高中物理沪科版课件 必修一 第五章 研究力和运动的关系 5-4
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高中物理 第五章 研究力和运动的关系 章末整合课件(沪科版必修1)
有：F1cos θ＝mg，F1sin θ＝F2，则：F2＝ mgtan θ. 剪断线的瞬间，F2突然消失，物体即在F2反方 向获得加速度． 因为mgtan θ＝ma，所以加速度a＝gtan θ，方 向与F2的方向相反． 你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价 并说明理由．
解析：此解答是错误的．因为L2被剪断的瞬间， F2消失，物体只受L1线上的拉力和重力作用，L1上 的张力大小发生了变化．在剪断L2的瞬时，物体沿 L1的方向受力平衡，垂直于L1的方向产生加速度a＝ gsin θ.
章末整合
牛 顿 运 动 定 律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛 顿 第 一 定 律
规律的揭示：伽利略的理想实验 规律的表述：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.也叫惯性定律 概念：物体本身固有的维持原来运动状态 不变的属性.与运动状态无关，质量 是惯性大小的唯一量度 表现：不受外力时，表现为保持原来的运 动状态不变；受外力时，表现为改 变运动状态的难易程度
根据牛顿第三定律，球对斜面的压力． N′＝－N＝－20.8 N， 式中“－”号表示N′与N方向相反，即垂直斜面 向下． 答案：12 N 20.8 N
2．分解加速度而不分解力 【例3】 将木块A、B叠放 在一起后放在倾角为α的光滑斜 面上，A和B一起沿斜面自由滑 下．下滑过程中，A和B无相对 图 5－ 3 运动，如图5－3所示．已知A的 质量为m，求下滑过程中A所受支持力及摩擦力． 解析：对A、B整体如下图(1)： (m＋M)gsin α＝(m＋M)a 对A如下图(2)，水平方向：f＝macos α ① ②
正交分解法的应用
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 而简捷方便地解题． 正交分解法是解牛顿运动定律题目最基本的方 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．
高中物理第五章研究力和运动的关系本章整合课件沪科版必修1
二、牛顿第二定律
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:������ = ������������ 牛顿第 二定律 矢量性:������的方向与������ 的方向相同 瞬时性:������随������的变化而变化 理解 独立性:每个力都可独立地使物体产生 加速度 同体性:������、������、������是同一个物体的三个量
答案:(1)8.0 m/s (2)4.2 s
1 s1+s2= a3������3 2 ,t3= 2
10 s≈3.2 s,所以物体从绳子断了开始到返回
方法技巧解决动力学基本问题时对力的处理方法 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。
三、动力学中的传送带模型 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题。 【例3】 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送 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的货物,货物与传送带间的动摩擦因数 3 μ= 。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10 m/s2)
(1)小环的质量m。 (2)细杆与地面间的夹角α。
解析:由题图得:0~2 s内, Δ������ 1 a= = m/s2=0.5 m/s2 Δ������ 2 根据牛顿第二定律可得:前2 s有F1-mgsin α=ma 2 s后有F2=mgsin α, 联立两式代入数据可解得:m=1 kg,α=30°。 答案:(1)1 kg (2)30° 方法技巧1.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。 2.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。 3.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。
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 5-4 牛顿运动定律的案例分析 精品
123
解析 答案
(3)汽车牵引力的大小. 答案 6×103 N 解析 设开始加速过程中汽车的加速度为a1 s0＝12a1t1 2 由牛顿第二定律有：F－f＝ma1 联立上述两式解得F＝f＋ma1＝6×103 N
123
解析 答案
本课结束
例3 质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩 擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图3所示的力F，F＝10 N，θ＝37° (sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止， (g取10 m/s2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态. 答案 见解析
力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，
求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；
答案 2 s
图4
解析 答案
(2)人在离C点多远处停下？
答案 12.8 m 解析 人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用.设在水 平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′ 设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得 人在斜面上下滑的过程：v2＝2aL 人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′s 联立以上各式代入数据解得s＝12.8 m
达标检测
1.(从受力确定运动情况)一个滑雪运动员从静止开始 沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如图5所示，滑 雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5 s内滑下来 的路程和5 s末速度的大小(运动员一直在山坡上运 动).(小数点后保留一位有效数字)
答案 58.2 m 23.3 m/s
图5
123
解析 答案
赛总决赛.她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼.如图4所
高中物理沪科版必修1课件：第5章 研究力和运动的关系 5.5 超重与失重
其中正确的是
A.超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了
B.物体加速度向上属于超重，物体加速度向下属于失重 √ C.不论超重、失重、还是完全失重物体所受重力不变 √ D.超重就是物体对竖直悬挂物的拉力(或对水平支持物的压力)大于重力的 √
现象，失重则是小于重力的现象
1
2
3
4
答案
2.(超重和失重的判断)跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段
小星的重力小．
答案
要点提炼
1.实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力 .物体所受重力不会因物体运动状态的改变
而变化. (2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时， 弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重. 2.超重与失重 (1)超重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于 物体重力的现象. (2)失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 小于 物体重力的现象. (3)完全失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态.
