高中物理第4章牛顿运动定律章末分层突破新人教版必修

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高中物理必修一第四章牛顿运动定律章末总结

定律
牛顿第三定律
方向相反，作用在同一条直线上. 同时产生，同时变化作用的物体上
作用力、反作用力和一对平衡力的区别
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答案
两类基已知运动情况求受力情况
牛本问题已知受力情况求运动情况顿
运
动
定超重与失重：加速度a 向下，FN<G
图1
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解析答案
(2)用大小为30 N、与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.
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方法提炼
解析答案
二、动力学中的图象问题
例2 一质量m＝2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面到上滑过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的速度－时间图线，如图2所示.(取sin 37°＝，cos 37°＝，g＝10 m/s2)求： (1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小；
律失重
超重：加速度a 向上，FN>G
完全失重：a＝g，FN＝0
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答案
牛
平衡状态：静止或匀速直线运动
顿共点力作用运下物体的平平衡条件：
F合＝0
动衡定
求解方法
直角三角形法相
三角形法似三角形法
律
正交分解法
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答案
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一、动力学的两类基本问题
典例精析
例1 如图1所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝ 20 m.用大小为30 N、沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2 s拉到B处.(已知cos 37°＝，sin 37°＝0.6.取g＝10 m/s2) (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；

2021人教版高中物理必修一4章《牛顿运动定律》章末复习学案

2021人教版高中物理必修一4章《牛顿运动定律》章末复习学案第四章牛顿运动定律章末整合一、动力学的两类差不多问题1．把握解决动力学两类差不多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，加速度是连接力和运动的桥梁．2．求合力的方法(1)平行四边形定则由牛顿第二定律F合＝ma可知，F合是研究对象受到的外力的合力；加速度a的方向与F合的方向相同．解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．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．一样把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解．图1例1如图1，火车厢中有一倾角为θ＝30°的斜面，当火车以a＝10 m/s2的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m依旧与车厢保持相对静止．试分析物体m所受的摩擦力的方向．解析法一m受三个力作用：重力mg，弹力F N，静摩擦力F f，静摩擦力的方向难以确定，我们能够假定那个力不存在，那么如图甲，mg与F N在水平方向只能产生大小F合＝mg tanθ的合力，此合力只能产生g tan30°＝3g3的加速度，小于题目给定的加速度，合力不足，故斜面对物体的静摩擦方向向下．法二如图乙，假定所受的静摩擦力沿斜面向上，用正交分解法有：F N cos 30°＋F f·sin 30°＝mg①F N sin 30°－F f cos 30°＝ma②①②联立得F f＝5m(1－3)N为负值，说明F f的方向与假定的方向相反，即沿斜面向下．答案沿斜面向下例2风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调剂的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径(如图2所示)．图2(1)当杆在水平方向上固定时，调剂风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止动身在细杆上滑下距离s所需时刻为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 解析(1)设小球所受的风力为F，小球的质量为m，因小球做匀速运动，则F＝μmg，F＝0.5mg，因此μ＝0.5.(2)小球受力分析如图所示．依照牛顿第二定律，沿杆方向上有F cos 37°＋mg sin 37°－F f＝ma，垂直于杆的方向上有F N＋F sin 37°－mg cos 37°＝0又F f＝μF N可解得a＝F cos 37°＋mg sin 37°－μ（mg cos 37°－F sin 37°）m＝34g由s＝12at2得t＝2s a＝8s3g.答案(1)0.5(2)8s 3g二、牛顿运动定律中的图象问题动力学中的图象常见的有Ft图象、at图象、Fa图象等．1．关于Fa图象，第一要依照具体的物理情形，对物体进行受力分析，然后依照牛顿第二定律推导出aF间的函数关系式，由函数关系式结合图象明确图象的斜率、截距的意义，从而由图象给出的信息求出未知量．2．对at图象，要注意加速度的正负，分析每一段的运动情形，然后结合物体的受力情形依照牛顿第二定律列方程．3．对Ft图象要结合物体受到的力，依照牛顿第二定律求出加速度，分析每一时刻段的运动性质．例3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的大小与时刻t的关系如图3甲所示，物块速度v与时刻t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2.由这两个图象能够求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()图3 A．0.5 kg，0.4 B．1.5 kg，0.4C．0.5 kg，0.2 D．1 kg，0.2解析由Ft图和vt图可得，物块在2 s到4 s内所受外力F＝3 N，物块做匀加速运动，a＝ΔvΔt＝42m/s2＝2 m/s2，F－F f＝ma，即3－10μm＝2m①物块在4 s到6 s所受外力F＝2 N，物块做匀速直线运动，则F＝F f，F＝μmg，即10μm＝2②由①②解得m＝0.5 kg，μ＝0.4，故A正确．答案A例4如图4(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐步增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示，若重力加速度g取10 m/s2.依照图(b)中所提供的信息能够运算出()图4A．物体的质量为1 kgB．斜面的倾角为37°C．加速度为6 m/s2时物体的速度D．物体能静止在斜面上所施加的最小外力为10 N解析对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向：F cosθ－mg sinθ＝ma①y方向：N－F sinθ－G cosθ＝0②从图象中取两个点(20 N，2 m/s2)，(30 N，6 m/s2)代入①式解得：m＝2 kg，θ＝37°，故A错误，B正确．题中并未说明力F随时刻变化的情形，故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小，故C错误．当a＝0时，可解得：F＝15 N，故D错误．故选B.答案B三、传送带问题传送带传送物资时，一样情形下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态紧密相关．分析传送带问题时，要结合相对运动情形，找到摩擦力发生突变的临界点是解题的关键．图5例5水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查．图5为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v＝1 m/s 的恒定速率运行，一质量为m＝4 kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．设行李与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，AB间的距离l＝2 m．(g取10 m/s2)(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；(2)求行李在传送带上运动的时刻．解析(1)开始运动时滑动摩擦力F f＝μmg以题给数值代入，得F f＝4 N由牛顿第二定律得F f ＝ma 代入数值，得a ＝1 m /s 2.(2)设行李做匀加速运动的时刻为t ，行李加速运动的末速度为v ＝1 m /s ，则v ＝at代入数值，得t ＝1 s . 匀速运动的时刻为t 2t 2＝l －12at 2v ＝2－12×1×121s ＝1.5 s运动的总时刻为t ＝t 1＋t 2＝2.5 s . 答案 (1)4 N 1 m /s 2 (2)2.5 s图6针对训练某飞机场利用如图6所示的传送带将地面上的物资运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A 、B 的距离L ＝10 m ，传送带以v ＝5 m /s 的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A 轻放上一质量m ＝5 kg的物资，物资与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求物资从A 端运送到B 端所需的时刻．(g 取10 m /s 2)解析以物资为研究对象，由牛顿第二定律得： μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma 解得a ＝2.5 m /s 2物资匀加速运动时刻t 1＝va ＝2 s 物资匀加速运动位移：x 1＝12at 21＝5 m然后物资做匀速运动，运动位移：x 2＝L －x 1＝5 m 匀速运动时刻：t 2＝x 2v ＝1 s物资从A 到B 所需的时刻：t ＝t 1＋t 2＝3 s .答案 3 s四、共点力作用下的平稳问题常用方法 1．矢量三角形法(合成法)物体受三个力作用而平稳时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，能够通过解三角形来求解相应力的大小和方向．常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形．2．正交分解法在正交分解法中，平稳条件F 合＝0可写成：∑F x ＝F 1x ＋F 2x ＋…＋F nx ＝0(即x 方向合力为零)；∑F y ＝F 1y ＋F 2y ＋…＋F ny ＝0(即y 方向合力为零)．3．整体法和隔离法：在选取研究对象时，为了弄清晰系统(连接体)内某个物体的受力情形，可采纳隔离法；若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，一样可采纳整体法．图7例6 如图7所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心．一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点．设滑块所受支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A ．F ＝mgtan θ B ．F ＝mg tan θC ．F N ＝mgtan θD ．F N ＝mg tan θ解析对小滑块受力分析如图所示．依照三角函数可得F ＝mgtan θF 合＝mg sin θ，F N ＝F 合＝mgsin θ，故只有A 正确．答案 A例7 如图8所示，质量m 1＝5 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为30°，用一平行于斜面的大小为30 N 的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动．斜面体质量m 2＝10 kg ，且始终静止，g 取10 m /s 2，求：图8(1)斜面体对物体的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力．解析(1)要求系统内部的作用力，因此用隔离法．对物体受力分析，如图甲所示，沿平行于斜面的方向上有F＝m1g sin 30°＋F f，解得F f＝5 N，方向沿斜面向下．(2)要求系统受的外力，用整体法．因两个物体均处于平稳状态，故能够将物体与斜面体看做一个整体来研究，其受力如图乙所示．在水平方向上有F f地＝F cos 30°＝15 N，方向水平向左；在竖直方向上有F N地＝(m1＋m2)g－F sin 30°＝135 N，方向竖直向上．答案(1)5 N，方向沿斜面向下(2)15 N，方向水平向左135 N，方向竖直向上。

