】2012高中物理 第三章牛頓運(yùn)動定律課件 魯科版必修1

1、第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律,一、牛頓第一定律1. 內(nèi)容：一切物體總保持____________狀態(tài)或______狀態(tài)，除非作用在它上面的力______它改變這種狀態(tài). 2. 意義(1)指出力不是______物體運(yùn)動的原因，而是______物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因．(2)指出一切物體都有______，因此牛頓第一定律又稱______．二、慣性1. 定義：物體保持原來的______________狀態(tài)或

2、______狀態(tài)的性質(zhì)．,2. 性質(zhì)：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的______屬性，與物體的受力情況和運(yùn)動情況______．3. 慣性大小的量度：______是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小．4. 慣性的表現(xiàn),三、牛頓第三定律作用力與反作用力的關(guān)系：,自我校對一、1. 勻速直線運(yùn)動　靜止　迫使2. (1)維持　改變　(2)慣性　慣性定律二、1. 勻速直線運(yùn)動　靜止　2. 固有　無關(guān)　3.

3、質(zhì)量　4. 運(yùn)動狀態(tài)　運(yùn)動狀態(tài)　運(yùn)動狀態(tài)三、相等　相反　同一條直線上,考點(diǎn)1 牛頓第一定律1. 牛頓第一定律導(dǎo)出了力的概念力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因(運(yùn)動狀態(tài)指物體的速度)．又根據(jù)加速度定義a＝Δv/Δt，有速度變化就一定有加速度，所以可以說力是物體產(chǎn)生加速度的原因(不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、也不能說“力是維持速度的原因”)．2. 牛頓第一定律引出了慣性的概念一切物體都有保持原有運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性．慣性是物體

4、的固有屬性，一切物體都具有慣性．慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量越大，慣性就越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變．慣性與物體是否受力、怎樣受力無關(guān)，與物體是否運(yùn)動、怎樣運(yùn)動無關(guān)，也與物體所處的地理位置無關(guān)．,3. 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)在實(shí)際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，牛頓第一定律是以伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來的．特別提醒 （1）慣性不是一種力，慣性大小反映了改變物

5、體運(yùn)動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運(yùn)動狀態(tài)就越難改變；（2）外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，但不能認(rèn)為克服或改變了物體慣性。,例1 (2011·南京模擬)如圖所示的一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是 (　　)A. 采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度. 這表明可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B. 射出槍膛

6、的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了C. 貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這些會改變它的慣性D. 摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w稍微向里傾斜，通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到行駛目的,【點(diǎn)撥】　質(zhì)量是物體慣性的唯一量度．【解析】　采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，原因是功率變大了，但慣性不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；射出槍

7、膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透，原因是子彈具有的動能過小，但慣性不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，通常要摘下或加掛一些車廂，列車的質(zhì)量改變了，當(dāng)然它的慣性也就改變了，選項(xiàng)C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，調(diào)控人和車的重心位置，但整體的慣性不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】　C 點(diǎn)睛筆記 解決關(guān)于慣性概念理解的題目時(shí)，要緊緊抓住“物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量

8、是慣性的唯一量度，力能夠改變運(yùn)動的狀態(tài)但不能改變慣性”這一關(guān)鍵點(diǎn)，明確物體的慣性與地理位置、運(yùn)動狀態(tài)、是否受力、速度大小等因素均無關(guān).,1. 我國《道路交通安全法》中規(guī)定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機(jī))必須系好安全帶，對此下列說法正確的是(　　)A. 系好安全帶可以減小慣性B. 是否系好安全帶改變了人和車的慣性C. 系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害D. 系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害【解析】　是否系好安