答案
要点提炼
判断超重、失重状态的方法
1.从受力的角度判断
超重：物体所受向上的拉力(或支持力) 大于重力. 失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 小于 重力. 完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 等于零. 2.从加速度的角度判断 超重：物体具有竖直 向上 的加速度. 失重：物体具有竖直 向下 的加速度. 完全失重：物体具有竖直 向下 的加速度，且加速度大小等于 g .
答案
典例精析 一、超重与失重的判断
例1 下列说法中正确的是 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 √ D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科版必修1
【答案】 B
第三十四页，共38页。
6．如图 5-4-6 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其
倾角 θ＝30°.现木块上有一质量 m＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s
内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g
取 10 m/s2，求：
第二十一页，共38页。
应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1．合成法． 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解 题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F 合．反之，若知 道加速度方向就知道合力方向．
第二十二页，共38页。
2．正交分解法． 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答， 一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度 方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.
第六页，共38页。
[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
第七页，共38页。
[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁”，把物体的受力与运动 联系起来． 2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？ 【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
第二十六页，共38页。
[合作探讨] 探讨： 李伟同学在观看 2016 年 2 月 1 日 15 时 29 分我国发 射第二十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指 挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测 得火箭底部通过发射架的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到 的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火箭 质量认为不变．
第三十四页，共38页。
6．如图 5-4-6 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其
倾角 θ＝30°.现木块上有一质量 m＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s
内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g
取 10 m/s2，求：
第二十一页，共38页。
应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1．合成法． 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解 题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F 合．反之，若知 道加速度方向就知道合力方向．
第二十二页，共38页。
2．正交分解法． 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答， 一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度 方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.
第六页，共38页。
[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
第七页，共38页。
[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁”，把物体的受力与运动 联系起来． 2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？ 【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
第二十六页，共38页。
[合作探讨] 探讨： 李伟同学在观看 2016 年 2 月 1 日 15 时 29 分我国发 射第二十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指 挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测 得火箭底部通过发射架的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到 的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火箭 质量认为不变．
高中物理第5章研究力和运动的关系5.3牛顿第二定律课件沪科版必修1
02－v2 解得 s＝ 2a2 ＝4 m
解析
答案
例4 如图2所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向 右下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大 小.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
[延伸思考] 在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动， 这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？ 答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡 车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相 互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动.
答案 8 m/s2
解析 水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1
图3
解得a1＝8 m/s2源自1234解析答案
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？
答案 6 m/s2 解析 水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′ 联立解得：a2＝6 m/s2
此外还有功、功率、压强等.
3.单位制的应用 (1)单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计 算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而 使计算简便. (2)单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定 是错误的.
