2017-2018学年人教版必修1 第四章 牛顿运动定律 章末高效整合 课件(34张) (1)

物理 必修1
第四章
牛顿运动定律
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解析：
设每节车厢的质量为 m，这列车厢的节数为 n，东边车厢的节数为
x，西边车厢的节数为 n－x。当机车在东边拉车厢时，对西边车厢受力分析，由 牛顿第二定律可得 F＝(n－x)ma；当机车在西边拉车厢时，对东边车厢受力分析， 2 5 由牛顿第二定律可得 F＝ max，联立可得 n＝ x，x 为 3 的倍数，则 n 为 5 的倍 3 3 数，选项 B、C 正确，选项 A、D 错误。
思路点拨：
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解析：
设物体的质量为 m，以物体为研究对象进行受力分析，如图所示，
物体在竖直方向受到重力和支持力，在水平方向受到滑动摩擦力，做初速度 v0＝ 0、加速度为 a 的匀加速直线运动。则 水平方向：Ff＝ma① 竖直方向：FN＝mg② 又 Ff＝μFN③ 由①②③式解得 a＝5 m/s2 设经过时间 t1，物体的速度与传送带的速度相同，根据匀加速直线运动的速 度公式得
如图 41 所示，质量为 m 的光滑小球，用轻绳连接后，挂在三角劈 的顶端，绳与斜面平行，劈置于光滑水平面上，斜边与水平面夹角为θ ＝30° ， 求：
图 41 (1)劈以加速度 a1＝g/3 水平向左加速运动时，绳的拉力多大？ (2)劈的加速度至少多大时小球对劈无压力？加速度方向如何？ (3)当劈以加速度 a3＝2g 向左运动时，绳的拉力多大？
牛顿第二定律与图象的综合应用问题 1 动力学中常见的图象有：a F 图象，a t 图象，v t 图象及 a t图 M图象，F 象等，这些图象既可以描述物体受力或运动的全过程，又可以描述临界点(速度大 小、方向变化或加速度大小、方向变化)的受力或运动。
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答案：
BC
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5．(多选)(2015· 课标全国卷Ⅰ· 20)如图(a)，一物块在 t＝0 时刻滑上一固定斜 面，其运动的 v t 图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的 v0、v1、t1 均为已知 量，则可求出( )
A．斜面的倾角 B．物块的质量 C．物块与斜面间的动摩擦因数 D．物块沿斜面向上滑行的最大高度
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连接体问题 1．连接体问题 连接体是指运动中几个物体叠放一起，或并排挤放在一起，或用细绳、细杆 连接在一起组成的物体组(又叫物体系)。如下图所示的这些情景：
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粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动， 水平拉力 F 及运动速度 v 随时间变化的图象如图甲和图乙所示。 取重力加速度 g＝10 m/s2。 求：
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(1)前2 s内物体运动的加速度和位移； (2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ。 思路点拨： 解答本题时应注意以下三点：
这些物体一般具有相同的运动情况(如有相同的速度、加速度等)。 2．处理连接体问题的一般思路 处理连接体问题的方法：整体法与隔离法。可先整体后隔离，也可先隔离后 整体，两种方法所使用的规律都是牛顿运动定律。
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如图所示，A、B 两木块的质量分别为 mA、mB， 在水平推力 F 作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求 A、B 间 的弹力 FN。
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v＝at1④ 解得 t1＝0.4 s 1 2 1 物体在时间 t1 内的位移 x1＝ at1＝ ×5×0.42 m＝0.4 m 2 2 物体位移为 0.4 m 时， 物体的速度与传送带的速度相同， 则 0.4 s 后物体以与 传送带相同的速度 v 做匀速运动，则 x2＝vt2⑤ 又 x2＝x－x1＝10 m－0.4 m＝9.6 m 代入⑤式得 t2＝4.8 s 则传送带将该物体传送 x＝10 m 的距离所需时间为 t＝0.4 s＋4.8 s＝5.2 s。 答案： 5.2 s
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解析：
由题图知，在上升过程中，在 0～4 s 内，加速度方向向上，FN－
mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律 可知，人对电梯的压力就越大，故 A 正确，B 错误；由题图知，在 7～10 s 内加 速度方向向下， 由 mg－FN＝ma 知， 向下的加速度越大， 人对电梯的压力就越小， 故 C 错误，D 正确。
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传送带问题 传送带是实际生活中经常遇到的一类运输工具，是动力学中一个重要的物理 模型。 1．传送带模型题的分析流程
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2．解题中应注意 (1)在确定研究对象并进行受力分析之后， 首先判定摩擦力突变(含大小和方向) 点，给运动分段。 (2)判定运动中的速度变化(即相对运动方向和对地速度变化)的关键是 v 物与 v
传
的大小与方向，对二者的比较是决定解题方向的关键。
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如图所示，有一水平传送带以 v＝2 m/s 的速度匀速运动，现将一 物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为 μ＝0.5，则传送带将 该物体传送 x＝10 m 的距离所需时间为多少？(取重力加速度 g＝10 m/s2，传送带 足够长)
(1)根据图象将物体的运动过程及受力过程进行分段分析。
(2)弄清每一段的受力特点和运动特点。
(3)分析物体是否还受其他力的作用。
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解析： (1)由 v t 图象可知，物体在前 2 s 内做匀加速直线运动，前 2 s 内物 体运动的加速度为 Δv 4 a＝ ＝ m/s2＝2 m/s2 Δt 2 1 2 前 2 s 内物体运动的位移为 x＝ at ＝4 m 2
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解析：
设物体的质量为 m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没
有来得及改变，所以剪断细线的瞬间 a 受到重力和弹簧 S1 的拉力 FT1，剪断前对 b、c 和弹簧组成的整体分析可知 FT1＝2mg，故 a 受到的合力 F＝mg＋FT1＝mg F ＋2mg＝3mg，故加速度 a1＝m＝3g，A 正确，B 错误；设弹簧 S2 的拉力为 FT2， 则 FT2＝mg，根据胡克定律 F＝kΔx 可得 Δl1＝2Δl2，C 正确，D 错误。
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答案：
AD
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3．(多选)(2015· 海南单科· 8)如图，物块 a、b 和 c 的质量相同，a 和 b、b 和 c 之间用完全相同的轻弹簧 S1 和 S2 相连，通过系在 a 上的细线悬挂于固定点 O， 整个系统处于静止状态。现将细线剪断，将物块 a 的加速度的大小记为 a1，S1 和 S2 相对于原长的伸长分别记为 Δl1 和 Δl2， 重力加速度大小为 g。 在剪断的瞬间( A．a1＝3g C．Δl1＝2Δl2 B．a1＝0 D．Δl1＝Δl2 )
答案：
(1)2 m/s2 4 m
(2)5 kg
0.1
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【规律方法】
运用题目给定的图象解答物理问题的一般步骤
(1)看坐标轴，弄清坐标轴所表示的物理量，明确因变量 (纵轴表示的量)与自 变量(横轴表示的量)间的制约关系。 (2)看图线，识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程。 (3)看交点，弄清两个相关量的变化范围及给定的相关条件，明确图线与坐标 轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴所围面积的物理意义。
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1.(2015· 重庆理综 · 5)若货物随升降机运动的 v t 图象如图所示 (竖直向上为 正)，则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 关系的图象可能是( )
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0－v0 解析： 由图(b)可求出 0～t1 和 t1～2t1 时间内物块的加速度分别为 a1＝ 、 t1 －v1－0 a2＝ 。 设斜面的倾角为 θ， 由牛顿第二定律得， 上滑时－(mgsin θ＋μmgcos t1 θ)＝ma1， 下滑时 μmgcos θ－mgsin θ＝ma2， 联立可求得物块与斜面间的动摩擦因 数 μ 及斜面的倾角 θ，A、C 正确；从以上两个方程可知，物块质量被约去，即不 v2 0 可求，B 错；物块沿斜面向上滑行的最大高度 H＝ sin θ 可求，D 正确。 2a1 答案： ACD