9、全帶與人和車的慣性無任何關(guān)系，但系好安全帶可以防止因車急停，乘客由于慣性而前傾碰撞到前面駕駛臺或擋風(fēng)玻璃而帶來的傷害，選項(xiàng)D正確．【答案】　D,考點(diǎn)2 牛頓第三定律1. 作用力與反作用力的關(guān)系,2. 相互作用力與平衡力的比較,特別提醒 一對相互作用力和一對平衡力的最直觀的區(qū)別是作用點(diǎn)，一對平衡力的作用點(diǎn)在同一個(gè)物體上，一對相互作用力的作用點(diǎn)在兩個(gè)物體上.例2 (自編題)在2010年《中國達(dá)人秀》節(jié)目中，五十五歲的肖阿姨

10、是一位普普通通的家庭主婦，她展示的才藝竟然是頭發(fā)拉車．一輛車再加上車上坐的五個(gè)人，肖阿姨僅用自己的頭發(fā)就將它們連人帶車拖動了十幾米，評委和觀眾看得目瞪口呆，若不計(jì)繩子的質(zhì)量，則下列說法正確的是(　　)A. 因肖阿姨拉動了車子，所以肖阿姨頭發(fā)拉繩子的力大于車子拉繩子的力B. 肖阿姨拉不動車子時(shí)，頭發(fā)拉繩子的力才和車子拉繩子的力大小相等，作用效果相互抵消C. 不管什么情況，頭發(fā)拉繩子的力和車子拉繩子的力大小總是相等D. 肖阿姨能夠用

11、頭發(fā)拉動車子是因?yàn)樾ぐ⒁痰念^發(fā)對繩子的拉力等于車子受地面的最大靜摩擦力,【點(diǎn)撥】　(1)頭發(fā)拉繩子的力和繩子拉頭發(fā)的力，以及繩子拉車的力和車?yán)K子的力是作用力和反作用力．(2)同一根繩子上的張力處處相等．【解析】　頭發(fā)拉繩子的力和繩子拉頭發(fā)的力，以及繩子拉車的力和車?yán)K子的力是作用力和反作用力，在任何情況下都大小相等方向相反，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．而同一根繩子上的張力處處相等，所以頭發(fā)拉繩子的力和車?yán)K子的力在任何情況下都相等，A選項(xiàng)錯(cuò)誤

12、，C選項(xiàng)正確；頭發(fā)拉繩子的力和車子拉繩子的力作用在不同的物體上，不是平衡力，所以效果不可能抵消，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)繩子對車的力大于車子的最大靜摩擦力時(shí)，車子受到的合外力不為零，車子前進(jìn)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】　C點(diǎn)睛筆記 應(yīng)用牛頓第三定律分析問題時(shí)應(yīng)注意（1）不能憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論，分析問題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論；（2）理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí)，一定要抓住“總是”二字，即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；（3）與平

13、衡力區(qū)別應(yīng)抓住作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上.,2. (改編題)中國探月工程二期的技術(shù)先導(dǎo)星“嫦娥二號”，于2010年10月1日傍晚在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征三號丙”運(yùn)載火箭發(fā)射升空. 下面關(guān)于飛船與火箭起飛的情形，敘述正確的是 (　　)A. 火箭尾部向下噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力B. 火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C. 火箭

14、飛出大氣層后，由于沒有空氣，火箭雖然向下噴氣，但也無法獲得前進(jìn)的動力D. 飛船進(jìn)入運(yùn)行軌道之后，與地球之間沒有力的作用,【解析】　火箭升空時(shí)，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推力，此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的，因而與是否飛出大氣層，是否在空氣中飛行無關(guān)，因而B、C錯(cuò)誤，A正確；當(dāng)飛船進(jìn)入軌道后，飛船與地球之間依然存在著相

15、互吸引力，即地球吸引飛船，飛船也吸引地球，這是一對作用力和反作用力，D錯(cuò)誤. 【答案】　A,在分析力學(xué)問題時(shí)，誤認(rèn)為運(yùn)動的物體就一定受到力的作用，且運(yùn)動物體的運(yùn)動方向與其受力方向相同，速度越大，則物體受力越大．因此，必須深刻認(rèn)識到力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因．例　關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　)A. 物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用B. 物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用C.

