第2讲牛顿运动定律与直线运动课件.ppt

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1、返回第2讲牛顿运动定律与直线运动第1页，此课件共46页哦知识网络构建知识网络构建第2页，此课件共46页哦知识网络构建知识网络构建第3页，此课件共46页哦第4页，此课件共46页哦【知识梳理知识梳理 查漏补缺查漏补缺】1力和直线运动的关系力和直线运动的关系当物体所受合外力与速度共线时，物体将做直线运动当物体所受合外力与速度共线时，物体将做直线运动若若F合合0，v00，物体保持匀速直线运动，物体保持匀速直线运动若若F合合恒定且不为零，且与恒定且不为零，且与v0同向时，物体做匀加速直线运同向时，物体做匀加速直线运动动若若F合合恒定且不为零，且与恒定且不为零，且与v0反向时，物体将做匀减速直线反向时，物

2、体将做匀减速直线运动运动若若F合合不恒定，物体做变加速或变减速直线运动不恒定，物体做变加速或变减速直线运动第5页，此课件共46页哦2牛顿第二定律牛顿第二定律 牛顿第二定律表达式顿第二定律表达式Fma，式中，式中m为受力物体的质量，恒定不为受力物体的质量，恒定不变，变，F为物体所受合外力，为物体所受合外力，a为物体的加速度为物体的加速度F和和a均为矢量均为矢量(1)牛顿第二定律具有瞬时性牛顿第二定律具有瞬时性u a和和F之间是瞬时的对应关系，同时存在、同时消失、同时改变而之间是瞬时的对应关系，同时存在、同时消失、同时改变而不是不是F的改变在先的改变在先uv(速度的改变量速度的改变量)与与F有必然

3、的但不是瞬时的联系：物体受合外力作用要有必然的但不是瞬时的联系：物体受合外力作用要有一段时间的积累，才能使物体的速度有一个改变量有一段时间的积累，才能使物体的速度有一个改变量vuv(瞬时速度瞬时速度)与与F无必然的联系：无必然的联系：F为为0时，物体可做匀速直线运动，时，物体可做匀速直线运动，v0不为不为0，F不为不为0时，物体的瞬时速度时，物体的瞬时速度v可以为可以为0.第6页，此课件共46页哦(2)牛顿第二定律的矢量性牛顿第二定律的矢量性 牛顿第二定律牛顿第二定律Fma中，中，m是无方向的标量，是无方向的标量，a与与F的方的方向时时刻刻总相同：向时时刻刻总相同：F的方向改变，的方向改变，a

4、的方向立即改变，的方向立即改变，而不需要时间而不需要时间F与与v的方向并无必然的联系：在加速直线运动中，的方向并无必然的联系：在加速直线运动中，a与与F同向；在减速直线运动中，同向；在减速直线运动中，v与与F反向；在曲线运动反向；在曲线运动中，中，v与与F的方向间有一夹角，曲线以初速度的方向间有一夹角，曲线以初速度v0为切线弯为切线弯向向F一侧一侧第7页，此课件共46页哦(3)牛顿第二定律的独立性牛顿第二定律的独立性 作用在物体上的各个力各自产生相应的加速度，不因其他力的作作用在物体上的各个力各自产生相应的加速度，不因其他力的作用而改变物体的加速度是合外力产生的，用而改变物体的加速度是合外力产

5、生的，aFm；又可以理解；又可以理解为各力产生的加速度的矢量和，即为各力产生的加速度的矢量和，即a1F1m，a2F2m，而，而a等于等于al、a2、的矢量和的矢量和牛顿第二定律的分量式，根据力的独立作用原理，运用正交分解法，牛顿第二定律的分量式，根据力的独立作用原理，运用正交分解法，x轴方向的合外力产生轴方向的合外力产生ax，y轴方向的合外力产生轴方向的合外力产生ay，所以，所以，Fma可用其两个分量式来代替可用其两个分量式来代替:Fxmax，Fymay 第8页，此课件共46页哦(4)牛顿第二定律的相对性牛顿第二定律的相对性 物体的加速度必须是以静止或匀速直线运物体的加速度必须是以静止或匀速直