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
解析
答案
例4 如图2所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向 右下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大 小.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
[延伸思考] 在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动， 这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？ 答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡 车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相 互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动.
答案 8 m/s2
解析 水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1
图3
解得a1＝8 m/s2源自1234解析答案
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？
答案 6 m/s2 解析 水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′ 联立解得：a2＝6 m/s2
此外还有功、功率、压强等.
3.单位制的应用 (1)单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计 算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而 使计算简便. (2)单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定 是错误的.
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析学案沪科版必修1(2021年整理)
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5．4 牛顿运动定律的案例分析［目标定位］ 1.掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路和方法.2.学会处理动力学的两类基本问题．一、从受力确定运动情况受力情况→F合错误!求a，错误!→求得s、v0、v t、t。
例1如图1所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.25,现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0。
6，cos 37°＝0。
8，g取10 m/s2。
求：图1(1）画出物体的受力图，并求出物体的加速度；（2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；（3）物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．解析（1)对物体受力分析如图：由图可得：⎩⎨⎧F cos θ－μN ＝maF sin θ＋N ＝mg解得：a ＝1.3 m/s 2，方向水平向右 (2)v t ＝at ＝1.3×5 m/s＝6.5 m/s（3)s ＝错误!at 2＝错误!×1。
3×52 m ＝16。
25 m 答案 （1)见解析图 1。
高中物理-第5章 研究力和运动的关系 5.1牛顿第一定律课件 沪科版必修1
从实验总结得结论→ 力不是维持运动的原因,力是使物体加速或减速 的原因
一二三
2.牛顿第一定律 (1)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。 (2)牛顿第一定律的意义: ①指出了物体不受外力(或合力为零)时的运动状态:匀速直线运动或 静止状态。 ②揭示了力与运动状态的关系: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。
探究一
探究二
惯性与外 力作用的 关系
物体原来具有某个速度,则惯性力图使其继续保持这一速度,但 力图保持与能否保持则是不同的。当物体受到的合力为零时,物 体可保持这个速度,当物体所受外力不为零时,物体运动状态就 发生了变化。物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一,形 成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动。如果没有外力,物 体也就没有复杂多样的运动形式;如果没有惯性,物体的运动状 态改变就不需要力的作用
探究一
探究二
反思惯性只与物体的质量有关,与物体的受力、速度、位置等没
有关系。 牛顿第一定律揭示的是物体在不受力时所处的运动状态:静止或匀速
直线运动。力是改变物体运动状态的原因。
12345
1.关于力和运动状态的改变,下列说法不正确的是( ) A.物体加速度为零,则运动状态不变 B.只要速度的大小和方向二者中有一个发生变化,或者二者都变化,都叫运 动状态发生变化 C.物体运动状态发生改变就一定受到力的作用 D.物体运动状态的改变就是指物体的加速度在改变 解析:加速度为零,说明物体速度不变,运动状态不变,A 正确;速度是矢量,速 度的变化要从大小、方向两方面去考虑,B 正确;物体的运动状态变化,一定 有力的作用,物体一定有加速度,但无法知道加速度是否在改变,所以 C 正 确,D 不正确。 答案:D
一二三
2.牛顿第一定律 (1)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。 (2)牛顿第一定律的意义: ①指出了物体不受外力(或合力为零)时的运动状态:匀速直线运动或 静止状态。 ②揭示了力与运动状态的关系: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。
