2018版高中物理沪科版必修1课件：第5章 研究力和运动的关系 精品

(1)刷子沿天花板向上的加速度；
答案 2 m/s2
解析 答案
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间. 答案 2 s 解析 由运动学公式，得 L＝12at2， 代入数据解得t＝2 s.
解析 答案
二、图像在动力学中的应用
1.常见的图像形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(s－t图像)、 速度图像(v－t图像)和力的图像(F－t图像)等，这些图像反映的是物体的 运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹. 2.对F－t图像要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律分别求出各段的 加速度，分析每一时间段的运动性质.
系
两类基本问题
已知运动情况求受力情况 已知受力情况求运动情况
超重 和 失重
超重：加速度向上，N＞G 失重：加速度向下，N＜ G
完全失重：加速度向下且等于g
题型探究
一、动力学的两类基本问题
1.掌握解决动力学两类基本问题的思路方法
其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工 具，加速度是连接20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端.
答案 7 s 解析 因为20 m>8 m， 所以物块速度达到传送带的速度后，摩擦力变为0， 此后物块与传送带一起做匀速运动， 物块匀速运动的时间 t2＝L－v s1＝204－8 s＝3 s 故物块到达传送带右端的时间t′＝t1＋t2＝7 s.
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(3)工件由传送带左端运动到右端的时间.
答案 11 s
解析 由于s0<20 m， 故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B端. 经过时间t0后，工件做匀速直线运动的时间为： t1＝s－vs0＝202－2 s＝9 s 所以工件由传送带左端运动到右端的时间为： t＝t0＋t1＝11 s
C.0.5 kg,0.2 D.1 kg,0.2
甲
乙
图3
解析 答案
三、传送带问题
传送带传送货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、 大小、方向和运动状态密切相关.分析传送带问题时，要结合相对运动情 况，分析物体受到传送带的摩擦力方向，进而分析物体的运动规律是解 题的关键. 注意 因传送带由电动机带动，一般物体对传送带的摩擦力不影响传送 带的运动状态.
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本课结束
图2
解析 答案
针对训练 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作
用，F的大小与时间t的关系如图3甲所示，物块速度v与时间t的关系如图 乙所示.取重力加速度g＝10 m/s2.由这两个图像可以求得物块的质量m和
物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为
√A.0.5 kg,0.4
B.1.5 kg，125
第二 运 定律 动
的
关
系
内容：物体的加速度跟受到的 作用力 成正比，跟物体 的 质量成反比
表达式：F＝ ma 矢量性：a的方向与 F的方向 相同
理解
瞬时性：a随F的变化而变化 独立性：每个力都可独立地使物体产生加速度
同体性：F、a、m是同一个物体的三个量)
研
究
力 和 牛顿
第二 运 定律 动 的应 的用 关
解析 工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动， 受滑动摩擦力向右，大小为f＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.1×10 m/s2 ＝1 m/s2，方向水平向右
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(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移；
答案 2 m 解析 工件加速到 2 m/s 所需时间 t0＝va＝21 s＝2 s 在 t0 时间内运动的位移 s0＝12at0 2＝12×1×22 m＝2 m
2.求合力的方法 (1)平行四边形定则：若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用 平行四边形定则求F合，然后求加速度. (2)正交分解法：物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作 用时，常用正交分解法.一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进 行分解.
例1 如图1所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平
3.对a－t图像，要注意加速度的正、负，分析每一段的运动情况，然后 结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程. 4.对F－a图像，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然 后根据牛顿第二定律推导出a－F间的函数关系式，由函数关系式明确图 像的斜率、截距的意义，从而求出未知量.
例2 如图2甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为α，在杆上套有 一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环 速度v随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2.求： (1)小环的质量m； (2)细杆与地面间的夹角α. 答案 (1) 1 kg (2) 30°
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解析 答案
3.(传送带问题)如图7所示，水平传送带以2 m/s的速度匀速运动，传送 带长AB＝20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传 送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，(g＝10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a；
答案 1 m/s2，方向水平向右 图7
地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷
子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始
终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为
图1
m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天
花板长为L＝4 m，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：
例3 如图4所示，水平传送带正在以v＝4 m/s的速度匀速顺时针转动， 质量为m＝1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ＝ 0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2). (1)如果传送带长度L＝4.5 m，求经过多长时间 物块将到达传送带的右端；
答案 3 s
答案 8.0 m/s 图5
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解析 答案
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(已知sin 37° ＝0.60，cos 37°＝0.80，取g＝10 m/s2)
答案 4.2 s
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解析 答案
2.(图像在动力学中的应用)如图6甲所示为一风力实验示意图.开始时， 质量为m＝1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点. 现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间t1＝0.4 s后撤去风力. 小球沿细杆运动的v－t图像如图乙所示(g取10 m/s2)，试求： (1)小球沿细杆滑行的距离； 答案 1.2 m
第5章
学案7 章末总结
内容索引
网络构建
题型探究
达标检测
网络构建
研
究牛 力顿 和第 运一 动定
律 的
关
系
内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态， 直到 外力迫使它改变运动状态 为止
理解
力是 改变物体运动状态 的原因 一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性大小由 质量 唯一决定
研
究
力 和 牛顿
解析 答案
达标检测
1.(动力学的两类基本问题)如图5所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定 的斜面底端有一质量m＝1.0 kg的物体.物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25， 现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动.拉力F＝10 N，方向平行斜 面向上.经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求： (1)绳断时物体的速度大小.
解析 由图像可得 v ＝1 m/s
故小球沿细杆滑行的距离 s＝ v t＝1.2 m
图6
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解析 答案
(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；
答案 0.25 解析 减速阶段的加速度大小 a2＝ΔΔvt ＝2.5 m/s2 由牛顿第二定律得μmg＝ma2， 即动摩擦因数μ＝0.25
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解析 答案
(3)风力F的大小. 答案 7.5 N 解析 减加速阶段的加速度大小 a1＝ΔΔvt ＝5 m/s2 由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1， 解得F＝7.5 N