本章复习与测试教案和课堂实录

高中物理

第四章

牛顿运动定律章末总结 阿瓦提县第四中学 高一物理 司鹏刚

一、

知识结构

内容：一切物体总保持匀速直线运动状态牛顿第一定律或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.质量是惯性大小的量度实验方法：控制变量法内容：物体加速度的大小跟它受到的作用牛顿第二定律力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同公式：F＝ma牛内容：两个物体之间的作用力和反作用力顿总是大小相等，方向相反，作用在同运牛顿第一条直线上.

动三定律作用力、反作作用力、反作用力分别作定用在两个物体上，一对平用力与一对平衡律力的主要区别衡力作用在同一个物体上两类基本问题：受力情况运动情况平衡静止a＝0共点力状态匀速直线运动牛顿运动平衡F＝0定律的应用平衡条件：F＝0F＝0a向上时，超重超重与失重a向下时，失重a＝g且竖直向下时，完全失重.合伽利略理想实验合x合y合

专题一

整体法、隔离法解决连接体问题

1．连接体问题

在研究力和运动的关系时，经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连接体问题”．连接体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统．

2．解决连接体问题的基本方法：整体法与隔离法

(1)当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力分析列出整体的牛顿第二定律方程．

(2)当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时，就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来，根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程．

(3)许多具体问题中，常需要交叉运用整体法和隔离法，有分有合，从而迅速求解相关问题．

注意：运用整体法分析问题时，要求系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，根据牛顿第二定律对整体列方程．如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法根据牛顿第二定律分别列方程．

专题二

动力学两类基本问题

1．掌握解决动力学两类问题的思路方法

其中受力分析是基础，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．力的处理方法

(1)平行四边形定则．

由牛顿第二定律F合＝ma可知，F合是研究对象m受到的外力的合力；加速度a的方向与F合的方向相同．解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．

(2)正交分解法．

物体受到三个或三个以上的不在同一直线上的力作用时，常用正交分解法．

表示方法Fx＝maxFy＝may

为了减少矢量的分解，建立直角坐标系时，一般不分解加速度．

专题四

物理图象在动力学问题中的应用

1．物理图象信息量大，包含知识内容全面，很多习题已知条件是通过物理图象给出的，动力学问题中常见的有xt、vt、Ft、aF等图象．

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

一质量为m＝40 kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10 m/s. 2

解析：由题图可知，在t＝0到t1＝2 s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的匀加速运动．设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，由牛顿第二定律，得F1－mg＝ma1. 12在这段时间内电梯上升的高度h1＝a1t1

2在t1＝2 s到t2＝5 s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻电梯的速度，即v1＝a1t1. 在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1(t2－t1) 在t2＝5 s到t3＝6 s的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应做向上的匀减速运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得mg－F2＝ma2. 在这段时间内电梯上升的高度

h3＝v1(t3－t2)－a2(t3－t2)2

电梯上升的总高度h＝h1＋h2＋h3

代入数据解得h＝9 m. 答案：9 m

例7 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示．g取10 m/s，求：

212

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)水平推力F的大小；

(3)0～10 s内物体运动位移的大小．

解析：本题主要考查了利用图象分析物体的受力情况和运动情况．

(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20，末速度为vt2、加速度为a2，则

vt2－v202a2＝＝－2 m/s①

Δt2设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有

Ff＝ma2②

Ff＝－μmg③

－a2联立得μ＝＝0.2.④

g(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为vt1、加速度为a1，则

vt1－v102a1＝＝1 m/s⑤

Δt1根据牛顿第二定律，由F＋Ff＝ma1⑥

联立得F＝μmg＋ma1＝6 N．⑦

(3)解法一

由匀变速直线运动位移公式，得

2x＝x1＋x2＝v10Δt1＋a1Δt21＋v20Δt2＋a2Δt2＝46 m．⑧

1212解法二

根据vt图象围成的面积即物体运动的位移大小，得x＝×Δt2＝46 m. 答案：(1)0.2 (2)6 N (3)46 v10＋vt121×Δt1＋×v202