《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT

《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT

第一部分内容：高频考点一   瞬时加速度的计算

[知识贯通]

牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。求解瞬时加速度时应注意以下两个物理模型：

刚性绳模型(细钢丝、细线等)

形变的发生和变化过程历时极短，在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变

轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)

形变明显，其形变发生改变所需时间较长，在瞬时问题中，其弹力的大小可看成是不变的

[集训联通]

[典例1]　如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同。如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为__________，方向为________；小球B的加速度的大小为________，方向为__________；图甲中倾斜细线OA与图乙中弹簧的拉力之比为________(θ角、重力加速度g已知)。

[解析]　设两球质量均为m，剪断水平细线后，对A球受力分析，如图(a)所示，球A将沿圆弧摆下，故剪断水平细线瞬间，小球A的加速度a1方向沿圆周的切线方向向下，即垂直倾斜细线OA向下，有FT1＝mgcos θ，F1＝mgsin θ＝ma1

所以a1＝gsin θ

[规律方法]

牛顿第二定律瞬时性问题的求解思路

(1)确定所给问题是绳杆类还是弹簧类，判断弹力能否发生突变。

(2)对物体受力分析，可采取“瞻前顾后”法，既要分析运动状态变化前的受力，又要分析运动状态变化瞬间的受力。

[即时训练]

1.如图所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连。当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)(　　)

A．－g、2g、0　　B．－2g、2g、0

C．0、2g、0    D.－2g、g、g

解析：剪断细绳前，对B、C整体进行受力分析，受到B、C的总重力和细绳的拉力而平衡，故T＝2mg；再对物块A受力分析，受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力，由物块A受力平衡可知，上边弹簧的拉力F1＝3mg；对物块C受力分析，可知下边弹簧的拉力F2＝mg。剪断细绳后，重力和弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故物块B受到的合力等于2mg，向下，物块A受到的合力为2mg，向上，物块C受到的力不变，合力为零，故物块B有向下的加速度，大小为2g，物块A具有向上的加速度，大小为2g，物块C的加速度为零，故选B。

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：高频考点二   动力学的两类基本问题

[知识贯通]

1．动力学的两类基本问题

(1)已知物体的受力情况，研究物体的运动情况，即在已知物体的受力情况下，求出物体的加速度，结合运动学公式确定物体的运动情况。

(2)已知物体的运动情况，研究物体的受力情况，即在已知物体的运动情况下，由运动学公式求出物体的加速度，再由加速度确定物体的受力情况。

2．应用牛顿第二定律解题的方法

对研究对象进行受力分析和运动状态的分析，把题目中所描述的物理情境和初始状态弄清楚，然后根据牛顿第二定律，通过“加速度”这个联系力和运动的桥梁，结合运动学公式进行求解。

[集训联通]

[典例2]如图所示，质量为m的木块以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动且足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。

(1)求木块向上滑动时加速度的大小和方向。

(2)若此木块滑到最大高度后能沿斜面下滑，求木块下滑时加速度的大小和方向。

[规律方法]

应用牛顿第二定律的两点技巧

(1)若物体只受两个力的作用而产生加速度时，一般根据平行四边形定则求合力，合力方向就是加速度的方向。

(2)若物体受两个以上的力作用而产生加速度时，常采用正交分解法求解。建立坐标系的原则是让尽可能多的矢量落在坐标轴上。因此，根据具体情况可以分解力，也可以分解加速度。在分解力时，往往使加速度在某一坐标轴上，另一坐标轴上的合力为零。

[即时训练]

4．为了减少行车过程中因急刹车造成乘客受到伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)(　　)

A．450 N B．400 N

C．350 N D.300 N

5．如图所示，足够长的水平传送带以v0＝2 m/s的速度匀速运行，t＝0时刻，在左端轻放一质量为m的小滑块，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，则t＝1.5 s时滑块的速度为(　　)

A．3 m/s B．2.5 m/s

C．2 m/s D.1.5 m/s

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：高频考点三   动力学中的图像问题

[知识贯通]

1．常见的图像形式

在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(s­t图像)、速度图像(v­t图像)和力的图像(F­t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

遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。

[集训联通]

[典例3]　如图甲，质量为M的长木板，静止放在粗糙的水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块和木板的v­t图像分别如图乙中的折线所示，根据v­t图像(g取10 m/s2)，求：

(1)m与M间动摩擦因数μ1及M与地面间动摩擦因数μ2。

(2)m与M的质量之比。

(3)从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块m、长木板M各自对地的位移。

[规律方法]

动力学中图像问题的处理技巧

v­t图像

可以从所提供图像获取运动的方向、瞬时速度、某时间内的位移以及加速度，结合实际运动情况可以确定物体的受力情况

F­t图像

首先应明确该图像表示物体所受的是哪个力，还是合力，根据物体的受力情况确定加速度，从而研究它的运动情况

a­t图像

要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程

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