高考總復習課件物理：第三章《牛頓運動定律》3.3牛頓運動定律應用ppt

,歡迎進入物理課堂,2,第3講牛頓運動定律應用,第三章,牛頓運動定律,3,一、超重與失重1.有關(guān)概念視重：懸繩對物體的拉力或支持面對物體的支持力(一般指測量儀器的讀數(shù))，叫物體的視重.超重：視重大于實際重力的現(xiàn)象.失重：視重小于實際重力的現(xiàn)象.,4,2.產(chǎn)生超重和失重的條件當物體有豎直向上的加速度時，處于超重狀態(tài)；當物體有豎直向下的加速度時，處于失重狀態(tài)；當物體的豎直向下的加速度為g時，處于完全失重狀態(tài).,5,3.注意事項(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時，重力并沒有變化.(2)處于完全失重狀態(tài)時，由重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象消失.如浸在液體中的物體不受浮力，天平不能稱物體質(zhì)量等.(3)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象只決定于物體加速度的方向，與物體的速度方向無關(guān).,6,下列說法中正確的是()A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài),思考1,B,7,發(fā)生超重或失重現(xiàn)象只決定于物體加速度的方向.蹦床運動員在空中上升和下落過程中加速度方向都是豎直向下的，都處于失重狀態(tài).,8,二、連接體問題兩個或兩個以上的物體在力的作用下共同運動，稱為連接體.解決連接體問題的基本方法是先對整體應用牛頓第二定律求共同加速度(整體法)，再對某一部分應用牛頓第二定律求有關(guān)作用力(隔離法).所謂“整體求加速度，隔離求力”.,9,如圖3-3-1所示，質(zhì)量為2m的物體A與水平地面的摩擦可忽略不計，質(zhì)量為m的物體B與地面的動摩擦因數(shù)為.在已知水平推力F作用下，AB做加速運動.則A和B之間的作用力為.對AB整體有：F-mg=3ma，故，隔離B有：N-mg=ma，代入a可求得,圖3-3-1,思考2,10,一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為，g為重力加速度.人對電梯底部的壓力為()A.B.2mgC.mgD.牛頓第二定律、超重和牛頓第三定律.,D,11,根據(jù)牛頓第二定律可知，當電梯加速上升時，人處于超重狀態(tài).分析人的受力情況可知，人受到了重力和電梯板的支持力的作用，設電梯底板對人的支持力為N，則有N-mg=ma，代入數(shù)據(jù)a=解得：根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯底板的壓力為，正確選項為D.,12,本題可以分解摩擦力f和支持力N，在水平方向和豎直方向列兩個方程，然后解得f和N的表達式，選出正確答案.但分解加速度要簡單一些.,13,對物體進行受力分析如圖，三力的合力使物體向上加速運動.在沿斜面向上的方向，有f-mgsin=masin，即f=m(g+a)sin；在垂直斜面的方向，有N-mgcos=macos，即N=m(g+a)cos.當一定時，a越大，f和N都越大；當a一定時，越大，f越大，N越小.正確答案為BC.,14,放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖3-3-7所示.取重力加速度g10m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為(),圖3-3-7,A,15,A.m0.5kg，0.4B.m1.5kg，C.m0.5kg，0.2D.m1kg，0.2牛頓第二定律和圖象處理.由v-t圖象和F-t圖象可知，物塊在02s內(nèi)靜止；,16,24s內(nèi)做勻加速運動，加速度為a=2m/s2，F(xiàn)=3N,F-mg=ma；46s內(nèi)做勻速運動，mg=2N由以上各式得m=0.5kg=0.4,17,如圖3-3-8所示，質(zhì)量m=10kg的小球掛在傾角=37的光滑斜面的固定鐵桿上，當斜面和小球以的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力分別為多大？