16、 物體朝什么方向運(yùn)動，則這個(gè)方向上物體必受力的作用D. 物體的速度大小不變，則其所受的合力必為零,【錯(cuò)解】　ABCD【正解】　該題錯(cuò)選的主要原因就對基本概念理解不深刻，且受日常錯(cuò)誤觀念的影響．誤認(rèn)為只有有力作用在物體上物體才會運(yùn)動，撤去外力物體就停下來．實(shí)際上力是改變物體運(yùn)動的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因，物體勻速運(yùn)動時(shí)合外力為零，合外力不為零時(shí)物體的速度(大小、方向)一定發(fā)生變化．【答案】　A,第2節(jié) 牛頓第二定律 動力學(xué)兩

17、類基本問題,一、牛頓第二定律1. 內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成______，跟物體的質(zhì)量成______，加速度的方向與____________相同．2. 表達(dá)式：____________，反映了物體運(yùn)動的加速度與合外力的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系．3. 適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于______參考系(相對地面靜止或勻速直線運(yùn)動的參考系)．(2)牛頓第二定律只適用于______物體(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況.

18、,二、運(yùn)動學(xué)兩類基本問題1．已知受力情況求物體的______情況．2．已知運(yùn)動情況求物體的______情況．其中加速度是聯(lián)系運(yùn)動和受力的重要“橋梁”，將運(yùn)動學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決問題的基本思路．三、單位制及其基本單位和導(dǎo)出單位1. 單位制：______單位和______單位共同組成了單位制. (1)基本單位：基本物理量的單位. 力學(xué)中的基本物理量有______、______、______，它們的國際單位分別是___

19、_、____、_____.(2)導(dǎo)出單位是由基本單位根據(jù)__________推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．有力(N)、速度(m/s)、加速度(m/s2) 等．,2. 國際單位制中的基本物理量和基本單位,特別提醒 （1）有些物理單位屬于基本單位，但不是國際單位，如厘米、克、小時(shí)等；（2）有些單位屬于國際單位，但不是基本單位，如米/秒（m/s）、帕斯卡、牛（頓）等.自我校對一、1. 正比　反比　作用力方向　2. F＝ma　3. (1)

20、慣性　(2)宏觀二、1. 運(yùn)動　2. 受力三、1. 基本　導(dǎo)出　(1)長度　質(zhì)量　時(shí)間　米　千克　秒　(2)物理關(guān)系　2. 米　千克　秒　A　K　mol,考點(diǎn)1 牛頓第二定律1. 牛頓第二定律的特性,2. 牛頓第二定律的瞬時(shí)性的進(jìn)一步理解——輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較,特別提醒 物體在每一瞬時(shí)的加速度只決定于這一瞬時(shí)的合力，而與這一瞬時(shí)之前或之后的合外力沒有關(guān)系.當(dāng)物體受力突然變化時(shí)，物體的加速度也會瞬時(shí)發(fā)

21、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.例1 如圖所示，小球用水平彈簧系住，并用傾角為30°的光滑板AB托著，當(dāng)板AB突然向下撤離的瞬間，球的加速度為多大？若改用水平細(xì)繩系住，在板AB突然向下撤離的瞬間小球加速度又為多大？【點(diǎn)撥】　(1) 其他力改變時(shí)，彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生改變．(2) 其他力改變時(shí)，細(xì)繩上的彈力可以瞬間發(fā)生改變．,點(diǎn)睛筆記 解決關(guān)于牛頓第二定律的瞬時(shí)性問題時(shí)，首

