高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.3牛顿第二定律课件 沪科版必修1A
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高中物理 第五章 研究力和运动的关系 章末整合课件(沪科版必修1)
有：F1cos θ＝mg，F1sin θ＝F2，则：F2＝ mgtan θ. 剪断线的瞬间，F2突然消失，物体即在F2反方 向获得加速度． 因为mgtan θ＝ma，所以加速度a＝gtan θ，方 向与F2的方向相反． 你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价 并说明理由．
解析：此解答是错误的．因为L2被剪断的瞬间， F2消失，物体只受L1线上的拉力和重力作用，L1上 的张力大小发生了变化．在剪断L2的瞬时，物体沿 L1的方向受力平衡，垂直于L1的方向产生加速度a＝ gsin θ.
章末整合
牛 顿 运 动 定 律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛 顿 第 一 定 律
规律的揭示：伽利略的理想实验 规律的表述：一切物体总保持匀速直线运动状态 或静止状态，除非作用在它上面的力迫使 它改变这种状态.也叫惯性定律 概念：物体本身固有的维持原来运动状态 不变的属性.与运动状态无关，质量 是惯性大小的唯一量度 表现：不受外力时，表现为保持原来的运 动状态不变；受外力时，表现为改 变运动状态的难易程度
根据牛顿第三定律，球对斜面的压力． N′＝－N＝－20.8 N， 式中“－”号表示N′与N方向相反，即垂直斜面 向下． 答案：12 N 20.8 N
2．分解加速度而不分解力 【例3】 将木块A、B叠放 在一起后放在倾角为α的光滑斜 面上，A和B一起沿斜面自由滑 下．下滑过程中，A和B无相对 图 5－ 3 运动，如图5－3所示．已知A的 质量为m，求下滑过程中A所受支持力及摩擦力． 解析：对A、B整体如下图(1)： (m＋M)gsin α＝(m＋M)a 对A如下图(2)，水平方向：f＝macos α ① ②
正交分解法的应用
所谓正交分解法是指把一个矢量分解在两个互 相垂直的坐标轴上的方法． 正交分解法是一种常用的矢量运算方法，其实 质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，从 而简捷方便地解题． 正交分解法是解牛顿运动定律题目最基本的方 法，物体在受到三个或三个以上的不在同一直线上 的力作用时一般都用正交分解法．
高中物理第五章研究力和运动的关系本章整合课件沪科版必修1
二、牛顿第二定律
内容:物体的加速度跟受到的作用力成正比, 跟物体的质量成反比 表达式:������ = ������������ 牛顿第 二定律 矢量性:������的方向与������ 的方向相同 瞬时性:������随������的变化而变化 理解 独立性:每个力都可独立地使物体产生 加速度 同体性:������、������、������是同一个物体的三个量
答案:(1)8.0 m/s (2)4.2 s
1 s1+s2= a3������3 2 ,t3= 2
10 s≈3.2 s,所以物体从绳子断了开始到返回
方法技巧解决动力学基本问题时对力的处理方法 1.平行四边形定则: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。
三、动力学中的传送带模型 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题。 【例3】 某飞机场利用如图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=10 m,传送带以v=5 m/s的恒定速度匀速向上运动。在传送带底 端A轻放上一质量m=5 kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数 3 μ= 。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10 m/s2)
(1)小环的质量m。 (2)细杆与地面间的夹角α。
解析:由题图得:0~2 s内, Δ������ 1 a= = m/s2=0.5 m/s2 Δ������ 2 根据牛顿第二定律可得:前2 s有F1-mgsin α=ma 2 s后有F2=mgsin α, 联立两式代入数据可解得:m=1 kg,α=30°。 答案:(1)1 kg (2)30° 方法技巧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, 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。
沪科版高中物理必修1第5章《研究力和运动的关系》习题课课件
栏目 导引
第5章 研究力和运动的关系
变式训练 2．质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地 面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最 大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t ＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周 期性变化的水平拉力F的 作用，F随时间t的变化规 律如图所示．
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第5章 研究力和运动的关系
栏目 导引
Hale Waihona Puke 第5章 研究力和运动的关系
【精讲精析】 (1)由 v－t 图线知：物体在前 2 s 内做匀加速直线运动，前 2 s 内物体运动 的加速度 a＝ΔΔvt ＝42 m/s2＝2 m/s2 前 2 s 内物体运动的位移 s＝12at2＝4 m.