高中物理第四章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律新人教版必修1

二、牛顿物理学的基石——惯性定律牛顿第一定律：一切物体总保持__匀__速__直___线__运__动____状态或 __静__止_____状态，除非作用在它上面的力_迫__使__它__改__变 _____这种状态．牛顿第一定律又叫_惯__性__定__律__．
做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体将如何运动？提示：重力消失后，物体将不受力，由牛顿第一定律知，物体将以重力消失时的速度做匀速直线运动．
2．物体运动状态改变的三种情况 (1)速度的方向不变，大小改变． (2)速度的大小不变，方向改变． (3)速度的大小和方向同时发生改变．
对伽利略理想实验的认识 (1)理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图所示的理想实验，他的设想步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度； ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
[思路点拨] 解答本题需把握以下两点： (1)力不是维持物体运动的原因． (2)力是改变物体运动状态的原因． [解析] 牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B 正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动状态．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C 错误，D 正确． [答案] ABD
三、惯性与质量 1．惯性：物体保持原来_匀__速__直__线__运__动__态或_静__止__状态的性质． 2．惯性的量度：_质__量______是物体惯性大小的唯一量度．
2 ． (1) 物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性．( ) (2)速度越大的物体，惯性越大．( ) (3)质量越大的物体，惯性越大．( ) 提示：(1)× ( 4．惯性与速度的关系：一切物体都有惯性，并且惯性的大小由物体本身决定，与物体是否有速度及速度的大小无关． 5．惯性与惯性定律的关系 (1)惯性是物体具有的一种固有属性．惯性定律是物体不受外力作用时所遵守的一条规律，属性不同于规律． (2)惯性使物体保持原来速度不变，但速度能否保持不变取决于其受力情况．惯性定律揭示了物体的惯性，正因为物体有惯性，故物体的运动不需要力来维持．

高中物理第四章牛顿运动定律章末总结(测)(基础版,含解析)新人教版必修1(2021年最新整理)

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第四章牛顿运动定律【满分:110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中。

1～8题只有一项符合题目要求； 9～12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分,有选错的得0分.）1．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3．根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（）A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【名师点睛】小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升，阻力越小则上升的高度越大，伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用，将会一直运动下去．要想分清哪些是可靠事实，哪些是科学推论要抓住其关键的特征，即是否是真实的客观存在，这一点至关重要,这也是本题不易判断之处；伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律,因此，在确定最后一空时一定要注意这一点。

人教版高中物理必修1第四章牛顿运动定律章末复习 (共24张PPT)

