人教课标版高中物理必修一：《牛顿运动定律》章末复习课件-新版

减速上 升
mg
3、完全失重： T（N）=0 a=g 抛体运动 4、特殊超重： “等效重力”沿任意 方向 如：受水平方向恒力F
g g2 a2
T(N)
mg
F
mg
G′
四、 连接（结）体的运动：
1、探讨依据：系统中各物体的加速度存在联系。 2、实例分析：
①a相同 F
AB
FA B
FA B
②a大小相同，方向不同
②定量：系统的牛二定律：
F合=m1a1+m2a2+m3a3+……
例：绝缘光滑水平面固定等质量的三个带电小球 ABC，三球成一条直线，若只释放A球，A的瞬间加 速度为1m/s2，方向向左；若只释放C，C的瞬间加速 度为2m/S2，方向向右；现同时释放三球，求释放瞬 间B的加速度。
A
B
C
例：物块m沿斜面下滑，加速度为a，斜面M 不动，求地面对斜面体的支持力和摩擦力。
地面对M的摩擦与F的水平分量平衡（整体法）
F
m M
②物块原来匀速下滑： tan
全反力沿竖直方向，地面无摩擦
m再施加任意方向的力F，m仍然下滑
此时m可以有加速度，全反力大小也可能变化
但全反力方向不变，斜面体受力图没有变化，地面仍无
摩擦 R
N
N
f
M
M
R
mg
Mg
③物块原来加速下滑： tan
物块相对斜面静止 f≤μN
f
坐标轴（加速度）沿水平面 a
N ≠ mg.cosθ f ≠ μmg.cosθ
N
f
θ
mg
N
a
θ
mg
▲物体惯性对弹力的影响： ①轻绳（非弹性绳）：形变及恢复无需时间，弹力 可以突变 ②弹性绳/橡皮绳：只能拉、不能压 ③轻弹簧：既能拉、又能压 ◆弹性绳、橡皮绳、轻弹簧一端被剪断时，弹力会 突变至零,若一端固定，另一端挂重物，则弹力不能 突变（形变及恢复需要时间）
F
A
B
例：如下图，一个弹簧测力计放在水平地面上，其劲度系数 k=800N/m，Q为与轻弹簧连接的称盘，其质量为m=1.5kg， 盘上有一物块M=10.5kg，系统处于静止状态，现对物块M施 加竖直向上的拉力F，使它从静止开始向上匀加速运动，已 知在前2s内，F为变力，之后F为恒力，求F的最大值和最小 值。
A
A
B
B
③a不同，但有联系
AB
3、系统的内力与外力：
①系统内部的作用力反作用力为内力，内力 必成对出现 ②外界对系统内任何物体的作用力为外力 系统（重心）的运动加速度只由外力决定
4、系统法（整体与隔离法）：
①隔离与整体是相对的，整体法应指明对象，且受 力分析时不考虑内力。 ②一般当各物体加速度（大小方向）相同时，才能 用整体法。 ③涉及系统内力的问题，必须采用隔离法。 ④隔离法是通用的，故整体法应优先考虑，一般是 先整体、后隔离。
例：倾角θ的固定斜面上，质量分别为M、m的两物 块用一绳子相连，用沿斜面向上的拉力F拉动物块M， 使两物块沿斜面加速运动，已知两物块与斜面摩擦 因数μ，求两物块间细绳的张力T。
F
AM
μ
m
θ
解答：对于整体：
F (M m)g cos (M m)g sin （M m）a
竖直：Mg+mg－N=may 水平：f=max
ax m
M
ay a
◆摩擦力方向归纳:
（Mm间动摩擦因素为μ，分析地面对斜面体摩擦）
①物块静止 tan -------------无摩擦
②物块匀速下滑 tan -------------无摩擦
③物块加速下滑或减速上滑 tan -------------向右
④物块减速下滑 tan -------------向左
m
条件：物块m不受其它外力
M
7、全反力法：斜面上的物块受其它外力F的作用，定性
分析地面对斜面体的摩擦力
全反力R：同一接触面弹 力与摩擦力的合力
F
m M
常称为：M对m的“作用力”
R N2 f 2
tan f源自文库N
RN
φ f
有最大值：tan m
O
α
θ
▲传送带问题：（V为传送带速度） 1、物块轻轻放在运动水平传送 带一端先匀加速（a=μg）后匀 速（也可一直加速）
2、物块轻轻放在运动倾 斜传送带底端先加速后 匀速（也可一直加速）-μ≥tanθ
V
V θ
3、物块轻轻放在运动倾斜传送带顶端 一直匀加速--μ≤tanθ 先加速后匀速（也可一直加速）--μ≥tanθ 先加速再加速（也可一直加速）--μ≤tanθ
▲板块问题：（板长L） ▲脱离条件：
受力不平衡 X 加速度不等 √
独立的受力图、运动示意 图、牛二方程、相对位移L、 摩擦生热Q、动量守恒、弹 性碰撞、运动图像V---t
mF M,
M, mV M,
M, mV M,
