不完善造成误差：本试验中用重物重力代替小车受到拉力(实际上小车受到拉力要小于重物重力)，存在系统误差.重物质量越靠近小车质量，误差就越大；反之，重物质量越小于小车质量，误差就越小.3.平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂重物外，其它都跟正式试验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动标志是打点计时器打出纸带上各点距离相等.试验改进试验改进本试验中能够用气垫导轨来代替长木板，这么就省去了平衡小车摩擦力麻烦，小车加速度也能够利用传感器，借助于计算机来处理第66页例例1 在探究加速度与力、质量关系试验中，采取如图甲所表示试验装置，小车及车中砝码质量用M表示，盘及盘中砝码质量用m表示，小车加速度可由小车后拖动纸带打上点计算得出(1)当M与m大小关系满足_时，才能够认为绳对小车拉力大小等于盘及盘中砝码重力(2)一组同学在做加速度与质量关系试验时，保持盘及盘中砝码质量一定，改变小车及车中砝码质量，测出对应加速度，采取图象法处理数据为了比较轻易地观察加速度a与质量M关系，应该做a与_图象第67页第68页例例2(赣州模拟)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间动摩擦因数试验装置如图所表示，一表面粗糙木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器纸带相连，另一端经过跨过定滑轮细线与托盘连接.打点计时器使用交流电源频率为50 Hz.开始试验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点.第69页(1)图乙给出是试验中获取一条纸带一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间距离如图所表示.依据图中数据计算加速度a_(保留三位有效数字).(2)回答以下两个问题：为测量动摩擦因数，以下物理量中还应测量有_(填入所选物理量前字母)A.木板长度lB.木板质量m1C.滑块质量m2D.托盘和砝码总质量m3E.滑块运动时间t测量中所选定物理量时需要试验器材是_第70页第71页例3(创新试验设计)某同学设计了如图所表示装置来探究加速度与力关系弹簧秤固定在一适当木板上，桌面右边缘固定一支表面光滑铅笔以代替定滑轮，细绳两端分别与弹簧秤挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距开始时将木板置于MN处，现迟缓向瓶中加水，直到木板刚才开始运动为止，记下弹簧秤示数F0，以此表示滑动摩擦力大小再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处时间(1)木板加速度能够用d、t表示为a_；为了减小测量加速度偶然误差能够采取方法是(一个即可)_第72页(2)改变瓶中水质量重复试验，确定加速度a与弹簧秤示数F1关系以下图象能表示该同学试验结果是_(3)用加水方法改变拉力大小与挂钩码方法相比，它优点是_A.能够改变滑动摩擦力大小B.能够更方便地获取多组试验数据C.能够比较准确地测出拉力大小D.能够取得更大加速度以提升试验精度第73页第74页三、对三、对 称称 法法一、方法介绍一、方法介绍对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中如竖直上抛运动对称、振动过程对称、一些电路和光路对称等，应用对称法不但能帮助我们认识基本规律，而且也能帮助我们去求解一些详细物理问题，还能够防止复杂数学演算和推导，直接抓住问题实质第75页二、典例分析二、典例分析例1(佛山模拟)以v020 m/s速度竖直向上抛出一小球，2秒后以相同初速度在同一点竖直向上抛出另一小球，g10 m/s2，则两球相碰处离出发点高度是多少？【解析】竖直上抛运动是对称性运动上升过程跟下降过程关于最高点对称依据速度对称性，有v0gtv0g(t2)，解得t1 s，代入位移公式可得hv0tgt2/215 m.【答案】15 m第76页第77页第78页例例4 如图甲所表示，ab是半径为R圆一条直径，该圆处于匀强电场中，场强为E，在圆周平面内，将一带正电q小球从a点以相同动能抛出，抛出方向不一样时，小球会经过圆周上不一样点，在这些全部点中，抵达c点时小球动能最大已知cab30，若不计重力和空气阻力，试求：甲(1)电场方向与直径ab间夹角.(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，小球恰好能落在c点，则初动能为多少第79页【解析】因为从a点以相同初动能沿不一样方向抛出小球抵达圆周上各点时，其中抵达c点小球动能最大，所以过c点切线一定是等势线，由此能够确定电场线方向，至于从a点垂直于电场线抛出小球可按类平抛运动处理(1)用对称性判断电场方向：由题知条件，在圆周平面内，从a点以相同动能向不一样方向抛出带正电小球，小球会经过圆周上不一样点，且以经过c点时小球动能最大，可知电场线平行于圆平面又依据动能定理，电场力对抵达c点小球做功最多，为qUac.所以Uac最大，即c点电势比圆周上任何一点电势都低又因为圆周平面处于匀强电场中，故连接Oc，圆周上各点电势关于Oc对称(或作过c点且与圆周相切线cf是等势线)，Oc方向即为电场方向(如图乙所表示)，它与直径ab夹角为60.乙第80页第81页第82页第83页