3、作用力与反作用力的特点:
1).大小相等，方向相反，作用在一条直线上; 2).作用在不同的物体上；
3).具有同种性质； 4).具有同时性。总结：同大、同线、同性、同时；
异向、异体.
三、与平衡力的区别
作用力与反作用力
平衡力
作用在两个物体上
作用在一个物体上
具有同种性质具有同时性不能求合力（不能抵消）
（1）超重（失重）是指视重大于（小于）物体的重力，物体自身的重力并不变化。
（2）是超重还是失重，看物体加速度的方向，而不是看速度的方向。（3）若物体向下的加速度等于重力加速度，物体的视重为零——完全失重。
一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿
竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最多能举起
①指出了一切物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质（惯性）
②指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。
二、惯性：
物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
思考：汽车启动及刹车问题
静止的物体有惯性运动的物体有惯性
一切物体都具有惯性
惯性是一种力吗？
惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力。
A、小时 B 、牛 C、焦 D、瓦
2、下列单位全是国际单位的是（ ACD
）
A、N ，kg ，m
B、m，s， g
C、kg ，m ，A
D、kg，m，s
牛顿第三定律
1、内容：两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
2、数学表达式：F = - F′
讨论题：数学表达式可以写成：F + F ′ = 0吗？
不一定具有同种性质不一定具有同时性能求合力（能抵消）

人教版必修一第4章《牛顿运动定律》章末总结

物理·必修1(人教版)章末总结动力学两类基本问题1．掌握解决动力学两类问题的思路方法．其中受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．2．力的处理方法． (1)平行四边形定则．由牛顿第二定律F 合＝ma 可知，F 合是研究对象m 受到的外力的合力；加速度a 的方向与F 合的方向相同．解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．(2)正交分解法．物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，常用正交分解法．表示方法⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝ma xF y ＝ma y为了减少矢量的分解，建立直角坐标系时，一般不分解加速度．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径(如图所示)(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：(1)设小球所受的风力为F ，小球的质量为m ，因小球做匀速运动，则F ＝μmg ，F ＝0.5mg ，所以μ＝0.5.(2)小球受力分析如图所示．根据牛顿第二定律，沿杆方向上有Fcos 37°＋mgsin 37°－F f ＝ma ，垂直于杆的方向上有F N ＋Fsin 37°－mgcos 37°＝0 又F f ＝μF N 可解得： a ＝Fcos 37°＋mgsin 37°－μ－m＝34g 由s ＝12at 2得t ＝2s a＝8s 3g.答案：(1)0.5 (2)8s 3g►跟踪训练1．用水平力F 拉一物体在水平地面上匀速运动，从某时刻起力F 随时间均匀减小，物体所受的摩擦力f 随时间t 的变化如图中实线所示．下列说法正确的是( )A ．0～t 1内匀速运动B ．t 1～t 2内匀速运动C ．t 1～t 2内变减速运动D ．t 2～t 3内变减速运动答案：C2．如图所示为粮袋的传送装置，已知AB 间长度为L ，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v ，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A 点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A 到B 的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A ．粮袋到达B 点的速度与v 比较，可能大，也可能相等或小B ．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L 足够大，则以后将一定以速度v 做匀速运动C ．若μ≥tan θ，则粮袋从A 到B 一定一直是做加速运动D ．不论μ大小如何，粮袋从A 到B 一直做匀加速运动，且a ＞gsin θ 答案：A整体法的含义：所谓整体法就是对物理问题的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵巧地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体(或一个物体的各部分)间相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，此时整体法和隔离法要灵活应用．用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如下图甲所示．今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡．表示平衡状态的图可能是图乙中的()解析：方法一：将a 、b 两球及两球间的绳看作一个物体系统，以这个系统为研究对象．因为作用在a 、b 上的恒力等大反向，其合外力平衡，而a 、b 受的重力竖直向下，要保持平衡，故a 到悬点的细绳的力必然沿竖直方向向上．方法二：也可以分别将a 、b 隔离进行受力分析，分别对a 、b 两球列出水平分力的平衡方程即可．以C 图为例，受力如下图所示．整体法与隔离法解物体的平衡问题对a：水平方向有F1cos 30°＝T1cos α＋T2cos β，对b：水平方向有F2cos 30°＝T2 cos β，因为F1＝F2，所以T1 cos α＝0，由于T1≠0，故α＝90°.答案：A►跟踪训练1．如图，两个固定的倾角相同的滑竿上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动时，A的悬线始终与竿垂直，B的悬线始终竖直向下．则下列说法中正确的是( )A．A环与滑竿无摩擦力B．B环与滑竿无摩擦力C．A环做的是匀速运动D．B环做的是匀加速运动答案：A2．一根水平粗糙的横杆上，套有两个质量均为m的小铁环，两铁环上系着两条等长的细线，共同拴住一个质量为M的球，两铁环和球均处于静止状态，如右图所示，现使两环间距稍许增大后系统仍处于静止状态，则水平横杆对铁环的支持力N和摩擦力f的变化是( )A．N不变，f不变 B．N不变，f变大C．N变大，f不变 D．N变大，f变小答案：B物理思想方法的应用当物体运动的加速度发生变化时，物体可能从一种状态变化为另一种状态，这个转折点叫做临界状态，可理解为“将要出现”但“还没有出现”的状态．1．常见类型有：(1)隐含弹力发生突变的临界条件．弹力发生在两物体接触面之间，是一种被动力，其大小取决于物体所处的运动状态，当运动状态达到临界状态时，弹力会发生突变．(2)隐含摩擦力发生突变的临界条件．静摩擦力是被动力，其存在及其方向取决于物体之间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态；静摩擦力为最大静摩擦力是物体恰好保持相对静止的临界条件．2．可用以下方法进行临界状态分析：(1)采用极限法分析，即加速度很大或很小时将会出现的状态，则加速度取某一值时就会出现转折点——临界状态．(2)临界状态出现时，往往伴随着“刚好脱离”“即将滑动”等类似隐含条件，因此要注意对题意的理解及分析．(3)在临界状态时某些物理量可能为零，列方程时要注意．球紧靠在斜面上，绳与斜面平行．(1)当斜面以a1＝8 m/s2的加速度向右做匀加速运动时，绳子拉力及斜面对小球的支持力是多少？当斜面以a2＝5 m/s2的加速度向右运动时呢？(2)若斜面向左加速运动，小球相对于斜面静止，细绳的拉力恰好为零时，斜面对小球的支持力是多少？加速度是多少？(g取10 m/s2)解析：设小球刚好离开斜面时系统的加速度为a 0，斜面支持力F N ＝0，此时对小球受力分析如右图则mgcot θ＝ma.得：a 0＝gcot 53°＝7.5 m/s 2. (1)a 1＝8 m/s 2>a 0，所以小球离开斜面，F N ＝0， T 0＝2＋12＝2.56 N.当a 2＝5 m/s 2＜a 0时，此时小球未离开斜面F N ≠0，对小球受力分析如右图则⎩⎪⎨⎪⎧Tcos θ－F N sin θ＝ma 2Tsin θ＋F N cos θ－mg ＝0得：T ＝2.2 N ，F N ＝0.4 N.(2)对小球受力分析如右图则F 合＝mgtan θ＝ma 3，得：a 3＝gtan θ＝13.3 m/s 2， F N ＝mgcos θ＝3.33 N.答案：(1)2.56 N 0 2.2 N 0.4 N(2)3.33 N 13.3 m/s 2►跟踪训练1．(双选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图示状态．设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球的拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是( )A ．若小车向右运动，N 可能为零B ．若小车向左运动，T 可能为零C ．若小车向右运动，N 不可能为零D ．若小车向左运动，T 不可能为零答案：AB2．如图所示，有一块木板静止在光滑水平面上，质量M ＝4 kg ，长L ＝1.4 m ．木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m ＝1 kg ，其尺寸远小于L ，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4.(取g ＝10 m/s 2)求：(1)现将一水平恒力F 作用在木板上，为使小滑块能从木板上面滑落下来，则F 大小的范围是多少？解析：要使小滑块能从木板上滑下，则小滑块与木板之间应发生相对滑动，此时，对小滑块分析得出μmg ＝ma 1，解得a 1＝4 m/s 2，对木板分析得出F －μmg ＝Ma 2，加速度a 1、a 2均向右，若小滑块能从木板上滑下，则需要满足a 2＞a 1，解得F ＞20 N. 答案：F ＞20 N(2)其他条件不变，若恒力F ＝22.8 N ，且始终作用在木板上，最终使得小滑块能从木板上滑落下来，则小滑块在木板上面滑动的时间是多少？解析：当F ＝22.8 N 时，由(1)知小滑块和木板发生相对滑动，对木板有F －μmg ＝Ma 3，则a 3＝4.7 m/s 2. 设经时间t ，小滑块从木板上滑落，则12a 3t 2－12a 1t 2＝L ，解得：t ＝－2 s(舍去)或t ＝2 s. 答案：2 s。