6、线运动的物体作为参照物，即牛顿第二定律只动的物体作为参照物，即牛顿第二定律只在惯性系中成立在惯性系中成立牛顿第二定律的适用范围：宏观物体、低牛顿第二定律的适用范围：宏观物体、低速运动，对于微观粒子和接近光速的领域速运动，对于微观粒子和接近光速的领域不适用不适用第9页，此课件共46页哦(5)牛顿第二定律单位的唯一性牛顿第二定律单位的唯一性 利用利用Fma计算时只能采用力学单位制计算时只能采用力学单位制力学单位制中的基本物理量及其基本单位分别为质量力学单位制中的基本物理量及其基本单位分别为质量(m)、千克千克(kg)、位移、位移(s)、米、米(m)、时间、时间(t)、秒、秒(s).力力(F)的单位

7、的单位牛顿牛顿(N)是导出单位，而不是力学单位的基本单位，是导出单位，而不是力学单位的基本单位，1N的物理意义是：使质量的物理意义是：使质量1 kg的物体产生的物体产生1ms2的加速度，的加速度，这个力的大小称为这个力的大小称为lN第10页，此课件共46页哦 3.匀变速直线运动的规律及推论匀变速直线运动的规律及推论第11页，此课件共46页哦 4典型的匀变速直线运动典型的匀变速直线运动 u只受重力作用的自由落体运动和竖直上抛运动只受重力作用的自由落体运动和竖直上抛运动 u带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中的运

8、动着平行于电场方向射入电场中的运动u物体、质点或带电粒子所受的各种外力的合力恒定，且合物体、质点或带电粒子所受的各种外力的合力恒定，且合力方向与初速度方向平行的运动力方向与初速度方向平行的运动 第12页，此课件共46页哦5物体在变力作用下的直线运动物体在变力作用下的直线运动受力特点受力特点物体物体(或质点或质点)受到大小不断变化，方向始终与速受到大小不断变化，方向始终与速度在一条直线上的合外力作用时，做加速度大小度在一条直线上的合外力作用时，做加速度大小不断变化的非匀变速直线运动不断变化的非匀变速直线运动第13页，此课件共46页哦【典例精析典例精析 举一反三举一反三】类型一：运用直线运动的基本

9、规律类型一：运用直线运动的基本规律(1)注意物理量的矢量性：对运动方程中注意物理量的矢量性：对运动方程中a、v、s赋值时，赋值时，应注意它们的正、负号应注意它们的正、负号(2)匀减速运动：匀减速运动：利用运动可逆性，匀减速运动的位移、速度大小，利用运动可逆性，匀减速运动的位移、速度大小，可以看成反向的匀加速运动来求得可以看成反向的匀加速运动来求得求刹车类单向不可逆匀减速运动的位移，应注意先求求刹车类单向不可逆匀减速运动的位移，应注意先求出物体到停止运动的时间出物体到停止运动的时间 第14页，此课件共46页哦(3)用平均速度解匀变速运动问题：如果问题给出一段位移及对应用平均速度解匀变速运动问题：

10、如果问题给出一段位移及对应的时间，就可求出该段位移的平均速度，再结合速度公式、位移的时间，就可求出该段位移的平均速度，再结合速度公式、位移公式可较方便地求解问题公式可较方便地求解问题(4)追及问题：追及问题：匀减速物体追赶同向匀速运动物体，恰能追上的临匀减速物体追赶同向匀速运动物体，恰能追上的临界条件是：追上时两者速度相同界条件是：追上时两者速度相同匀加速物体追赶同向匀速运动物体，追上前具有最大距离匀加速物体追赶同向匀速运动物体，追上前具有最大距离的临界条件是：两者速度相同的临界条件是：两者速度相同.匀速运动物体追赶同向匀加速物体，具有最小距离的匀速运动物体追赶同向匀加速物体，具有最小距离的临