探究一
探究二
惯性与外 力作用的 关系
物体原来具有某个速度,则惯性力图使其继续保持这一速度,但 力图保持与能否保持则是不同的。当物体受到的合力为零时,物 体可保持这个速度,当物体所受外力不为零时,物体运动状态就 发生了变化。物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一,形 成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动。如果没有外力,物 体也就没有复杂多样的运动形式;如果没有惯性,物体的运动状 态改变就不需要力的作用
探究一
探究二
反思惯性只与物体的质量有关,与物体的受力、速度、位置等没
有关系。 牛顿第一定律揭示的是物体在不受力时所处的运动状态:静止或匀速
直线运动。力是改变物体运动状态的原因。
12345
1.关于力和运动状态的改变,下列说法不正确的是( ) A.物体加速度为零,则运动状态不变 B.只要速度的大小和方向二者中有一个发生变化,或者二者都变化,都叫运 动状态发生变化 C.物体运动状态发生改变就一定受到力的作用 D.物体运动状态的改变就是指物体的加速度在改变 解析:加速度为零,说明物体速度不变,运动状态不变,A 正确;速度是矢量,速 度的变化要从大小、方向两方面去考虑,B 正确;物体的运动状态变化,一定 有力的作用,物体一定有加速度,但无法知道加速度是否在改变,所以 C 正 确,D 不正确。 答案:D
高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.1 牛顿第一定律课件 沪科必修1沪科高一必修1物理课件
√B.物体做变速运动时，一定受外力作用
C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的
结果
√D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使 他改变原来的运动状态
12/12/2021
1234 第二十五页，共三十页。
解析( jiě 答案(dá
3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始(kāishǐ)
改变.(物体做曲线运动) 方向
(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)
12/12/2021
第九页，共三十页。
二、惯性(guànxìng)有大小吗？
[问题设计] 坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，有什么感觉？当运动(yùndòng)的汽车 突然停止时，又有什么感觉？解释上述现象.
答案 当汽车突然启动时，人身体后倾.当汽车突然停止时，人身体前倾.这是因为
解析 对小球受力分析可知，车内的小球只受竖直方向的重力(zhònglì)和支持力，
这两个力是一对平衡力，小球所受合外力为零，所以无论车厢如何运动，小球
相对12/于12/2地021 面仍然处于静止状态，B正确.
第十八页，共三十页。
解析 答案(dá
三、惯性的理解 例3 关于物体的惯性，下列(xiàliè)有关说法正确的是
12/12/2021
第5章 研究力和运动(yùndòng)的关系
5.1 牛顿第一(dìyī)定律
第一页，共三十页。
[目标(ùbiāo)定位]
1.知道关于运动和力的两种对立的观点. 2.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法. 3.理解牛顿第一(dìyī)定律的内容及意义. 4.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象.
C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的
结果
√D.飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使 他改变原来的运动状态
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1234 第二十五页，共三十页。
解析( jiě 答案(dá
3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始(kāishǐ)
改变.(物体做曲线运动) 方向
(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)
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第九页，共三十页。
二、惯性(guànxìng)有大小吗？
[问题设计] 坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，有什么感觉？当运动(yùndòng)的汽车 突然停止时，又有什么感觉？解释上述现象.
答案 当汽车突然启动时，人身体后倾.当汽车突然停止时，人身体前倾.这是因为
解析 对小球受力分析可知，车内的小球只受竖直方向的重力(zhònglì)和支持力，
这两个力是一对平衡力，小球所受合外力为零，所以无论车厢如何运动，小球
相对12/于12/2地021 面仍然处于静止状态，B正确.
第十八页，共三十页。
解析 答案(dá
三、惯性的理解 例3 关于物体的惯性，下列(xiàliè)有关说法正确的是
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第5章 研究力和运动(yùndòng)的关系
5.1 牛顿第一(dìyī)定律
第一页，共三十页。
[目标(ùbiāo)定位]
1.知道关于运动和力的两种对立的观点. 2.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法. 3.理解牛顿第一(dìyī)定律的内容及意义. 4.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象.