高中物理第四章牛顿运动定律章末总结新人教版必修1

【金版学案】2015-2016学年高中物理第四章牛顿运动定律章末总1结新人教版必修一、牛顿第一定律1．定律内容2.牛顿第一定律的理解(1)“一切物体”是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体，牛顿第一定律是自然界的普遍规律．(2)“匀速直线运动状态”、“静止状态”指物体处于平衡状态，所受合力为零．(3)“总保持”是“一直不变”的意思．(4)“改变这种状态”表现为改变速度的大小或方向．(5)“或”：指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动．二、惯性1．定义：物体保持原来匀速直线运动或静止状态的性质．2．说明(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都有，惯性不是一种力．(2)惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，切莫认为物体的惯性与速度有关．3．与惯性相关的四个关系(1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量越大，其惯性就越大．(2)惯性与力的关系：惯性是物体的固有属性，而不是力，物体的惯性大小与其受不受力、受多大的力无关．说物体“受到了惯性力”、“产生了惯性”等都是错误的．(3)惯性与速度的关系：物体的惯性大小与它是否运动以及运动速度无关．(4)惯性与惯性定律的关系：惯性是物体保持原来匀速直线运动或静止状态的性质，是任何物体在任何情况下都具有的一种性质；惯性定律也即牛顿第一定律，描述了物体在不受外力作用时所处的运动状态，揭示了力与运动关系的规律．三、牛顿第三定律1．内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．2．表达式：F＝－F′.3．作用力与反作用力的关系4.作用力、反作用力与平衡力的比较说明：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上的力，不一定是一对作用力与反作用力．四、牛顿第二定律1．内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2．表达式：F＝ma.3．说明(1)应用公式F＝ma解题时，公式中的各个物理量都应取国际单位．(2)牛顿的定义：使质量为1千克的物体产生1米/秒2的加速度所需要的力称为1牛顿．(3)牛顿第二定律F＝ma中的力为合力，但对单个力此式也适用．4．牛顿第二定律的性质物体的实际加速度等于每个力产生的加5.牛顿第一定律与牛顿第二定律的区别与联系在实际生活中可得到验五、力学单位制1．概念：基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．国际单位制(SI)(1)定义：由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制．(2)七个基本单位．六、两类动力学问题1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．七、共点力的平衡1．平衡状态：物体处于静止或者匀速直线运动的状态．2．共点力的平衡条件：物体所受外力的合力为零．3．平衡条件的推论(1)二力平衡：物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向，是一对平衡力．(2)三力平衡：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向．(3)多力平衡：物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力一定等大反向．(4)任意方向：当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零．(5)某一方向：物体在某个方向处于平衡状态时，在此方向上所受合力为零．八、超重、失重和完全失重易错点1误认为力是维持物体运动的原因．分析：牛顿第一定律明确说明了物体在不受力时将做匀速直线运动或处于静止状态，揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因．易错点2误认为物体的速度越大，它的惯性就越大．分析：质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量越大，它的惯性就越大．物体惯性的大小与它的速度没有任何关系．易错点3误认为牛顿第一定律无法用实验验证，因此无实际意义．分析：虽然牛顿第一定律是由理想实验经过推理归纳而得出的，但是牛顿第一定律揭示了自然界中力与物体的运动之间的关系，使人们认识到了力的本质和物体具有运动的属性，因此该定律是我们认识自然规律的重要工具．易错点4错误地认为作用力与反作用力的合力为零．分析：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，各自对相应的物体产生不同的作用效果，两者不能抵消，且两力不是共点力，不能对两力求合力易错点5混淆作用力与反作用力和二力平衡的概念．分析：作用力与反作用力和二力平衡相同之处是：大小相等，方向相反且共线．但它们之间也有很多的不同：作用对象前者是两个，后者是一个；力的性质前者相同，后者不一定相同；前者两力具有同时性，后者两力没有同时性．前者不能求合力，后者两力合力为零，能够相互抵消．易错点6将牛顿第一定律错误地理解为是牛顿第二定律的特殊情况．分析：牛顿第一定律给出了物体在不受任何作用力情况下所处的运动状态：静止或匀速直线运动状态，揭示了力与运动的关系．牛顿第二定律给出了物体的加速度、质量和所受作用力的关系，强调物体在力的作用下其加速度与作用力的关系．易错点7误认为物体先受作用力，才有了加速度．分析：牛顿第二定律具有同时性，即物体的加速度与外力是同时产生的，同时变化，同时消失的．作用力与加速度在产生的时间上没有先后，不能认为先有作用力，后有加速度．易错点8误认为物体受到哪个方向的合外力，物体就向哪个方向运动．分析：(1)物体的合外力方向决定了加速度方向，物体的运动情况由力和初始运动情况决定．(2)初速度为零的物体，受到恒定的合外力作用，物体将沿合外力方向做匀加速直线运动．(3)初速度不为零的物体，若受到与初速度反向的恒定合外力作用，将沿初速度方向做匀减速直线运动．易错点9误认为物体在“超重”情况下的重力增加，在“失重”情况下的重力减小分析：“超重”与“失重”是由于物体在加速或减速状态下，我们感觉到物体的重力发生了变化，是在这种特殊运动状态下用弹簧测力计测量出来的“视重”．物体的重力大小G ＝mg，即在同一地方物体重力的大小只与它的质量有关，与物体的运动状态无关．无论物体是处于“超重”状态还是“失重”状态，或者是正常的状态，它的重力始终不变．牛顿运动定律⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧牛顿第一定律⎩⎪⎨⎪⎧伽利略理想实验内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.质量是惯性大小的量度牛顿第二定律⎩⎪⎨⎪⎧实验方法：控制变量法内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同公式：F 合＝ma 牛顿第三定律⎩⎪⎨⎪⎧内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上.作用力、反作用力与一对平衡力的主要区别⎩⎪⎨⎪⎧作用力、反作用力分别作用在两个物体上，一对平衡力作用在同一个物体上牛顿运动定律的应用⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧两类基本问题：受力情况运动情况共点力平衡⎩⎪⎨⎪⎧平衡状态⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫静止匀速直线运动a ＝0平衡条件：F 合＝0⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y 合＝0超重与失重⎩⎪⎨⎪⎧a a 向下时，失重a ＝g 且竖直向下时，完全失重.