高中物理 第三章 牛顿运动定律小结学案 教科版必修1.doc

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1、第三章牛顿运动定律一、动力学的两类基本问题1．掌握解决动力学两类基本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)合成法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．例1　如图1所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终

2、保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，试求：图1(1)刷子沿天花板向上的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．解析　(1)以刷子为研究对象，受力分析如图设滑动摩擦力为f，天花板对刷子的弹力为N，由牛顿第二定律得(F－mg)sin37°－μ(F－mg)cos37°＝ma代入数据，得a＝2m/s2.(2)由运动学公式，得L＝at2代入数据，得t＝2s.答案　(1)2m/s2

3、　(2)2s二、图像在动力学中的应用1．常见的图像形式在动力学和运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(x－t图像)、速度图像(v－t图像)和力的图像(F－t图像)F－a图像等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹．2．图像问题的分析方法(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，

4、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＝10m/s2.求：图2(1)小环的质量m；(2)细杆与地面间的夹角α.解析　由题图得：0～2s内，a＝＝m/s2＝0.5m/s2根据牛顿第二定律可得：前2s有F1－mgsinα＝ma2s后有F2＝mgsinα，代入数据可解得：m＝1kg，α＝30°.答案　(1)1kg

5、　(2)30°针对训练　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的大小与时间t的关系如图3甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10m/s2.由这两个图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(　　)甲　　　　　　　　　　乙图3A．0.5kg,0.4B．1.5kg，C．0.5kg,0.2D．1kg,0.2答案　A解析　由F－t图像和v－t图像可得，物块在2s到4s内所受外力F1＝3N，物块做匀加速运动，a＝＝m/s2＝2m/s2，F1－f＝ma物块在4s到6s所受外力F2＝2N，物块做

6、匀速直线运动，则F2＝f，f＝μmg联立以上各式并代入数据解得m＝0.5kg，μ＝0.4，故A选项正确．三、传送带问题传送带传递货物时，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，分析货物受到传送带的摩擦力方向，进而分析货物的运动规律是解题的关键．注意　因传送带由电动机带动，一般货物对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态．例3　某飞机场利用如图4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＝10m，传送带以v＝5m/s的恒定

7、速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝.求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10m/s2)图4解析　以货物为研究对象，由牛顿第二定律得μmgcos30°－mgsin30°＝ma解得a＝2.5m/s2货物匀加速运动时间t1＝＝2s货物匀加速运动位移x1＝at＝5m然后货物做匀速运动，运动位移x2＝L－x1＝5m匀速运动时间t2＝＝1s所以货物从A到B所需的时间t＝t1＋t2＝3s答案　3s1．(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＝1.0k

8、g的物体．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．经时间t＝4.0s绳子突然断了，求：图5(1