mF mV 地面光滑
6、特殊整体法：——系统内各物体加速度不同
①定性：一动一静两物体，系统重心的速度、 加速度方向以动者方向一致 ▲系统的超重失重： 左边绳子剪断，哪一端会翘起？
隔离m：T mg cos mg sin ma
求得：T m F Mm
①若斜面光滑：T不变
若θ=0o （即水平面）：T不变 若θ=90o（即竖直面）：T不变
总拉力F被按 质量成比例地 分配到两物块
上
5、系统分离的临界问题：
▲临界条件： 两物体的速度、加速度相等， 但相互间只接触不形变，无弹力。
第四章 牛顿运动定律
一、 牛顿运动定律
1、牛顿运动定律适用范围：宏观、低速 2、牛一定律：（惯性定律）
①内容：不受外力或合力为0→静止或匀速 ②推论：力是改变物体运动状态的原因
力是改变速度的原因 力是产生加速度的原因
③惯性：一切物体都有惯性 唯一量度→质量
3、牛二定律：（牛一、惯性的定量描述）
①公式：F合=Ma ②特点：瞬时性、矢量性、同一性、同时性 ③适用参考系：惯性系（匀速运动参考系）
R
f
N
M mg
N fM Mg R
▲小结：
（一）斜面上静止（或相对静止）的物块：-----整体法 （二）斜面上自由运动的物块（一动一静）：-----特殊 整体法
（三）斜面上受外力F的物块沿斜面上滑：-----全反力法 -------------地面对斜面体的摩擦向右（如图）
N
R
M
R f
mg
N f
M
Mg
◆实验步骤:
1．用天平测出小车的质量M
2．安装器材后，小桶里放入适量的砂，用天平测出小桶和
砂总质量m，当m＜＜M时，近似认为小车的合力F、即绳子
拉力大小等于mg3．接通电源，释放小车，打点计时器在纸
带上打下一系列点，利用纸带计算小车的加速度a。（逐差
法）
M 纸带 打点计时器
m
4．保持小车质量不变，改变砂的质量（并用天平称量 ），重复以上实验5次 5．数据处理：以加速度a为纵坐标，合力F为横坐标， 描点并分析加速度a与合力F的关系（M一定） 6．保持小桶及砂的质量m不变，即保持小车合力F不变 ，在小车上添加钩码改变小车质量（并用天平称量）， 重复以上实验5次 7．数据处理：以加速度a为纵坐标，小车质量倒数1/M 为横坐标，描点并分析加速度a与质量M的关系（F一定 ）
4、牛三定律：作用力与反作用力
涉及 物体
叠加 性
依赖 性 力的 性质
作用力反作用力
平衡力
2受2施 共2（相互性、异体
性）
1受2施 共3
作用效果不可抵消、不可 作用效果抵消、
叠加求合力
合力为0
同生共亡、不可独立
互不依赖、可独 立
一定相同
可以不同
5、国际单位制：
①基本单位：米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔 ②导出单位：米/秒、米/秒2、牛顿、焦耳、瓦 特、。。。 ③非物理量单位：度、弧度、转、个、。。。 ▲导出单位必然与特定物理公式相对应 ▲物理量运算结果直接给出对应国际单位，中间过 程不代单位。
全反力倾斜，地面对M的摩擦向右
m再施加任意方向的力F（未画出）
N
m仍然下滑（可以有任意加速度)
同理，全反力方向不变，
斜面体受力图无变化
地面对M的摩擦仍向右
f
Mf
R
R
Mg
N
M
mg
④物块原来减速下滑： tan
全反力倾斜，地面对M的摩擦向左 m再施加任意方向的力F（未画出） m仍然下滑（可以有任意加速度) 同理，全反力方向不变， 斜面体受力图无变化 地面对M的摩擦仍向左

fm N


如果物块m受其它外力 F，使m发生变速滑动， 特殊整体法不再适用！
对于静摩擦，对应的全反力的方向（φ）不确 定； 对于动摩擦，当物块滑行方向不变时，对应 全反力的方向（φm）不会改变。
∵当弹力N有改变，滑动摩擦力f也随之改变， f与N成正比
①物块原来静止于斜面： tan -------------地面无摩擦（整体法） m再施加向下的力F:等效于mg变大， 或施加其它方向的力F，m始终不滑动，
最高点
S
θ
2R
θ
◆物体从最高点沿任意光滑弦下滑到圆周上，时间
都相等。
同理
◆物体从圆周上任意任意点沿光滑弦下滑到最低点，
时间都相等。
θ
2R S
θ
最低点
例：如下图，倾角为θ的斜面体上空有一个点O，现
要在O点与斜面间架起一条光滑的导轨，要使O点静
止释放的小球沿导轨下滑至斜面的时间最短，问，
这条导轨要如何架设？
的水平磅秤上，沿斜面无摩擦地向下运动，现观察
到磅秤示数为600N，则斜面倾角θ为多少？物体对
磅秤的静摩擦力为多少?