11、界条件是：两者速度相同临界条件是：两者速度相同.(5)对于等时间间隔的位移问题对于等时间间隔的位移问题(如频闪照片如频闪照片)，优先用，优先用“打点计时打点计时器纸带问题器纸带问题”公式求解公式求解第15页，此课件共46页哦第16页，此课件共46页哦【例例1】(2011全全国国新新课课标标)甲甲乙乙两两辆辆汽汽车车都都从从静静止止出出发发做做加加速速直直线线运运动动，加加速速度度方方向向一一直直不不变变在在第第一一段段时时间间间间隔隔内内，两两辆辆汽汽车车的的加加速速度度大大小小不不变变，汽汽车车乙乙的的加加速速度度大大小小是是甲甲的的两两倍倍；在在接接下下来来的的相相同同时时间间间间隔隔内内

12、，汽汽车车甲甲的的加加速速度度大大小小增增加加为为原原来来的的两两倍倍，汽汽车车乙乙的的加加速速度度大大小小减减小小为为原原来来的的一一半半求求甲甲乙乙两两车车各各自自在在这这两两段段时时间间间间隔隔内走过的总路程之比内走过的总路程之比第17页，此课件共46页哦【解解析析】设设汽汽车车甲甲在在第第一一段段时时间间间间隔隔末末时时刻刻t0的的速速度度为为v，第第一一段段时时间间间间隔隔内内行行驶驶的的路路程程为为s1，加加速速度度为为a；在在第第二二段段时时间间间间隔隔内内行驶的路程为行驶的路程为s2.由运动学公式得由运动学公式得 设设汽汽车车乙乙在在时时刻刻t0的的速速度度为为v，在在第第一一

13、、二二段段时时间间间间隔隔内内行行驶的路程分别为驶的路程分别为s1、s2.同样有同样有第18页，此课件共46页哦 设甲、乙两车行驶的总路程分别为设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s，则有，则有 s=s1+s2 s=s1+s2联联立立以以上上各各式式解解得得，甲甲、乙乙两两车车各各自自行行驶驶的的总总路路程之比为程之比为第19页，此课件共46页哦练习练习甲、乙两甲、乙两车车在同一水平道路上，一前一后相在同一水平道路上，一前一后相距距s6m，乙，乙车车在前，甲在前，甲车车在后，某在后，某时时刻两刻两车车同同时时开始运开始运动动，两两车车运运动过动过程的程的vt图图象如象如图图24所示，所示，则则下

14、列表述正确下列表述正确的是的是()图图24 A当当t4 s时两车相遇时两车相遇 B当当t4 s时两车间的距离最大时两车间的距离最大 C两车有两次相遇两车有两次相遇 D两车有三次相遇两车有三次相遇第20页，此课件共46页哦第21页，此课件共46页哦甲、乙两甲、乙两车车同同时时由同一地点沿同一方向做直由同一地点沿同一方向做直线线运运动动，它，它们们的位移的位移时间图时间图象如象如图图25所示，所示，甲甲车图车图象象为过为过坐坐标标原点的原点的倾倾斜直斜直线线，乙，乙车图车图象象为顶为顶点在坐点在坐标标原点的抛物原点的抛物线线，则则下列下列说说法正确法正确的是的是()A甲、乙之甲、乙之间间的距离先增

15、大、后减小，然后再增大的距离先增大、后减小，然后再增大B0t1时间时间段内，乙的平均速度大于甲的平均速度段内，乙的平均速度大于甲的平均速度Ct1时时刻，乙的速度等于甲的速度的刻，乙的速度等于甲的速度的2倍倍图图25练习：练习：第22页，此课件共46页哦ACD第23页，此课件共46页哦1.求解追及相遇求解追及相遇问题问题的基本思路的基本思路2要抓住一个条件，两个关系要抓住一个条件，两个关系(1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间间能否追上或两者能否追上或两者距离最大、最小的距离最大、最小的临临界条件，也是分析判断的切入点。界条件，也是分析判断的切入点。