栏目 导引
(2)物体受力如图所示．
第5章 研究力和运动的关系
消失，小球受 G 和 F 的合力大小等于撤之前
的 N(三力平衡)，方向与 N 的方向相反，故加
速度方向为垂直木板向下，大小为 a＝mN＝
g ＝2 cosθ
3
3 g.
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第5章 研究力和运动的关系
【答案】 C 【规律方法】 解答此类问题时注意： (1)这类变化问题，往往问变化后的受力，但 必须先弄清变化前的受力． (2)弹簧的弹力不能发生突变，即条件瞬间变 化前后弹簧的弹力不变．
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第5章 研究力和运动的关系
A．0 B．大小为2 33g，方向竖直向下 C．大小为2 3 3g，方向垂直于木板向下 D．大小为 33g，方向水平向右
栏目 导引
第5章 研究力和运动的关系
【思路点拨】 解答本题可按以下流程：
以小球为
分析撤前
研究对象
→
受力情况
→ 判断撤离后力的改变 → 求出合力 → 求出加速度
第5章 研究力和运动的关系
变式训练 2．质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地 面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最 大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t ＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周 期性变化的水平拉力F的 作用，F随时间t的变化规 律如图所示．
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第5章 研究力和运动的关系
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Hale Waihona Puke 第5章 研究力和运动的关系
【精讲精析】 (1)由 v－t 图线知：物体在前 2 s 内做匀加速直线运动，前 2 s 内物体运动 的加速度 a＝ΔΔvt ＝42 m/s2＝2 m/s2 前 2 s 内物体运动的位移 s＝12at2＝4 m.
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(2)物体受力如图所示．
第5章 研究力和运动的关系
消失，小球受 G 和 F 的合力大小等于撤之前
的 N(三力平衡)，方向与 N 的方向相反，故加
速度方向为垂直木板向下，大小为 a＝mN＝
g ＝2 cosθ
3
3 g.
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第5章 研究力和运动的关系
【答案】 C 【规律方法】 解答此类问题时注意： (1)这类变化问题，往往问变化后的受力，但 必须先弄清变化前的受力． (2)弹簧的弹力不能发生突变，即条件瞬间变 化前后弹簧的弹力不变．
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第5章 研究力和运动的关系
A．0 B．大小为2 33g，方向竖直向下 C．大小为2 3 3g，方向垂直于木板向下 D．大小为 33g，方向水平向右
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第5章 研究力和运动的关系
【思路点拨】 解答本题可按以下流程：
以小球为
分析撤前
研究对象
→
受力情况
→ 判断撤离后力的改变 → 求出合力 → 求出加速度
2016-2017学年高中物理-第5章-研究力和运动的关系本章整合课件-沪科版必修1
斜面的压力为 50 N;当以加速度 a2 运动时,小球对绳的拉力为 200 N,对斜面
的压力为 0。
答案:(1)100 N 50 N (2)200 N 0
专题一
专题二
专题三
传送带问题
1.传送带一般做匀速运动,物体与传送带间的滑动摩擦力不影响传送
带的运动状态(这是因为带动传送带的电机在起作用)。
2.分析该类问题的关键
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。
专题一
专题二
专题三
【专题训练 1】 如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物
块,质量分别为 m1 和 m2。拉力 F1 和 F2 方向相反,与轻线沿同一水平直线,
且 F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力 FT。
解析:以两物块整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
F1-F2=(m1+m2)a①
隔离物块 m1,由牛顿第二定律得 F1-FT=m1a②
由①②两式解得 FT=
答案:
m1F2+m2F1
m1+m2
m1F2+m2F1
m1+m2
专题一
专题二
专题三
用牛顿运动定律处理临界和极值问题
专题一
专题二
专题三
3.临界、极值问题的求解方法
(1)极限法:在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般隐含着
临界问题,处理此类问题时,应把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现
象(或状态)暴露出来,达到尽快求解的目的。
(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过
的压力为 0。
答案:(1)100 N 50 N (2)200 N 0
专题一
专题二
专题三
传送带问题
1.传送带一般做匀速运动,物体与传送带间的滑动摩擦力不影响传送
带的运动状态(这是因为带动传送带的电机在起作用)。
2.分析该类问题的关键
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。
专题一
专题二
专题三
【专题训练 1】 如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物
块,质量分别为 m1 和 m2。拉力 F1 和 F2 方向相反,与轻线沿同一水平直线,
且 F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力 FT。
解析:以两物块整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
F1-F2=(m1+m2)a①
隔离物块 m1,由牛顿第二定律得 F1-FT=m1a②
由①②两式解得 FT=
答案:
m1F2+m2F1
m1+m2
m1F2+m2F1
m1+m2
专题一
专题二
专题三
用牛顿运动定律处理临界和极值问题
专题一
专题二
专题三
3.临界、极值问题的求解方法
(1)极限法:在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般隐含着