22、先根據(jù)外界條件的變化判斷彈力如何變化，然后根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系解題；在判斷彈力變化時(shí)，當(dāng)物體用質(zhì)量不計(jì)的彈簧連接時(shí)彈簧的形變需要時(shí)間，在變化的瞬時(shí)形變來不及恢復(fù)，彈力不變；而當(dāng)物體是用質(zhì)量不計(jì)的輕繩連接時(shí)，繩認(rèn)為是彈性極好的彈性體，其形變的恢復(fù)不需要時(shí)間，可以突變.,(2010·全國高考卷Ⅰ)如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)

23、將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2，重力加速度大小為g.則有(　　)a1＝g，a2＝g　　　　　　　a1＝0，a2＝g a1＝0，a2＝（m+M）g /M a1＝g，a2＝ （m+M）g /M,【解析】　在抽出木板的瞬時(shí)，彈簧對1的支持力和對2的壓力并未改變，對1物體受重力和支持力，mg＝F，a1＝0.對2物體受重力和壓力，根據(jù)牛頓

24、第二定律a2＝(F+Mg)/M＝ （m+M）g /M.【答案】　C考點(diǎn)2 解決兩類動力學(xué)問題的基本方法及步驟1. 兩類動力學(xué)問題的解題思路,(1)物體的運(yùn)動情況是由所受的力及物體運(yùn)動的初始狀態(tài)共同決定的．(2)兩類動力學(xué)問題中加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動的“橋梁”．2. 應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)通過審題靈活地選取研究對象，明確物理過程．(2)分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況，必要時(shí)畫好受力示意圖和運(yùn)動過程示意圖．

25、(3)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動公式列方程．(4)檢查答案是否完整、合理，必要時(shí)需進(jìn)行討論．,例2 (2009·江蘇高考卷)航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m＝2 kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F＝28 N．試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開始豎直上升．設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變，g取10 m/s 2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t1＝8 s時(shí)到達(dá)高度H＝64 m．求飛行器所受阻力f的大?。?2)第二次試飛，飛

26、行器飛行t2＝6 s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能達(dá)到的最大高度h.(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時(shí)間t3.【點(diǎn)撥】　分析飛行器的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，再利用運(yùn)動學(xué)公式列出關(guān)于位移和速度的方程，聯(lián)立方程即可求解．,【解析】　(1)第一次飛行中，設(shè)加速度大小為a1，勻加速運(yùn)動H＝a1t12/2①由牛頓第二定律F－mg－f＝ma1②由①②兩式并代入數(shù)據(jù)可解

27、得f＝4 N.,(2)第二次飛行中，設(shè)失去升力時(shí)的速度為v1，上升的高度為h1，勻加速運(yùn)動h1＝a1t22/2＝2×62/2＝36 m，設(shè)失去升力后的加速度大小為a2，上升的高度為h2，由牛頓第二定律mg＋f＝ma2，可得a2＝12 m/s2.v1＝a1t2＝2×6 m/s ＝12 m/s，h2＝v1/（2a2）＝ 122/（2×12）m＝6 m，解得h＝h1＋h2＝42 m.,2. (2011&#

28、183;湖北省100所重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)我國降雨呈現(xiàn)南多北少的局面，有資料表明武漢市的年平均降雨量為1 260 mm.下雨時(shí)我們會明顯感覺到雨點(diǎn)越大，雨點(diǎn)對雨傘的沖擊力也就越大，這一現(xiàn)象能否說明雨點(diǎn)越大，雨點(diǎn)落到地面的速度也就越大呢？現(xiàn)已知雨點(diǎn)下落過程受到空氣阻力與雨點(diǎn)的最大橫截面積成正比，與雨點(diǎn)下落的速度v的平方成正比，即f＝kv2(其中k為比例系數(shù))．雨點(diǎn)接近地面時(shí)近似看做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g.若把雨點(diǎn)看做球形，其半徑為r

