高中物理 4力與運(yùn)動同步教學(xué)課件 粵教版必修1

1、,一、力、加速度、速度的關(guān)系牛頓第二定律說明了力與運(yùn)動的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力→加速度→速度變化(物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化).合外力和加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)關(guān)系，但速度和加速度之間不是瞬時(shí)關(guān)系.,1.物體所受合外力的方向決定了其加速度的方向，合力與加速度的大小關(guān)系是F合＝ma.只要有合力，不管速度是大、還是小、或是零，都有加速度；只有合力為零，加速度才能為零.一般情況下，合力與速度無必然的聯(lián)系，只有速度變化才與合力有必然

2、的聯(lián)系. 2.合力與物體運(yùn)動速度同方向時(shí)，物體做加速運(yùn)動；反之物體做減速運(yùn)動.,3.物體所受到合外力的大小決定了物體當(dāng)時(shí)加速度的大小，而物體加速度的大小又是單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量的大小(速度的變化率).加速度大小與速度大小無必然的聯(lián)系，與速度的變化大小也無必然的聯(lián)系，加速度的大小只與速度的變化快慢有關(guān). 4.區(qū)別加速度的定義式與決定式定義式：a= 即加速度定義為速度變化量與所用時(shí)間的比值.而a= 揭示了加速度決

3、定于物體所受的合外力與物體的質(zhì)量.,典例1 靜止在光滑水平面上的物體,受到一個水平拉力,在力剛開始作用的瞬間,下列說法中正確的是( ) A．物體立即獲得加速度和速度B．物體立即獲得加速度,但速度仍為零C．物體立即獲得速度,但加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零,【解析】選B.由牛頓第二定律可知,力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,力與加速度具有同時(shí)性,所以在力剛開始作用的瞬間,物體立即獲得加速度;由Δv=aΔt可知,要使靜

4、止的物體獲得一定的速度必須經(jīng)過一段時(shí)間,故B正確.,二、連接體問題連接體問題是我們常遇到的問題，分析時(shí)常常用到整體法與隔離法.系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個物體連在一起運(yùn)動的問題，系統(tǒng)內(nèi)的物體的加速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：,1．隔離法的選取(1)適應(yīng)情況：求系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力．(2)處理方法：把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔

5、離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握．,2．整體法的選取(1)適應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力．(2)處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個整體(當(dāng)成一個質(zhì)點(diǎn))來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)．3．整體法、隔離法交替運(yùn)用原則若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力．即“先

6、整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”．,典例2 為了測量木板和斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣一個實(shí)驗(yàn).在小木板上固定一個彈簧測力計(jì)(彈簧測力計(jì)的質(zhì)量不計(jì))，彈簧測力計(jì)下端吊一個光滑的小球.將木板和彈簧測力計(jì)一起放在斜面上.當(dāng)用手固定住木板時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)為F1；放手后使木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為F2，測得斜面傾角為θ，由以上數(shù)據(jù)算出木板與斜面間的動摩擦因數(shù).(只能用題中給出的已知量表示),【解析】把木板、小球、彈簧測

7、力計(jì)看成一個整體，應(yīng)用整體法.木板、小球、彈簧測力計(jì)組成的系統(tǒng)，當(dāng)沿斜面下滑時(shí)，它們有相同的加速度. 設(shè)它們的加速度為a，小球的質(zhì)量為m球，木板的質(zhì)量為m木，則可得：(m球＋m木)gsinθ－μ(m球＋m木)gcosθ＝(m球＋m木)a可得：a＝gsinθ－μgcosθ ①,隔離小球，對小球應(yīng)用隔離法， 對小球受力分析有：m球gsinθ－F2＝m球a ② 而：m球gsi

8、nθ＝F1 ③ 由①②得：F2＝μm球gcosθ ④ 由③④得μ= tanθ,三、牛頓運(yùn)動定律的瞬時(shí)性問題1.a與F合的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系物體在每一瞬間的加速度只決定于這一瞬間的力F，而與這一瞬間之前或之后的合外力無關(guān).,2.輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較,注意：當(dāng)物體受力突然變化時(shí)，物體的

9、加速度也會瞬間發(fā)生變化．但是速度在該瞬間是不變的，因?yàn)樗俣鹊淖兓枰^程的積累．,典例3 如圖所示，A、B兩木塊間連一輕質(zhì)彈簧，A、B質(zhì)量相等，一起靜止地放在一塊光滑木板上，若將此木板突然抽去，在此瞬間，A、B兩木塊的加速度分別是( )A．a(chǎn)A＝0，aB＝2g B．a(chǎn)A＝g，aB＝gC．a(chǎn)A＝0，aB＝0 D．a(chǎn)A＝g，aB＝2g,【解析】選A.由題意得：當(dāng)剛抽去木板時(shí)，彈簧還沒有

10、來得及恢復(fù)形變，所以彈力的大小不變，仍等于物體A的重力大小，對于物體B，受到的力為豎直向下的重力和彈簧豎直向下的彈力的作用，根據(jù)牛頓第二定律得到物體B的加速度大小為2g.而對物體A，進(jìn)行受力分析得：受到豎直向下的重力和彈簧豎直向上的彈力作用，兩力不變，合力為零，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為零，綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為A.,四、牛頓運(yùn)動定律的臨界與極值問題在應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題時(shí)，當(dāng)物體運(yùn)動的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的

11、狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時(shí)，往往會有臨界現(xiàn)象，此時(shí)要采用假設(shè)法或極限分析法，看物體在不同的加速度時(shí)，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點(diǎn)，求出臨界條件．,1．“假設(shè)法”分析動力學(xué)問題假設(shè)法是解物理問題的一種重要方法，用假設(shè)法解題，一般依題意從某一假設(shè)入手，然后運(yùn)用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進(jìn)行適當(dāng)討論，從而找出正確答案，這樣解題科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合乎邏輯，而且可以拓寬思路，最常見的是用假設(shè)法判定力的方向．,方法一：首先假

12、定某力不存在，看物體發(fā)生怎樣的運(yùn)動，然后再確定該力應(yīng)在什么方向物體才會產(chǎn)生題目給定的運(yùn)動狀態(tài)．方法二：假定某力沿某一方向，用運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)算，若算得正值，說明此力與假定的方向相同，否則相反．方法三：在力的作用線上定出坐標(biāo)軸的正方向，將此力用正號運(yùn)算，若求得的是正值，說明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反．,2．“極限法”分析動力學(xué)問題在物體的運(yùn)動狀態(tài)變化過程中，往往達(dá)到某個特定狀態(tài)時(shí)，有關(guān)的物理量將發(fā)生突變，此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)．相應(yīng)的待求物

13、理量的值叫臨界值．利用臨界值來作為解題思路的起點(diǎn)是一種很有用的思考途徑，也可以說是利用臨界條件求解．這類問題的關(guān)鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準(zhǔn)確地分析物理過程，進(jìn)行求解．,典例4 如圖所示，斜面是光滑的，一個質(zhì)量是0.2 kg的小球用細(xì)繩吊在傾角為53°的斜面頂端．斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行；當(dāng)斜面以8 m/s2的加速度向右做勻加速運(yùn)動時(shí)，g取10 N/kg,求斜面對小球的彈力及繩子的拉力．,【解析】處