临界问题,处理此类问题时,应把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现
象(或状态)暴露出来,达到尽快求解的目的。
(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过
高中物理沪科版必修1课件：第5章 研究力和运动的关系 5.5 超重与失重
其中正确的是
A.超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了
B.物体加速度向上属于超重，物体加速度向下属于失重 √ C.不论超重、失重、还是完全失重物体所受重力不变 √ D.超重就是物体对竖直悬挂物的拉力(或对水平支持物的压力)大于重力的 √
现象，失重则是小于重力的现象
1
2
3
4
答案
2.(超重和失重的判断)跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段
小星的重力小．
答案
要点提炼
1.实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力 .物体所受重力不会因物体运动状态的改变
而变化. (2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时， 弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重. 2.超重与失重 (1)超重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于 物体重力的现象. (2)失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 小于 物体重力的现象. (3)完全失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态.
答案
要点提炼
判断超重、失重状态的方法
1.从受力的角度判断
超重：物体所受向上的拉力(或支持力) 大于重力. 失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 小于 重力. 完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力) 等于零. 2.从加速度的角度判断 超重：物体具有竖直 向上 的加速度. 失重：物体具有竖直 向下 的加速度. 完全失重：物体具有竖直 向下 的加速度，且加速度大小等于 g .
答案
典例精析 一、超重与失重的判断
例1 下列说法中正确的是 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 √ D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科版必修1
【答案】 B
第三十四页，共38页。
6．如图 5-4-6 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其
倾角 θ＝30°.现木块上有一质量 m＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s
内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g
取 10 m/s2，求：
第二十一页，共38页。
应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1．合成法． 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解 题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F 合．反之，若知 道加速度方向就知道合力方向．
第二十二页，共38页。
2．正交分解法． 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答， 一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度 方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.
第六页，共38页。
[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
第七页，共38页。
[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁”，把物体的受力与运动 联系起来． 2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？ 【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
第二十六页，共38页。
[合作探讨] 探讨： 李伟同学在观看 2016 年 2 月 1 日 15 时 29 分我国发 射第二十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指 挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测 得火箭底部通过发射架的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到 的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火箭 质量认为不变．
第三十四页，共38页。
6．如图 5-4-6 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其
倾角 θ＝30°.现木块上有一质量 m＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s
内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g
取 10 m/s2，求：
第二十一页，共38页。
应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1．合成法． 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解 题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F 合．反之，若知 道加速度方向就知道合力方向．
第二十二页，共38页。
2．正交分解法． 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答， 一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度 方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.