高中物理沪科版必修1课件： 第5章 5.1 牛顿第一定律
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当
主
2．伽利略的理想实验及其推论
堂
预
达
习 •
(1)认识基础：伽利略的斜面对接的理想实验，如图 5-1-1 所示．
标 •
探
固
新
双
知
基
合 作 探 究 • 攻 重
课
时
图 5-1-1
分
层
(2)观点：力不是维持_运__动__的原因，它只是使物体_加__速__或__减__速__的原因．
作 业
难
返 首 页
自
3．牛顿第一定律
当
主
堂
预
(1)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
达
习
标
• 探
迫使它改变___运__动__状__态____为止．
• 固
新
双
知
(2)理解
基
①一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态：力不是_维__持__物__体__运__动__
双
知
基
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运
合 作 探 究 • 攻 重
动的结果 D．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他
改变原来的运动状态
课 时 分 层 作 业
难
返 首 页
自
当
主
堂
预
ABD [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 达
作
探 不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，
究
• 攻
应分析物体的受力情况．
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科必修1
2
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
5.4 牛顿运动定律的案例分析
情境导入
课程目标 1.进一步学习对物体的受力情 况及运动情况进行分析的方法。 2.初步掌握动力学两类基本问题求 解的基本思路和步骤,理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁。 3.经历牛顿定律解决问题的过程,体 会选择研究对象的重要性。
动力学两类基本问题
1.已知物体的受力情况 ,确定物体的运动情况 根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知 道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在 任意时刻的位置和速度,也就确定了物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况 ,分析物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律 可确定物体所受的合力,从而求出某些未知力或与力相关的某些量,如动摩 擦因数、劲度系数、力的方向等。
������ ������
警示 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)已知量的单
位都要统一成国际单位制中的单位。
探究一
探究二
【例题 2 】 如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m 、倾角 θ=37° 的斜坡,CD 段是与斜 坡平滑连接的水平面。 人从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。 人与接触面间的 动摩擦因数均为 μ=0.25,不计空气阻力,(g 取 10 N/kg,sin 37° =0.8)求 : (1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间; (2)人停下时离 C 点的距离。 点拨:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第 二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。 37° =0.6,cos
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
5.4 牛顿运动定律的案例分析
情境导入
课程目标 1.进一步学习对物体的受力情 况及运动情况进行分析的方法。 2.初步掌握动力学两类基本问题求 解的基本思路和步骤,理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁。 3.经历牛顿定律解决问题的过程,体 会选择研究对象的重要性。
动力学两类基本问题
1.已知物体的受力情况 ,确定物体的运动情况 根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知 道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在 任意时刻的位置和速度,也就确定了物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况 ,分析物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律 可确定物体所受的合力,从而求出某些未知力或与力相关的某些量,如动摩 擦因数、劲度系数、力的方向等。
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警示 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)已知量的单
位都要统一成国际单位制中的单位。
探究一
探究二
【例题 2 】 如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m 、倾角 θ=37° 的斜坡,CD 段是与斜 坡平滑连接的水平面。 人从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。 人与接触面间的 动摩擦因数均为 μ=0.25,不计空气阻力,(g 取 10 N/kg,sin 37° =0.8)求 : (1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间; (2)人停下时离 C 点的距离。 点拨:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第 二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。 37° =0.6,cos
新沪科版高中物理必修1第五章教学课件5.2 探究加速度与力、质量的关系 (共36张PPT)