专题一整体法、隔离法解决连接体问题 1．连接体问题在研究力和运动的关系时，经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连接体问题”．连接体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统．2．解决连接体问题的基本方法：整体法与隔离法(1)当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力分析列出整体的牛顿第二定律方程．(2)当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时，就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来，根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程．(3)许多具体问题中，常需要交叉运用整体法和隔离法，有分有合，从而迅速求解相关问题．注意：运用整体法分析问题时，要求系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，根据牛顿第二定律对整体列方程．如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法根据牛顿第二定律分别列方程．例1 如图所示的三个物体质量分别为m 1、m 2和m 3，带有滑轮的物体放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动，水平推力F 等于多少？解析：(1)选物体m 2为研究对象，设绳子拉力大小为F T ，根据竖直方向二力平衡F T ＝m 2g . (2)选物体m 1为研究对象，根据牛顿第二定律F T ＝m 1a ，所以a ＝F T m 1＝m 2m 1g .(3)选m 1、m 2、m 3整体为研究对象，根据牛顿第二定律F ＝(m 1＋m 2＋m 3)a ＝m 2m 1(m 1＋m 2＋m 3)g .答案：m 2m 1(m 1＋m 2＋m 3)g例2 两重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A 、B 的质量分别为M 、m ，A 与斜面间的动摩擦因数为μ1，B 与A 之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B 受到的摩擦力( )A．等于零 B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mg cos θD．大小等于μ2mg cos θ解析：把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑加速度为a，由牛顿第二定律得(M＋m)g sin θ－μ1(M＋m)g cos θ＝(M＋m)a解得a＝g(sin θ－μ1cos θ)由于a<g sin θ，可见B随A一起下滑过程中，必然受到A对它沿斜面向上的摩擦力，B正确．设摩擦力为F fB，由牛顿第二定律，有mg sin θ－F fB＝ma得F fB＝mg sin θ－ma＝mg sin θ－mg(sin θ－μ1cos θ)＝μ1mg cos θ，C正确．答案：BC专题二动力学两类基本问题1．掌握解决动力学两类问题的思路方法其中受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．2．力的处理方法 (1)平行四边形定则．由牛顿第二定律F 合＝ma 可知，F 合是研究对象m 受到的外力的合力；加速度a 的方向与F 合的方向相同．解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．(2)正交分解法．物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，常用正交分解法．表示方法⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝ma x F y ＝ma y为了减少矢量的分解，建立直角坐标系时，一般不分解加速度．例 3 风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径(如图所示)(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：(1)设小球所受的风力为F ，小球的质量为m ，因小球做匀速运动，则F ＝μmg ，F ＝0.5mg ，所以μ＝0.5.(2)小球受力分析如图所示．根据牛顿第二定律，沿杆方向上有F cos 37°＋mg s in 37°－F f ＝ma ，垂直于杆的方向上有F N ＋F sin 37°－mg cos 37°＝0 又F f ＝μF N 可解得：a ＝F cos 37°＋mg sin 37°－μ（mg cos 37°－F sin 37°）m ＝34g由s ＝12at 2得t ＝2s a＝8s 3g. 答案：(1)0.5 (2)8s 3g专题三牛顿运动定律中的临界极值问题 1．定义在运用牛顿运动定律解动力学问题时，常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动，相互接触的物体是否会发生分离等，这类问题就是临界问题．2．解决临界问题的关键是分析临界状态例如两物体刚好要发生相对滑动时，接触面上必须出现最大静摩擦力；两个物体要发生分离，相互之间的作用力——弹力必定为零．3．解决临界问题的一般方法 (1)极限法．题设中若出现“最大”“最小”“刚好”等这类词语时，一般就隐含着临界问题，解决这类问题时，常常是把物理问题(或物理过程)引向极端，进而使临界条件或临界点暴露出来，达到快速解决有关问题的目的．(2)假设法．有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题，一般要用假设法．(3)数学推理法．根据分析的物理过程列出相应的数学表达式，然后由数学表达式讨论出临界条件．例 4 如图所示，质量为m ＝10 kg 的小球挂在倾角θ＝37°的光滑斜面的固定铁杆上，求：(1)斜面和小球以a 1＝g2的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？(2)当斜面和小球都以a 2＝3g 的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多少？解析：先求出临界状态时小球的加速度，假设小球刚要离开斜面，这时F N ＝0，受力情况如图甲所示，故F sin θ＝mg (竖直方向)，F cos θ＝ma 0(水平方向)．所以a 0＝g cot θ＝43g .(1)当斜面和小球以a 1的加速度向右匀加速运动时，由于a 1<a 0，可知这时小球与斜面间有弹力，所以其受力情况如图乙所示，故F 1cos θ－F N sin θ＝ma 1(水平方向) F 1sin θ＋F N cos θ＝mg (竖直方向)解得F 1＝100 N ，F N ＝50 N.(2)当斜面和小球以a 2的加速度向右匀加速运动时，由于a 2>a 0，可知这时小球已脱离斜面，所以其受力情况如图丙所示，故F 2sin α＝mg (竖直方向)F 2cos α＝ma 2(水平方向)．两式平方相加，可得F 2＝m 2g 2＋m 2a 22＝200 N.有牛顿第三定律知：当以加速度a1运动时，小球对绳的拉力为100 N，对斜面的压力为50 N；当以加速度a2运动时，小球对绳的拉力为200 N，对斜面的压力为0.答案：(1)100 N 50 N (2)200 N 0例5 如图所示，物体A重10 N，物体B重10 N，A与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，绳与定滑轮间的摩擦均不计，A处于静止状态，求水平拉力F的取值范围是多少？