29、，球體的體積為4π3/3，雨點(diǎn)的密度為ρ.求：(1)雨點(diǎn)最終的運(yùn)動速度vm(用ρ、r、g、k表示)．(2)雨點(diǎn)的速度達(dá)到vm/2時(shí)，雨點(diǎn)的加速度a的大?。?【正解】　上述解法錯(cuò)在對這一物理過程的認(rèn)識．傳送帶上輕放的物體的運(yùn)動有可能分為兩個(gè)過程．一是在滑動摩擦力作用下做勻加速直線運(yùn)動；二是達(dá)到與傳送帶相同速度后，無相對運(yùn)動，也無摩擦力，物體開始做勻速直線運(yùn)動．關(guān)鍵問題應(yīng)分析出什么時(shí)候達(dá)到傳送帶的速度，才可以對問題進(jìn)行解答．以傳送帶上

30、輕放物體為研究對象，如圖所示，在豎直方向受重力和支持力，在水平方向受滑動摩擦力，做v0＝0的勻加速運(yùn)動．據(jù)牛頓第二定律：F＝ma，水平方向：f＝ma①豎直方向：N－mg＝0②f＝μN(yùn)③由式①②③解得a＝5 m/s2,設(shè)經(jīng)時(shí)間t1，物體速度達(dá)到傳送帶的速度，據(jù)勻加速直線運(yùn)動的速度公式vt＝v0＋at④解得t1＝0.4 s.時(shí)間t1內(nèi)物體的位移s1＝at2/2＝5×0.42/2 m＝0.4 m<10 m.

31、物體位移為0.4 m時(shí)，物體的速度與傳送帶的速度相同，物體0.4 s后無摩擦力，開始做勻速運(yùn)動s2＝v2t2⑤因?yàn)閟2＝s－s1＝10 m－0.4 m＝9.6 m，v2＝2 m/s，代入式⑤得t2＝4.8 s.則傳送10 m所需時(shí)間為t＝0.4 s＋4.8 s＝5.2 s.【答案】　5.2 s,第3節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用,一、超重和失重,二、整體法和隔離法1. 整體法 在研究物理問題時(shí)，把所研究的對象作為一個(gè)_____

32、___來處理的方法，當(dāng)整體受到的外力已知時(shí)，可用________求出整體的加速度．2. 隔離法 將研究對象從整體中隔離出來進(jìn)行研究，最終得出結(jié)論的方法．3. 外力和內(nèi)力 如果以物體系統(tǒng)為研究對象，受到系統(tǒng)之外的物體的作用力，這些力是該系統(tǒng)受到的________，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為________．應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力，如果把某物體隔離出來作為研究對象，則________將轉(zhuǎn)換為隔離體的_______

33、_．自我校對一、 大于　豎直向上　加速　減速　小于　豎直向下　減速　加速　0　g　減速　加速二、1. 整體　合外力　3. 外力　內(nèi)力　內(nèi)力　外力,考點(diǎn)1　對超重和失重的理解1. 根據(jù)加速度判斷超重和失重,說明：加速度有豎直方向的分量相應(yīng)的對應(yīng)著超重或失重,2. 關(guān)于超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的幾個(gè)問題,【解析】　分析木箱靜止時(shí)的受力情況，此時(shí)物塊對箱頂有壓力，說明物塊受到箱頂向下的壓力，彈簧的彈力大于物體受到的重力，當(dāng)物塊對箱頂剛好無壓

34、力時(shí)，物體只受到重力和彈簧的彈力，系統(tǒng)具有向上的加速度，是超重狀態(tài)，所以木箱的運(yùn)動狀態(tài)可能為加速上升或減速下降，D正確．【答案】　D點(diǎn)睛筆記 物體超重和失重的實(shí)質(zhì)是物體具有豎直方向的加速度，當(dāng)加速度向上時(shí)，物體的運(yùn)動狀態(tài)一定是超重狀態(tài)；當(dāng)加速度向下時(shí)，物體的運(yùn)動狀態(tài)一定是失重狀態(tài),1. (高考改編題)某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490 N．他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的v