N
f ma cos
f mg
mg N ma sin
a
三、 超重与失重：
1、超重：T（N）＞
mg a向上加速上升
或减速下降
2、失重：T（N）＜
T(N)
mga向下加速下降或
V
V
V
θ
θ
θ
3、力的独立作用原理：
每一个力都可独立产生加速度，物体总加速度由各个分
加速度矢量和
▲牛顿定律特殊应用：加速度的分解
①条件：大部分力垂直分布，但不沿a或垂直a方向
②步骤：在力的垂直分布方向上建坐标，将a分解为ax、
ay
。。。。。。。=max
两坐标上均列牛二方程： 。。。。。。。=may
◆例：如图，质量为80kg的物体放于安装在小车上
（四）斜面的自由物块沿斜面下滑， 受外力 F后，物块仍沿斜面下滑：-----全反力（同向） 法
▲实验：验证牛顿运动定律：
◆原理：控制变量法
M 纸带 打点计时器
F ma
m
当质量m一定时，证明a F 当拉力F一定时，证明a 1
m
◆实验器材：
小车，砝码，小桶，砂, 细线，附有定滑轮的长木板（轨道 ）,垫块，打点计时器（电火花），纸带, 天平及砝码，刻度 尺。
二、 牛顿运动定律应用：
1、应用类型：①已知受力状态→a→求运动情况
（S、V、t） ②已知运动情况→a→求受力状态
2、常规解题步骤：
①已知条件、受力分析、画力图（不分解） ②建坐标（沿a、垂直a），分解力
垂直a：平衡方程 ③列方程：
沿a：原始牛二方程
④列其他运动学公式方程
⑤代入数据，解方程，讨论。
▲斜面问题：斜面倾角回避45度
①斜面匀速或者静止：
▲坐标轴（加速度）沿斜面
▲物块不受外力F或者F沿斜面物块沿斜面上滑或者
下滑 N = mg.cosθ f = μmg.cosθ
N
N
N
f
F
f
θ
mg
θ
mg
f
θ
mg
▲若物块所受外力F不沿斜面
N ≠ mg.cosθ
F
f ≠ μmg.cosθ
②斜面有水平或竖直加速度a：
4L
a cos θ g sinθ g2sinθ cos θ g sin2θ
当θ=45°，物块下滑时间最短。
▲弦运动的等时性：物体沿光滑弦轨道下滑 运动
讨论：①、物体从最高点下滑：
F合=mgsinθ=ma
a=gsinθ S=2Rsinθ
S 1 at2 2
t 2 2S 4R sin 4R a g sin g
▲三角函数解临界极值问题：
光滑斜面上物体的下滑运动
F合=mgsinθ=ma
a=gsinθ S 1 at2
h
2
讨论：①、斜面高h一定：
N
mg
θ L
倾角θ↗，a↗，s↘，t↘
当θ=90°，物块自由落体，下落时间最短。
讨论：②、斜面底L一定：
S L cosθ
t2 2S 2L 1
4L
例：如右图，三根理想弹簧共同支撑着一个 小球P，三根弹簧互成120°且弹力大小相等， 小球处于静止状态，现将下端的C弹簧剪断， 求剪断的瞬间小球的加速度。
例：如下两图，A、B两球分别被非弹性绳和 弹簧悬挂着，现突然将两水平细线剪断，求 剪断瞬间小球A、B的加速度分别为多少？
▲物体速度的突变问题： ①正常物体速度不能突变：否则将没有惯性或加速 度无限大。轻放于运动传送带上的物块，先做初速 为0匀加速......... ②碰撞打击爆炸等问题，加速度特别大，物体速度 近似突变给它一个初速.........给它一个冲量......... ③轻质物体（弹簧细绳）：质量（惯性）忽略，速 度可突变