第六页，共38页。
[再判断] (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(√) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(×) (3)加速度是联系运动和力的桥梁．(√)
第七页，共38页。
[后思考] 1．为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式 中有加速度与运动参量的关系，所以加速度作为“桥梁”，把物体的受力与运动 联系起来． 2．通常可以用哪些关系求解物体的加速度？ 【提示】 一是由运动学公式求物体的加速度，二是通过对物体受力分析， 确定物体的合外力，再由牛顿第二定律求解物体的加速度．
第二十六页，共38页。
[合作探讨] 探讨： 李伟同学在观看 2016 年 2 月 1 日 15 时 29 分我国发 射第二十一颗北斗导航卫星的电视直播时，当听到现场指 挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测 得火箭底部通过发射架的时间是 4.8 s，他想算出火箭受到 的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火箭 质量认为不变．
高中物理第5章研究力和运动的关系5.3牛顿第二定律课件沪科版必修1
02－v2 解得 s＝ 2a2 ＝4 m
解析
答案
例4 如图2所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向 右下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大 小.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
[延伸思考] 在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动， 这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？ 答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡 车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相 互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动.
答案 8 m/s2
解析 水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1
图3
解得a1＝8 m/s2源自1234解析答案
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？
答案 6 m/s2 解析 水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′ 联立解得：a2＝6 m/s2
此外还有功、功率、压强等.
3.单位制的应用 (1)单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计 算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而 使计算简便. (2)单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定 是错误的.
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
解析
答案
例4 如图2所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间 的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向 右下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大 小.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
[延伸思考] 在地面上，停着一辆卡车，你使出全部力气也不能使卡车做加速运动， 这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？ 答案 不矛盾，牛顿第二定律公式中的F指的是物体受到的合力，大卡 车在水平方向上不只受到推力，还同时受到地面摩擦力的作用，它们相 互平衡，即卡车受到的合力为零，加速度为零，故卡车不做加速运动.
答案 8 m/s2
解析 水平面光滑时物体的受力情况如图甲所示
由牛顿第二定律：Fcos 37°＝ma1
图3
解得a1＝8 m/s2源自1234解析答案
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多大？
答案 6 m/s2 解析 水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°－f＝ma2 N′＋Fsin 37°＝mg f＝μN′ 联立解得：a2＝6 m/s2
此外还有功、功率、压强等.
3.单位制的应用 (1)单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计 算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而 使计算简便. (2)单位制可检查物理量关系式的正误 根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定 是错误的.
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
高中物理第5章研究力和运动的关系第3节牛顿第二定律课件沪科版必修
课时2 物理量与单位制
刷基础
2．[陕西铜川2019高一上期末](多选)导出单位是由基本单位组合而成的，下列说法中正确的是( AD)
A．加速度的单位是m/s2，是由m、s两个基本单位组合而成的
B．加速度的单位是m/s2，由公式a＝vt－v0 可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的 t
C．加速度的单位是m/s2，由公式a＝ F 可知它是由N、kg两个基本单位组合而成的 m
2
解析
猫处于平衡状态，隔离猫进行受力分析，猫受重力、板对它的支持力及板对猫沿斜面向上的摩擦力，
A错误，B正确；木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为
零．将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律有F合＝F猫＋F木板＝0＋2ma(a为木板的加速度)，整体受
到的合力的大小为猫和木板的重力沿斜面方向的分力的大小，即F合＝3mgsin
课时2 物理量与单位制
刷提升
B
解析
面积S的单位是m2，速度v的单位是 m·s-1，密度ρ的单位是kg·m-3，力f的单位是N，即kg· m·s-2，把 a＝1，b＝1, c＝1代入鸟的升力f＝CSavbρc，单位为 Cm2(m·s-1)·(kg·m-3)＝Ckg·s-1，不是力的单位 ，故A错误．同理把a＝1, b＝2, c＝1代入f＝CSavbρc，单位为 Ckg·m·s-2，是力的单位，故B正确． 把a＝1，b＝2, c＝2代入f＝CSavbρc，单位为 Ckg2·s-2·m-2，不是力的单位，故C错误．把a＝2, b＝ 2, c＝2代入f＝CSavbρc，单位为Ckg2·s-2，不是力的单位，故D错误．
定律得Fcos α－μ(Mg－Fsin α)＝Ma， 解得加速度a＝ Fcos α－μ（Mg－Fsin α） ，故选D.