35、73;t圖可能是(取電梯向上運(yùn)動的方向?yàn)檎? (　　),【解析】　由圖可知，在t0～t1時(shí)間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實(shí)際重量，則處于失重狀態(tài)，此時(shí)具有向下的加速度；在t1～t2階段彈簧秤示數(shù)等于實(shí)際重量，則既不超重也不失重；在t2～t3階段，彈簧秤示數(shù)大于實(shí)際重量，則處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度．若電梯向下運(yùn)動，則t0～t1時(shí)間內(nèi)向下加速，t1～t2階段勻速運(yùn)動，t2～t3階段減速下降，A正確，BD錯(cuò)誤，C項(xiàng)t0～t1

36、內(nèi)超重，不符合題意．【答案】　A,考點(diǎn)2 整體法與隔離法,特別提醒 整體法和隔離法不是相互對立的，一般隨著研究對象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交替運(yùn)用，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)用牛頓第二定律球作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”，否則分別隔離求解.例2（2009·安徽高考卷)在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀

37、登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住，如圖所示．設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65 kg，吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦．重力加速度取g＝10 m/s2.當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升時(shí)，試求：(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力．(

38、2)運(yùn)動員對吊椅的壓力．,【點(diǎn)撥】　(1)先用整體法求加速度，后用隔離法求運(yùn)動員與吊椅間的相互作用力．(2)整體法和隔離法的聯(lián)系點(diǎn)是加速度，即根據(jù)整體法和隔離法求得的加速度相同. 【解析】　解法一：(1)設(shè)運(yùn)動員受到繩向上的拉力為F，由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F.對運(yùn)動員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a，F(xiàn)＝440 N.由牛頓第三定律可知運(yùn)動員豎直向下拉繩

39、的力F′＝440 N.,(2)設(shè)吊椅對運(yùn)動員的支持力為N，對運(yùn)動員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：F＋N－m人g＝m人a，N＝275 N，由牛頓第三定律，運(yùn)動員對吊椅的壓力也為275 N.解法二：設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動員豎直向下的拉力為F，對吊椅的壓力大小為N.根據(jù)牛頓第三定律，繩對運(yùn)動員的拉力大小為F，吊椅對運(yùn)動員的支持力為N.分別以運(yùn)動員和吊椅為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：F＋N－Mg＝Ma①F

40、－N－mg＝ma②由①②得F＝440 N，N＝275 N.【答案】　(1)440 N　(2)275 N,點(diǎn)睛筆記 運(yùn)用整體法分析問題時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小各方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度不同或僅大小相同（如通過滑輪連接的物體），應(yīng)采用隔離法求解,2. (2011·重慶模擬)質(zhì)量為M的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖所示，若重物以加速度a向下降落(a<g)，則人對地面的

41、壓力大小為(　　)A. (m＋M)g－ma　　B. M(g－a)－maC. (M－m)g＋ma D. Mg－ma,【解析】　以重物m為研究對象，物體受重力mg，繩子拉力F.取加速度a的方向?yàn)檎较?，由牛頓第二定律，有mg－F＝ma，解得拉力F＝m(g－a)<mg①以人為研究對象：人受重力Mg，地面支持力N，繩子拉力F′三個(gè)力作用，處于平衡狀態(tài)，有：N＋F′－Mg＝0②因?yàn)镕＝F′，所以由①②得N＝(M－m)

42、g＋ma，由牛頓第三定律可知，人對地面的壓力大小為N′＝N＝(M－m)g＋ma.【答案】　C,考點(diǎn)3 臨界與極值問題力學(xué)中的臨界問題指一種運(yùn)動形式(或物理過程和物理狀態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動形式(或物理過程和物理狀態(tài))時(shí)，可能存在一個(gè)過渡的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這時(shí)物體所處的狀態(tài)通常稱為臨界狀態(tài)，與之相關(guān)的物理?xiàng)l件則稱為臨界條件. 解答臨界問題的關(guān)鍵是找出臨界條件．許多臨界問題，題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞

43、語對臨界狀態(tài)給出了明確的暗示，審題時(shí)一定要抓住這些特定的詞語，從而找出臨界條件．,3. (2011·德州模擬)如圖所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，已知mA＝6 kg，mB＝2 kg，A、B間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是20 N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取10 m/s2，則 (　　)A. 當(dāng)拉力F＜12 N時(shí)，A靜止不動B. 當(dāng)拉力F＞12 N時(shí)，A相對B滑動C. 當(dāng)拉

44、力F＝16 N時(shí)，B受A的摩擦力等于6 ND. 無論拉力F多大，A相對B始終靜止,【解析】　設(shè)A、B共同運(yùn)動時(shí)的最大加速度為amax，最大拉力為Fmax，對B：μmAg＝mBamax，可得amax＝ μmAg/mB ＝6 m/s2.對A、B：Fmax＝(mA＋mB)amax＝48 N.當(dāng)F＜Fmax＝48 N時(shí)，A、B相對靜止. 因?yàn)榈孛婀饣?，故A錯(cuò)誤．當(dāng)F大于12 N而小于48 N時(shí)，A相對B靜止，B錯(cuò)誤．當(dāng)F＝16 N時(shí)，其加

45、速度a＝2 m/s2.對B：f＝4 N，故C錯(cuò)誤．因?yàn)榧?xì)線的最大拉力為20 N，所以A、B總是相對靜止，D正確. 【答案】　D,對一些臨界問題，缺乏必要的分析，找不出臨界狀態(tài)，也無法正確判斷物體所處的狀態(tài)．一個(gè)質(zhì)量為0.2 kg的小球用細(xì)線吊在傾角θ＝53°的斜面頂端，如圖所示，斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計(jì)摩擦，當(dāng)斜面以10 m/s2的加速度向右做加速運(yùn)動時(shí)，繩的拉力為________N，斜面對

46、小球的彈力為________N．(g取10 m/s2)【錯(cuò)解】　對物理過程缺乏清醒認(rèn)識，無法用極限分析法挖掘題目隱含的臨界狀態(tài)及條件，使問題難以切入，誤認(rèn)為繩子仍然與斜面平行．,實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律．2. 驗(yàn)證牛頓第二定律．3. 掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．實(shí)驗(yàn)原理探究加速度a與力F及質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量——小車的質(zhì)量M不

47、變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制砝碼和小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度a與M的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板，小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺.,實(shí)驗(yàn)步驟1. 用天平測出小車和小盤的質(zhì)量M和M′，把數(shù)值記錄下來. 2. 按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上(即不給小車加牽引力).

48、3. 平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動木板的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時(shí)可以保持勻速運(yùn)動狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡. 4. 把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn). 打點(diǎn)完成后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼．,5. 保持小車及車內(nèi)砝碼的質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為m′的砝碼，重復(fù)步驟4

49、，在小盤內(nèi)分別放入質(zhì)量為m′，m″，m…的砝碼，再重復(fù)步驟4.m′，m″，m …的數(shù)值都要記錄在紙帶上(或表格內(nèi)). 6. 在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù)測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值. 7. 用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)．若這些點(diǎn)在一條直線上， 便證明了加速度與作用力成正比. 8. 保持砝碼和小盤的質(zhì)量不變，在小車上依次加砝碼(也需作好記錄)，重復(fù)上

50、述步驟，用縱坐標(biāo)表示加速度a, 橫坐標(biāo)表示小車砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條直線上，就證明加速度與質(zhì)量成反比.,數(shù)據(jù)處理1. 把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中,由以上數(shù)據(jù)畫出它的a­F關(guān)系圖象如圖所示. 通過a­F關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比.,2. 把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中,注意事項(xiàng)1. 一定要做好平衡摩擦力的