(可认为最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等)解析：取隔离体A为研究对象，画出受力示意图，如图所示．根据题意A静止，应有F合＝0即F N＝G－F′sin 60°得F N＝1.34 NA与桌面的最大静摩擦力Ff m＝μF N＝0.27 N故静摩擦力的取值范围是0<F f≤0.27 N当F>F1′时，F f向左，取最大值F f m，由平衡条件F x＝0得F max＝F f m＋F′cos 60°＝5.27N当F <F 1′时，F f 向右，由平衡条件得F min ＝F ′cos 60°－F f m ＝4.73 N故F 的取值范围为：4.73 N ≤F ≤5.27 N 答案：4.73 N ≤F ≤5.27 N专题四物理图象在动力学问题中的应用1．物理图象信息量大，包含知识内容全面，很多习题已知条件是通过物理图象给出的，动力学问题中常见的有xt 、vt 、Ft 、aF 等图象．2．遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，要从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题．一质量为m ＝40 kg 的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t ＝0时刻由静止开始上升，在0到6 s 内体重计示数F 的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g ＝10 m/s 2.解析：由题图可知，在t ＝0到t 1＝2 s 的时间内，体重计的示数大于mg ，故电梯应做向上的匀加速运动．设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F 1，电梯及小孩的加速度为a 1，由牛顿第二定律，得F 1－mg ＝ma 1.在这段时间内电梯上升的高度h 1＝12a 1t 21在t 1＝2 s 到t 2＝5 s 的时间内，体重计的示数等于mg ，故电梯应做匀速上升运动，速度为t 1时刻电梯的速度，即v 1＝a 1t 1.在这段时间内电梯上升的高度h 2＝v 1(t 2－t 1)在t 2＝5 s 到t 3＝6 s 的时间内，体重计的示数小于mg ，故电梯应做向上的匀减速运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F 2，电梯及小孩的加速度为a 2，由牛顿第二定律，得mg －F 2＝ma 2.在这段时间内电梯上升的高度h 3＝v 1(t 3－t 2)－12a 2(t 3－t 2)2电梯上升的总高度h ＝h 1＋h 2＋h 3 代入数据解得h ＝9 m. 答案：9 m例7 质量为2 kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F ，其运动的vt 图象如图所示．g 取10 m/s 2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ； (2)水平推力F 的大小；(3)0～10 s 内物体运动位移的大小．解析：本题主要考查了利用图象分析物体的受力情况和运动情况．(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt 2、初速度为v 20，末速度为v t 2、加速度为a 2，则a 2＝v t 2－v 20Δt 2＝－2 m/s 2①设物体所受的摩擦力为F f ，根据牛顿第二定律，有F f ＝ma 2② F f ＝－μmg ③联立得μ＝－a 2g＝0.2.④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt 1、初速度为v 10、末速度为v t 1、加速度为a 1，则a 1＝v t 1－v 10Δt 1＝1 m/s 2⑤根据牛顿第二定律，由F ＋F f ＝ma 1⑥ 联立得F ＝μmg ＋ma 1＝6 N ．⑦(3)解法一由匀变速直线运动位移公式，得x ＝x 1＋x 2＝v 10Δt 1＋12a 1Δt 21＋v 20Δt 2＋12a 2Δt 22＝46 m ．⑧解法二根据vt 图象围成的面积即物体运动的位移大小，得x ＝v 10＋v t 12×Δt 1＋12×v 20×Δt 2＝46 m.答案：(1)0.2 (2)6 N (3)46 m 专题五弹簧类问题牛顿第二定律F 合＝ma 是联系物体受力与运动的重要规律，而弹簧由于其产生的弹力随弹簧的伸长、缩短而变化，从而引起其连接物运动情况变化无穷，因而弹簧类问题历来是高考考查的重点与热点内容．当然也是学生们感到伤脑筋的问题．其实，利用牛顿运动定律解决弹簧类问题，关键在于理解好牛顿第二定律的矢量性与瞬时性，其次是胡克定律F ＝kx 中弹力与弹簧伸长量的关系．下面来一起探究如何应用牛顿第二定律解决弹簧类问题．弹簧类问题常考查的题型有三种： 1．分析讨论加速度的变化问题例8 物体从某一高度自由落下，落在直立的轻弹簧上，如图甲所示，在A 点物体开始与弹簧接触，到C 点时速度为零，然后弹回，则下列说法正确的是( )A ．物体从A 下降到C 的过程中，速率不断变小B ．物体从C 上升到A 的过程中，速率不断变大C ．物体从A 下降到C ，以及从C 上升到A 的过程中，速率都是先增大后减小D ．物体在C 点时，所受合力为零解析：当小球落在弹簧上时，小球受两个力(如图乙)：重力和弹簧的弹力．产生的加速度是：a ＝F 合m ＝mg －kx m在下落的过程中，小球所受的重力不变，质量不变，弹簧的劲度系数不变．随着小球的下落，x 逐渐增加．当：mg >kx 时(A →B )，a >0，小球加速下落mg ＝kx 时(B 点)，a ＝0，小球速度最大 mg <kx 时(B →C )，a <0，小球减速下落所以答案是C 选项．答案：C 2．临界状态问题例9 如图丙所示，轻弹簧上端固定，下端连接着重物(质量为m )，先由托板M 托住m ，使弹簧比自然长度缩短L ，然后由静止开始以加速度a 匀加速向下运动．已知a <g ，弹簧劲度系数为k ，求经过多长时间托板M 将与m 分开？解析：当托板与重物分离时，托板对重物没有作用力，此时重物只受到重力和弹簧的作用力(如图丁)，只在这两个力作用下，当重物的加速度也为a 时，重物与托板恰好分离．根据牛顿第二定律，得：mg －kx ＝ma解得：x ＝m （g －a ）k由运动学公式：L ＋x ＝12at 2即kL ＋m （g －a ）k ＝at 22解得t ＝2[kL ＋m （g －a ）]ka. 3．位移变化与力变化相联系的问题例 10 如图戊所示，竖直放置的劲度系数k ＝800 N/m 的轻弹簧上有一质量不计的轻盘，盘内放着一个质量m ＝12 kg 的物体，开始时m 处于静止状态，现给物体施加一个竖直向上的力F ，使其从静止开始向上做匀加速直线运动，已知前0.2 s 内F 是变力，在0.2 s后F 是恒力，取g ＝10 m/s 2，则F 的最小值是多少？最大值是多少？解析：m 在上升的过程中，受到重力、弹簧的弹力和拉力(如图己)．由题可知，F 在前0.2 s 内是变力，说明0.2 s 时弹簧已达到原长，0.2 s 内走的距离就是弹簧原来压缩的长度．kx 0＝mg即x 0＝mg k ＝320m 又x 0＝at 22所以a ＝2x 0t 2＝7.5 m/s 2 由牛顿第二定律：F －mg ＋kx ＝ma当kx最大时(最下端kx0)，F最小为F min＝mg＋ma－kx0＝ma＝90 N当kx最小时(最上端kx＝0)，F最大为F max＝mg＋ma＝210 N.答案：见解析点评：上面是弹簧类问题应用牛顿运动定律的常见题型，解决这系列问题关键在于理解F合＝ma中a与F合的关系，注意分析每一个瞬间研究对象的受力情况，进而确定其运动情况，从而抓住桥梁“a”在受力情况与运动情况间顺利过渡．另外，要特别注意弹簧原长时的受力情况，这一情况往往是运动状态发生改变的临界点．。