3.实验条件:每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总 质量远大于小桶和细沙的总质量的条件下打出。只有如此, 小桶和细沙的总重力才可视为小车受到的拉力。
4.一先一后再一按:改变拉力和小车质量后,每次开始时小 车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后放开小车,且应 在小车到达滑轮前按住小车。
实验操作及注意事项 【例题1】 (多选)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实 验时,下列说法中正确的是( ) A.平衡摩擦力时,应将沙桶和沙子通过定滑轮拴在小车上 B.连接沙桶和小车的细绳应跟长木板保持平行 C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动 D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车
误差分析 1.因实验原理不完善造成系统误差。实验中用小桶和桶内的 细沙的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小 于小桶和细沙的总重力),存在系统误差;小桶和细沙的总质量越 接近小车的质量,误差就越大;反之,小桶和细沙的总质量越小于 小车的质量,误差就越小。
2.测量、操作不够准确造成偶然误差。 (1)质量的测量误差。 (2)纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差。 (3)拉线或纸带不与木板平行会造成误差。 (4)平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差,该误差使作出的图 线在横轴(或纵轴)上产生截距。
表(一) 实验次数 加速度 a/(m·s-2) 小车受力 F/N 1 2 3 4
5.改变小桶内细沙的质量,重复步骤4,并多做几次。 6.保持小桶和桶内细沙的质量不变,在小车上放上适量的砝 码,放手后,让小车运动打出纸带,计算砝码和小车总质量M,并 由纸带计算出小车对应的加速度,填入表(二)中。
表(二) 实验次数 加速度 a/(m·s-2) 小车质量 M/kg 1 2 3 4
4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶。把小车停在打点 计时器处,并在小桶内放入适量的细沙,先接通电源,再放开小车, 打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点后切断电源,取下 纸带。用天平测量小桶和细沙的质量并计算小桶和细沙的重力 ,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对 应的加速度填入表(一)中
高中物理第5章研究力和运动的关系章末总结课件沪科版
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.
答案 1.2 m
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
123
解析 答案
(2)小球与细杆之间的动摩擦因数； 答案 0.25
甲
乙
图3
√A.0.5 kg,0.4
B.1.5 kg，125
C.0.5 kg,0.2
D.1 kg,0.2
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.
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：
解析 答案
(2)如果传送带长度L＝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.
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.
答案 1.2 m
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
123
解析 答案
(2)小球与细杆之间的动摩擦因数； 答案 0.25
甲
乙
图3
√A.0.5 kg,0.4
B.1.5 kg，125
C.0.5 kg,0.2
D.1 kg,0.2
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.
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：
解析 答案
(2)如果传送带长度L＝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.
高中物理沪科版必修1课件：第5章 研究力和运动的关系 5.2 探究加速度与力、质量的关系
3.改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量.
4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的
分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去.
典例精析 例 某实验小组利用图5所示的装置探究加速度与力、质量的关系.
(1)(多选)下列做法正确的是
A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板 √
解析
验证牛顿第二定律的实验中，要保证 M≫m，才能保证绳子的拉力
等于m的重力.
解析
答案
(3)图6是甲、乙两同学研究了加速度与力的关系并根据 实验数据画出的图像.
长木板倾角过大 形成图线甲的原因是________________. 未平衡摩擦力或长木板倾角过小 形成图线乙的原因是______________________________. 解析
第5章
学案2 探究加速度与力、质量的关系
目标定位
1.学会用控制变量法研究物理规律.
2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－1 图像. m 3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．
内容索引
知识探究
达标检测
知识探究
一、实验器材
小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计
天平 ． 刻度尺 、 时器、学生电源 、纸带、
二、实验原理
实验的基本思想——控制变量法 1.保持研究对象即小车的
质量
不变，改变小桶内砂的质量，即改变
作用力 ，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力.
2.保持小桶中砂的质量不变，即保持 作用力 不变，改变研究对象的 质量 ， 测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量.