當斜面和小球都以的加速度向右勻加速運動時，小球?qū)K的拉力和對斜面的壓力又分別為多大？(g=10m/s2),圖3-3-8,18,牛頓第二定律和臨界狀態(tài)分析.開始當加速度為零時，小球受到繩的拉力F、斜面的彈力FN及重力G平衡；隨著向右的加速度逐漸變大，F(xiàn)將變大，F(xiàn)N將變?。划敿铀俣仍龃蟮侥骋粋€值，F(xiàn)N將變到零，這時小球與斜面只接觸而無擠壓，我們稱這時的狀態(tài)是臨界狀態(tài)(有無FN的一個轉(zhuǎn)折點)；如果加速度再繼續(xù)增大，則小球?qū)⒚撾x斜面向后飄起.,19,20,先求出臨界狀態(tài)時的加速度，這時FN=0，受力圖如圖甲所示，故Fsin=mg(豎直)Fcos=ma0(水平)所以當斜面和小球以a1向右勻加速運動時，由于a1a0，可知這時小球與斜面間有彈力，所以其受力圖如圖乙所示，故有F1cos-FNsin=ma1(水平)F1sin+FNcos=mg(豎直),21,所以F1=100N，F(xiàn)N=50N.當斜面和小球以a2向右勻加速運動時，由于a2a0，可知這時小球已脫離斜面，所以其受力圖如圖丙所示.故有F2sin=mg(豎直)F2cos=ma2(水平)兩式平方相加，可得,22,所以當以加速度a1運動時，小球?qū)K的拉力為100N，對斜面的壓力為50N；當以加速度a2運動時，小球?qū)K的拉力為200N，對斜面的壓力為0.,23,系統(tǒng)的加速度大小可由系統(tǒng)沿繩運動方向的受力情況來求，求繩中的張力時必須把物體A、C、B隔離開，此題是由整體的受力情況來求加速度，繩中張力用隔離法求解.以A、B、C系統(tǒng)為研究對象，其所受的外力在繩的方向上，有mBg-(mA+mC)g=(mA+mB+mC)a,24,則系統(tǒng)的加速度為設A、C間繩的張力為F，以C為研究對象，則有F1-mCg=mCa,25,所以F1=mCa+mCg=mC(a+g)=1(3.75+0.2510)N=6.25N設A、B間的張力為F，以A、C為研究對象有F2-(mA+mC)g=(mA+mC)a所以F2=(mA+mC)a+(mA+mC)g=(2+1)3.75+0.25(2+1)10N=18.75N.,26,如圖3-3-10所示，質(zhì)量M=10kg的斜面ABC靜置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)=0.02,斜面傾角=30,一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當滑行路程s=1.4m時，其速度v=1.4m/s，在這過程中斜面沒有動，求地面對斜面ABC的摩擦力的大小與方向.(重力加速度取g=10m/s2)靈活使用“整體法”與“隔離法”.,圖3-3-10,27,解法一：先隔離物塊m，根據(jù)運動學公式v2=2as，求得可見物塊受到沿斜面向上的滑動摩擦力，如圖(a)所示,28,對物塊利用正交分解法，由牛頓第二定律平行斜面方向:mgsin-F=ma垂直斜面方向:F1-mgcos=0對斜面ABC，它的受力如圖(b)所示，其中假設地面對斜面的摩擦力F方向向左，斜面靜止時F+Fcos-F1sin=0解得計算表明F的方向與假設方向是一致的，水平向左.,29,解法二:把物塊和斜面視為一個系統(tǒng)，此系統(tǒng)內(nèi)的物塊m具有水平向左的加速度ax=acos，此時物塊和斜面的相互作用力彈力和摩擦力均為內(nèi)力，只有系統(tǒng)所受的外力才能使系統(tǒng)產(chǎn)生加速度，故這個水平外力只可能是地面對斜面向左的靜摩擦力.所以摩擦力大小F=macos=0.61N.,30,如圖，當AB之間的靜摩擦力達到最大值mg時，系統(tǒng)的加速度達到最大值.此時以B、C、D三者整體為對象，可求得最大加速度以C、D二者整體為對象，可求得輕繩對m的最大拉力為,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,