高中物理第4章牛顿运动定律章末复习教案(新人教版必修1)

第四章牛顿运动定律章末复习一、教材分析本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。

牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。

本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。

对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。

为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。

第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。

物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用二、教学目标1、知识与技能1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．2、过程与方法1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

3、情感、态度与价值观1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。

高中物理第四章牛顿运动定律章末复习课件新人教版必修1

已不再等于斜面倾角θ而变为另一值α了.
14.11.2020
精选ppt
专题三应用牛顿第二定律和正交分解法解题
1. 正交分解法所谓正交分解法是指把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法. 正交分解法是一种常用的矢量运算方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，从而简便的解题. 正交分解法是解牛顿运动定律题目的最基本方法，物体在受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时一般都用正交分解法. 表示方法:Fx=F1x+F2x+F3x+…=max; Fy=F1y+F2y+F3y+…=may; 为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴正方向有以下两种方法: (1)分解力不分解加速度，此时一般规定a方向为x轴正方向.则方程为
牛顿第二定律牛
内容：物体的加速度跟所受外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同公式：F=ma
顿
运
动
定
律
牛顿运动定
运动 F m力加a速度是运动和力之间
联系的纽带和桥梁
律的应用
a向上时，F>G,超重
超重和失重
a向下时，F<G，失重 a=g时，F=0，完全失重
14.11.2020
• 第四章牛顿运动定律总结
牛
牛
顿
顿
运
第
动
一
定
定
律
律
14.11.2020
伽利略理想实验内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止
惯性
概念:物体保持原来的运动状态的性质
表现
不受外力时，保持原来的运动状态不变受外力时，表现为改变运动状态的难易程度