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1．一个物体在水平恒力 F 的作用下，由静止开始在一个粗糙的 水平面上运动， 经过时间 t， 速度变为 v， 如果要使物体的速度变为 2v， 下列方法正确的是 ( )
A．将水平恒力增加到 2F，其他条件不变 B．将物体质量减小一半，其他条件不变 C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D．将时间增加到原来的 2 倍，其他条件不变
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[后思考] 牛顿运动定律适用于宏观和低速运动的物体，这里的宏观和低速具体指的 是什么？
【提示】
宏观物体是指相对于原子、分子来说大的多的物体；低速指远
小于光速的速度．
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已 知 受 力 情 况 确 定 运 动 情 况
[先填空] 根据物体的受力情况求出物体受到的合外力 ，然后应用牛顿第二定律 F＝ ma 求出物体的 加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的
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(2)绳断时物体距斜面底端的位移为 1 2 s1＝2a1t ＝16 m 绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为 a2，则 根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有： mgsin θ＋f＝ma2 解得 a2＝8.0 m/s2 物体匀减速运动的时间 v1 t2＝a ＝1.0 s 2
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F 【解析】 由牛顿第二定律得 F－μmg＝ma，所以 a＝m－μg，对比 A、B、 C 三项，均不能满足要求，故选项 A、B、C 均错，由 v＝at 可得选项 D 对．
【答案】 D
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2．(多选)(2016· 杭州高一检测)在水平地面上，A、B 两物体叠放如图 542 所示，在水平力 F 的作用下一起匀速运动，若将水平力 F 作用在 A 上，两物体 可能发生的情况是( ) 【导学号：69370252】
【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁” ，把物体的受力与运动 联系起来．
2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？
【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
知 识 点 一
知 识 点 三
5.4
知 识 点 二
牛顿运动定律的案例分析
学 业 分 层 测 评
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学 习 目 标 1.进一步学习物体的受力情况，并能结 合物体的运动情况进行受力分析． ( 重 点) 2.知道动力学的两类问题．理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁．(重点) 3.掌握解决动力学问题的基本思路和方 法，会用牛顿运动定律和运动学公式解 决有关问题．(难点)
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[合作探讨] 探讨：玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，在欢乐的笑声中，培养了他们勇敢 的品质，如果滑梯的倾角为 θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩 擦因数为 μ，滑梯长度为 L，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？
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1 4图 5上一页 返回首页 下一页
运动情况 ——物体的速度、位移或运动时间．
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[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
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[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？
A．A、B 一起匀速运动 B．A 加速运动，B 匀速运动 C．A 加速运动，B 静止 D．A 与 B 一起加速运动
图 542
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【解析】 若 A、B 间的最大静摩擦力大于 F，则 A、B 仍一起做匀速直线 运动，故 A 正确；若 A、B 间的最大静摩擦力小于 F，则 A 在拉力 F 的作用下 做匀加速直线运动，而 B 受到 A 的滑动摩擦力小于 B 与地面间的滑动摩擦力(由 题意可知此力大小与 F 相等)，故 B 保持静止，故 C 正确．
(1)绳断时物体的速度大小． (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)
图 543
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【解析】 (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力 F、斜面支持力 N、重力 mg 和摩擦力 f，设物体向上运动的加速度为 a1，根据牛顿第二定律有： F－mgsin θ－f＝ma1 又 f＝μN，N＝mgcos θ 解得：a1＝2.0 m/s2 t＝4.0 s 时物体的速度大小 v1＝a1t＝8.0 m/s.
【答案】 AC
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3．如图 543 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，现用轻细绳将物体由静止 沿斜面向上拉动．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：
【提示】 后根据公式 v 间．
2
首先分析小孩的受力，利用牛顿定律求出其下滑的加速度，然 1 2 2 －v0＝2ax， x＝v0t＋ at 即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时 2
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[核心点击] 1．解题思路
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2．解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图． (2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度． (4)结合物体运动的初始条件， 选择运动学公式， 求出所需求的运动学量—— 任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．
知 识 脉 络
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牛 顿 第 二 定 律 的 适 用于 惯性(惯性、非惯性)参考系，即相对地面静止或
匀速直线运动的参考系．
2．牛顿第二定律只适用于宏观 (宏观、微观)物体、低速 (高速、低速，与光 速相比)运动的情况．
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[再判断] (1)相对于地球静止或做匀速直线运动的参考系才是惯性参考系．(√) (2)很大的物体如星球，才叫宏观物体．(×) (3)低速就是速度很小时才适用于牛顿运动定律．(×)