51、工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力．在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動．2. 實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力．3. 每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出．只有這樣小盤和

52、砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力．4. 改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車．5. 作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)．6. 作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，各量須采用國際單位．這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會減?。?7. 提高測量精度(1)應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地

53、方找一個(gè)起點(diǎn)．(2)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開始點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0.1 s.誤差分析1. 質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差、拉線或紙帶不與木板平行等都會造成誤差. 2. 因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：本實(shí)驗(yàn)中用重物的重力代替小車受到的拉力(實(shí)際上小車受到的拉力要小于重物的重力)，存在系統(tǒng)誤差. 重物質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，重物質(zhì)量越小于

54、小車的質(zhì)量，誤差就越小. 3. 平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛重物外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等. 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長木板，這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩，小車的加速度也可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來處理．,例1 在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤

55、及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算得出．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與________的圖象．,例2　(2011·贛州模擬

56、)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動，在紙帶上打出一系列小點(diǎn).,(1) 圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是

57、計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示. 根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a＝________(保留三位有效數(shù)字). (2)回答下列兩個(gè)問題：①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有______．(填入所選物理量前的字母)A. 木板的長度lB. 木板的質(zhì)量m1C. 滑塊的質(zhì)量m2D. 托盤和砝碼的總質(zhì)量m3E. 滑塊運(yùn)動的時(shí)間t②測量①中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是__________

58、______________________________________________________________．,例3　(創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距．開始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動為止，記下彈

59、簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大?。賹⒛景宸呕卦幉醋。^續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動到PQ處的時(shí)間．(1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)________．,(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系．下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________．(3)

60、用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是________．A. 可以改變滑動摩擦力的大小B. 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C. 可以比較精確地測出拉力的大小D. 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度,三、對 稱 法一、方法簡介對稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中．如豎直上拋運(yùn)動的對稱、振動過程的對稱、某些電路和光路的對稱等，應(yīng)用對稱法不僅能幫助我們認(rèn)識基本規(guī)律，而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題，還

61、可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo)，直接抓住問題的實(shí)質(zhì)．,二、典例分析例1　(2011·佛山模擬)以v0＝20 m/s的速度豎直向上拋出一小球，2秒后以相同的初速度在同一點(diǎn)豎直向上拋出另一小球，g＝10 m/s2，則兩球相碰處離出發(fā)點(diǎn)的高度是多少？【解析】　豎直上拋運(yùn)動是對稱性運(yùn)動．上升過程跟下降過程關(guān)于最高點(diǎn)對稱．根據(jù)速度對稱性，有v0－gt＝[v0－g(t＋2)]，解得t＝1 s，代入位移公式可得h＝v0t－gt2/2＝

62、15 m.【答案】　15 m,例4 如圖甲所示，ab是半徑為R的圓的一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為E，在圓周平面內(nèi)，將一帶正電q的小球從a點(diǎn)以相同的動能拋出，拋出方向不同時(shí)，小球會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，在這些所有的點(diǎn)中，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)小球的動能最大．已知∠cab＝30°，若不計(jì)重力和空氣阻力，試求： 甲(1)電場方向與直徑ab間的夾角

63、θ.(2)若小球在a點(diǎn)時(shí)初速度方向與電場方向垂直，小球恰好能落在c點(diǎn)，則初動能為多少．,【解析】　由于從a點(diǎn)以相同的初動能沿不同方向拋出的小球到達(dá)圓周上的各點(diǎn)時(shí)，其中到達(dá)c點(diǎn)的小球動能最大，因此過c點(diǎn)的切線一定是等勢線，由此可以確定電場線的方向，至于從a點(diǎn)垂直于電場線拋出的小球可按類平拋運(yùn)動處理．(1)用對稱性判斷電場的方向：由題知條件，在圓周平面內(nèi)，從a點(diǎn)以相同的動能向不同方向拋出帶正電的小球，小球會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，且以經(jīng)過