16、(2)两个关系：即两个关系：即时间时间关系和位移关系。通关系和位移关系。通过过画草画草图图找出两物体找出两物体的位移关系是解的位移关系是解题题的突破口。的突破口。第24页，此课件共46页哦类型二：类型二：力和加速度的瞬时对应关系力和加速度的瞬时对应关系在牛顿第二定律中，在牛顿第二定律中，物体所受的合外力和加速物体所受的合外力和加速度具有瞬时对应关系度具有瞬时对应关系，即，即F和和a具有同时性具有同时性.这些问题这些问题中关键注意绳子或弹簧模型中力是否发生突变中关键注意绳子或弹簧模型中力是否发生突变.第25页，此课件共46页哦am(斜面不光滑斜面不光滑)amBO(OB是细杆是细杆)(1)若若ag

17、tan：装置装置杆对杆对m的作用力方向的作用力方向.装置装置m与斜面间与斜面间相对运动趋势相对运动趋势.(填填“有有”、“无无”)沿杆向上沿杆向上无无练习练习第26页，此课件共46页哦am(斜面不光滑斜面不光滑)amBO(OB是细杆是细杆)(2)若若a gtan：装置装置杆对杆对m的作用力方向的作用力方向_.装置装置m相对斜面有向相对斜面有向运动的趋势，摩擦力运动的趋势，摩擦力_.斜向上与竖直方斜向上与竖直方向的夹角大于向的夹角大于上上沿斜面向下沿斜面向下第27页，此课件共46页哦am(斜面不光滑斜面不光滑)amBO(OB是细杆是细杆)(3)若若a gtan：装置装置杆对杆对m的作用力方向的作

18、用力方向_.装置装置m相对斜面有向相对斜面有向运动的趋势，摩擦力运动的趋势，摩擦力_.斜向上与竖直方斜向上与竖直方向的夹角小于向的夹角小于下下沿斜面向上沿斜面向上第28页，此课件共46页哦类型三：类型三：超重失重问题超重失重问题 超重和失重并非物体在同一位置重力发生变化，也超重和失重并非物体在同一位置重力发生变化，也不是指物体在不同地理位置时重力发生变化，而是指在不是指物体在不同地理位置时重力发生变化，而是指在同一地点物体的同一地点物体的“视重视重”，即物体对其支持物的压力或它对，即物体对其支持物的压力或它对悬挂物的拉力大小发生变化悬挂物的拉力大小发生变化.超重和失重与物体的运动方超重和失重与

19、物体的运动方向即与速度方向无关，而只与物体的加速度方向有关向即与速度方向无关，而只与物体的加速度方向有关.物体加速向上或减速向下运动时超重；加速向下或减速物体加速向上或减速向下运动时超重；加速向下或减速向上运动时失重，具有重力加速度向上运动时失重，具有重力加速度g时完全失重时完全失重.第29页，此课件共46页哦【原型题原型题】压敏电阻的阻值会随所受压力的增压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，大而减小。如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受力面向上，在上面放一质量为受力面向上，在上面放一质量为m的物体，电梯的物体，电梯静止时电流表的示数为静止时电流表的示数为I

20、0。下列电流表示数。下列电流表示数i随时随时间变化图象中，能表示电梯竖直向上作匀加速直线间变化图象中，能表示电梯竖直向上作匀加速直线运动的是（运动的是（）第30页，此课件共46页哦【拓展拓展】如图所示，滑轮质量不计，如果如图所示，滑轮质量不计，如果m1=m2+m3,这时弹簧秤的读数为这时弹簧秤的读数为T。若把。若把m3从右边移到左边的从右边移到左边的m1上，弹簧秤的读数上，弹簧秤的读数T将比之前（将比之前（）A增大增大B减少减少C不变不变D无法判断无法判断第31页，此课件共46页哦类型四：类型四：用牛顿第二定律解决连接体问题用牛顿第二定律解决连接体问题两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统两

21、个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现在高考试题中，常用整体法和隔离体法题屡次呈现在高考试题中，常用整体法和隔离体法相结合解决问题相结合解决问题.第32页，此课件共46页哦第33页，此课件共46页哦【练习练习】如图所示，一质量为如图所示，一质量为M的圆环套的圆环套在水平光滑杆上，用细线系一质量为在水平光滑杆上，用细线系一质量为m的小的小球并挂在环上。当用力拉环匀加速运动时，球并挂在环上。当用力拉环匀加速运动时，细线向后摆过细线向后摆过角而相对固定下来，求拉力角而相对固定下来，求拉力F多大？多大？第3

