高三物理复习课件：牛顿运动定律

牛顿运动定律
一、瞬时值问题
根据牛顿第二定律知，加速度a与物体所受合力总 是瞬时对应的，它们总时同时产生、同时变化、同时消 失。对于此类问题关键在于：
（1）确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时合力。
（2）掌握不同力学模型的特点，准确判断哪些量瞬 时不变，哪些量瞬时改变。
（一）力在渐变过程中的瞬时性
例1：如图所示，在光滑的水平面上有一处于自然伸长状态
解决中学物理临界、极值问题的方法
(3)数学方法：将物理过程转化为数学公 式，根据数学表达式求解得出临界条件．
力学中常见的几种临界条件
1、接触物体脱离的临界条件 例1：如图所示当斜面以多大加速度a向右 加速运动时，小球离开斜面？
接触面间的弹力为0，即FN=0。
力学中常见的几种临界条件
2、绳子松弛的临界条件 例2：如图所示，当斜面以多大加速度a向 左运动时，小球沿斜面上移？
（二）力在突变过程中的瞬时性
例2：如图，物体甲、乙质量均为m，弹簧和 细线的质量可以忽略不计。重力加速度为 g，在甲、乙之间的细线被烧断 的瞬间,甲、乙两物体的加速度 大小分别为？
（二）力在突变过程中的瞬时性
• ①轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生 变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变 或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消 失）
变式2：（创新卷七第8题）
如图所示，光滑斜面底端固定一垂直于斜面的挡板，质量 相同的A、B两物体由轻弹簧连接，放在斜面上，最初处于 静止状态。现用一平行于斜面的力F拉B物体沿斜面向上做 匀加速直线运动，以B物体初始位置为坐标原点，沿斜面 向上建立Ox坐标轴，在物体A离开挡板之前（弹簧一直处 于弹性限度内），外力F和 挡板对A物体的支持力FN随 B位置坐标x的变化关系图 线是？
（1）金属块与地板间的动摩擦因数； （2）若在运动过程的某一时刻保持力F的大小不变，突然将力的方向变为
水平向右，这一时刻金属块的加速度大小为多少？ （3）若在匀速直线运动某一时刻撤去力F，金属块再经过多长时间停下
来？
（同类型题：创新卷六第11题）
（二）力在突变过程中的瞬时性
变式5：（创新卷六第8题）
（一）力在渐变过程中的瞬时性
变式1：（寒假作业P49，作业八第3题）
竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返
回原处，假设整个运动过程中子弹受到的
阻力与速度大小成正比，则子弹在整个运 动过程中，加速度大小的变化是（ ）
A.始终变大
B.始终变小
C.先变大后变小 D. 先变小后变大
（一）力在渐变过程中的瞬时性
A．f1=0，f2=2mg，F1=0，F2=2mg B．f1=mg，f2=mg，F1=0，F2=2mg C．f1=0，f2=2mg，F1=mg，F2=2mg D．f1=mg，f2=mg，F1=mg，F2=mg
（二）力在突变过程中的瞬时性
变式2：（寒假作业P49，作业七第9题）
（二）力在突变过程中的瞬时性
变式3：（寒假作业P50，作业八第7题）
（二）力在突变过程中的瞬时性
变式4：（寒假作业P52复习效果检测第11题）
如图，质量m=2.6kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ=37°角 斜向上、大小为F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做匀速直线运 动。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（二）力在突变过程中的瞬时性
解法探究 瞬间变化看变前 对于瞬时变化问题，要点是分析变化
前物体的受力情况及所受各力中哪些是可 以突变的力（如形变量可忽略的细线、硬 杆、支持物等弹力可突变），哪些是不可 以突变的力（发生明显形变的弹力不可突 变），再结合变化前物体的运动状态（如 平衡、具有加速度等）列方程求解。
• 临界状态的问题经常和最大值、最小值联系在一起， 因此，若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、 “至少”等字眼，表明题述过程中存在着极值，这个 极值点往往是临界点。
• 若题目中有“最终”、“稳定”等文字，即是求收尾 速度或加速度。
解决中学物理临界、极值问题的方法
解决中学物理临界、极值问题的方法
• ②轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条 件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。 （当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）
瞬时加速度问题的两种基本模型：
(1)刚性绳(或接触面)是一种不发生明显形变就能产生弹 力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，不需要 形变恢复时间，即线的拉力可突变．一般题目中所给细线和 接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理．
临界、极值问题
变式1：（寒假作业P50，作业八第6题）
临Hale Waihona Puke 、极值问题变式2：（寒假作业P51复习效果检测第6题）
临界、极值问题
变式3：（创新卷七第5题）
绳子张力为0，即FT=0。
力学中常见的几种临界条件
3、相对滑动的临界条件 例3：如图所示，水平面光滑，A、B质量相 等， A、B间最大静摩擦力为f，则F为多少 时， A、B发生相对运动。
静摩擦力达到最大值，即f静=fm。
力学中常见的几种临界条件
4、滑块在滑板上不滑下的临界条件 滑块滑到滑板一端时，两者速度相同。
(2)弹簧(或橡皮绳)的特点是形变量大，形变恢复需要 较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变， 即弹力不能突变，但当弹簧的一端不与有质量的物体连接时， 轻弹簧的形变也不需要时间，弹力可以突变．
（二）力在突变过程中的瞬时性
变式1：（寒假作业P52复习效果检测第8题）
物块A1、A2、B1、B2的质量均为m， A1、A2用刚性轻杆连 接，B1、B2用轻质弹簧连结。两个装置都放在水平的支托 物上，处于平衡状态，如图所示。今突然迅速地撤去支托 物，让物块下落。在除去支托物的瞬间，A1、A2受到的合 力分别为f1和f2，B1、B2受到的合力分别为F1和F2。则
(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线 索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界 问题，解答这类题，一般用假设法．
用假设法分析物体受力
方法I：假定此力不存在，根据物体的受力情况分析物体 将发生怎样的运动，然后再确定此力应在什么方向，物体才会 产生题目给定的运动状态．
方法Ⅱ：假定此力存在，并假定沿某一方向，用运动规律 进行分析运算，若算得结果是正值，说明此力确实存在并与假 定方向相同；若算得的结果是负值，说明此力也确实存在，但 与假定的方向相反；若算得的结果是零，说明此力不存在．
的轻质弹簧，其一端固定在竖直墙壁上，另一端紧挨着物 体A。现对物体A施加一水平恒力F，在弹簧被压缩到最短 的过程中，关于物体A的速度和加速度的变化情况，下列
说法正确的是（ ）
A.速度增大，加速度增大
B.速度增大，加速度减小
C.速度先增大后减小，加速度先增大后减小 D.速度先增大后减小，加速度先增大后减小
二、临界、极值问题
临界状态：
当物体从某种特性变化到另一种特性 时，发生质的飞跃的转折状态通常叫做临 界状态，出现，“临界状态”时，既可理 解成“恰好出现”也可以理解为“恰好不 出现”的物理现象.
临界状态的判断
• 题目中若有“刚好恰好”、“正好”等字眼，明显表 明题述的过程中存在临”、“界点。
• 若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距 离”等词语，表明题述过程中存在着“起止点”，而 这些起止点往往就对应临界状态。