高中物理第4章牛顿运动定律章末分层突破课件新人教必修1

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巩固层 ·知识整合
提升层 ·能中的临界极值问题
连接体问题
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树，灯下白头人。。**** 11、以我独沈久，愧君相见频。。***** 12、故人江海别，几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。***** 14、他乡生白发，旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果，工作出财富。。*** 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败，只有暂时停止成功！。*** 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。**** 13、不知香积寺，数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后，天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****

高中物理第4章牛顿运动定律章末高效整合课件新人教版必修1

答案： (1)2 m/s2 4 m (2)5 kg 0.1
【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
第四章牛顿运动定律
网络构建
牛顿第一定律
牛顿牛顿第二定律运动定牛顿第三定律律
超重与失重
专题突破
牛顿第二定律与图象的综合应用问题动力学中常见的图象有：a -F 图象，a -M1 图象，F -t 图象，v -t 图象及 a -t 图象等，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。
答案： mAm＋BmBF
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
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。
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。
解析：这里有 a、FN 两个未知数，需要建立两个方程，取两次研究对象。比较后可知，分别以 B 和 A、B 整体为研究对象较为简单(它们在水平方向上都只受到一个力作用)。对于 A、B 整体有 F＝(mA＋mB)a，对于 B 有 FN＝mBa，联立可得 FN＝mAm＋BmBF。

高中物理人教版必修1课件：第四章牛顿运动定律+章末总结

解析:做匀加速直线运动的物体,所受的一切外力消失,由于之前物体是运动的,根据牛顿第一定律知,物体将改做匀速直线运动,故C正确,A,B, D错误.
3.(2015·山东学业水平考试,10) 弹簧的弹力F与弹簧伸长量x的关系如图所示,该弹簧的劲度系数为( D ) A.0.4 N/m B.4 N/m C.40 N/m D.400 N/m
解析:根据胡克定律,结合图线的斜率求出弹簧的劲度系数.根据F=kx知, 图线的斜率表示劲度系数,则k= 4 N/m=400 N/m.
0 .0 1
高考体验
1.(2017·全国Ⅲ卷,17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内) ( B) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm
3.(2017·全国Ⅱ卷,24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求
章末总结
网络要点构建学考真题试做
网络要点构建·单元素养回眸
学考真题试做·高考真题体验
学考试做
1.(2016·山东学业水平考试,11)某人在匀速行驶的火车上相对车厢竖直向上跳起,仍落回原处,这是因为( D ) A.人腾空时间很短,人偏后的距离很小,不易察觉 B.人跳起后,车厢内空气给他一个向前的力,使他随同火车一起向前运动 C.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,使他随火车一起向前运动 D.人跳起后直至落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度

高中物理第四章牛顿运动定律章末复习课学案新人教版必修1(2021年整理)

2018-2019学年高中物理第四章牛顿运动定律章末复习课学案新人教版必修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第四章牛顿运动定律章末复习课学案新人教版必修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第四章章末复习课【知识体系】［答案填写] ①理想斜面②匀速直线运动状态③静止状态④质量⑤控制变量法⑥成正比⑦成反比⑧合外力⑨F合＝ma⑩大小相等⑪方向相反⑫同一条直线上⑬静止⑭匀速直线运动⑮F x合＝0 ⑯F y合＝0 ⑰超重⑱失重⑲完全失重主题1 共点力作用下的平衡问题的常用方法1．矢量三角形法(合成法)．物体受三个力作用而平衡时,其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，可以通过解三角形来求解相应力的大小和方向．常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形．2．正交分解法．在正交分解法中，平衡条件F合＝0可写成:∑F x＝F1x＋F2x＋…＋F nx＝0（即x方向合力为零）；∑F y＝F1y＋F2y＋…＋F ny＝0(即y方向合力为零）．3．整体法和隔离法：在选取研究对象时，为了弄清楚系统（连接体）内某个物体的受力情况，可采用隔离法;若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，可采用整体法．【典例1】如图所示，将倾角为α的粗糙斜面体置于水平地面上，斜面体上有一木块，对木块施加一斜向上的拉力F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是（)A．木块和斜面体间可能无摩擦B．木块和斜面体间一定有摩擦C．斜面体和水平地面间可能无摩擦D．撤掉拉力F后，斜面体和水平地面间一定有摩擦解析：以木块为研究对象受力分析，根据平衡条件，若:F cos α＝mg sin α，则木块与斜面体间无摩擦力，故A正确，B错误．以斜面和木块整体为研究对象，根据平衡条件:斜面体和水平地面间的摩擦力等于F水平方向的分力,方向向右,故C错误．撤掉拉力F后,若物块仍然保持静止,以斜面和木块整体为研究对象，根据平衡条件则斜面不受地面的摩擦力，D错误,故选A。

高中物理第4章牛顿运动定律章末分层突破新人教版必修

最新人教版高中物理必修1第四章《牛顿运动定律》核心突破

高中物理必修一 第四章牛顿运动定律 章末总结

2021人教版高中物理必修一4章《牛顿运动定律》章末复习学案

高中物理 第四章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 新人教版必修1

高中物理 第四章 牛顿运动定律章末总结(测)(基础版,含解析)新人教版必修1(2021年最新整理)

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