22、4页，此课件共46页哦练习：一根不可伸缩的轻绳跨过轻练习：一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取绳子间的摩擦，重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加当运动员与吊椅一起正以加速度速度a=1m/s2上升时，试求：上升时，试求：（1）运动员竖直向下拉绳的力；）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。）运动员对吊椅的压力。第35页

23、，此课件共46页哦练习：练习：如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为上，上端叠放两个质量均为M的物体的物体A、B（B物体与物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力状态。现用竖直向上的拉力F用在物体用在物体A上，使物体上，使物体A开始向上做加速度为开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的匀加速运动，测得两个物体的的vr图象如图乙所示（重力加速度为图象如图乙所示（重力加速度为g），则），则A施加外力前，弹簧的施加外力前，弹簧的形变量为形变

24、量为2g/kB外力施加的瞬间，外力施加的瞬间，AB间的弹力大小为间的弹力大小为M（g-a）CAB在在t1时刻分离，此时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零时弹簧弹力恰好为零D弹簧恢复到原长时，弹簧恢复到原长时，物体物体B的速度达到最大值的速度达到最大值 第36页，此课件共46页哦类型五：类型五：动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题第37页，此课件共46页哦(1)“A鱼鱼”入水瞬间的速度入水瞬间的速度vA1；(2)“A鱼鱼”在水中运动时所受阻力在水中运动时所受阻力fA；(3)“A鱼鱼”和和“B鱼鱼”在水中运动时所受阻力之比在水中运动时所受阻力之比fA fB。第38页，此课件共46页哦练习练习如如图图

25、29所示，所示，长为长为L、内壁光滑的直管与水平地面成、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置。将一角固定放置。将一质质量量为为m的小球固定在管底，用一的小球固定在管底，用一轻质轻质光滑光滑细线细线将将小球与小球与质质量量为为Mkm的小物的小物块块相相连连，小物，小物块悬块悬挂于管口。挂于管口。现现将小球将小球释释放，一段放，一段时间时间后，小物后，小物块块落地静止不落地静止不动动，小球，小球继续继续向上运向上运动动，通，通过过管口管口的的转转向装置后做平抛运向装置后做平抛运动动，小球在，小球在转转向向过过程中速率不程中速率不变变。(重力加速度重力加速度为为g)图图29 (1)求小物块下落过

26、程中的加速度求小物块下落过程中的加速度大小；大小；(2)求小球从管口抛出时的速度求小球从管口抛出时的速度大小。大小。第39页，此课件共46页哦思路点思路点拨拨(1)在小物在小物块块落地之前，落地之前，细线细线是是张紧张紧的，两物体具有大小的，两物体具有大小相同的加速度，都做匀加速运相同的加速度，都做匀加速运动动。运用整体法或隔离法由牛。运用整体法或隔离法由牛顿顿第二定律列方程求解。第二定律列方程求解。(2)在小物在小物块块落地之后，落地之后，细线细线松弛，小球松弛，小球还还将沿直管将沿直管减速上滑到管口，可由牛减速上滑到管口，可由牛顿顿第二定律及运第二定律及运动动学公式列方学公式列方程程组组求

27、解。求解。第40页，此课件共46页哦第41页，此课件共46页哦类型六：牛顿运动定律与图像的综合应用类型六：牛顿运动定律与图像的综合应用第42页，此课件共46页哦图图123(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到共同速度后一起做匀减速，达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小直线运动的加速度大小a3；(2)物块质量物块质量m与长木板质量与长木板质量M之比；之比；(3)物块相对长木板滑行的距离物块相对长木板滑行的距离x。第43页，此课件共46页哦第44页，此课件共46页哦第45页，此课件共46页哦课堂课堂针对考点强化训练针对考点强化训练Ad4t2.5t2Bd4t2.5t2Cd0.54t2.5t2 Dd0.54t2.5t2第46页，此课件共46页哦