】2012高中物理 第三章牛頓運動定律課件 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______物體運動的原因，而是______物體運動狀態(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．,2. 性質：慣性是一切物體都具有的性質，是物體的______屬性，與物體的受力情況和運動情況______．3. 慣性大小的量度：______是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小．4. 慣性的表現(xiàn),三、牛頓第三定律作用力與反作用力的關系：,自我校對一、1. 勻速直線運動　靜止　迫使2. (1)維持　改變　(2)慣性　慣性定律二、1. 勻速直線運動　靜止　2. 固有　無關　3.

3、質量　4. 運動狀態(tài)　運動狀態(tài)　運動狀態(tài)三、相等　相反　同一條直線上,考點1 牛頓第一定律1. 牛頓第一定律導出了力的概念力是改變物體運動狀態(tài)的原因(運動狀態(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動狀態(tài)的性質，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量，物體的質量越大，慣性就越大，運動狀態(tài)越難改變．慣性與物體是否受力、怎樣受力無關，與物體是否運動、怎樣運動無關，也與物體所處的地理位置無關．,3. 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)在實際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實驗直接驗證，牛頓第一定律是以伽利略“理想實驗”為基礎，經(jīng)過科學抽象，歸納推理而總結出來的．特別提醒 （1）慣性不是一種力，慣性大小反映了改變物

5、體運動狀態(tài)的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)就越難改變；（2）外力作用于物體上能使物體的運動狀態(tài)改變，但不能認為克服或改變了物體慣性。,例1 (2011·南京模擬)如圖所示的一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學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的速度. 這表明可以通過科學進步使小質量的物體獲得大慣性B. 射出槍膛

6、的子彈在運動相當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. 貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這些會改變它的慣性D. 摩托車轉彎時，車手一方面要控制適當?shù)乃俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w稍微向里傾斜，通過調(diào)控人和車的慣性達到行駛目的,【點撥】　質量是物體慣性的唯一量度．【解析】　采用了大功率的發(fā)動機后，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的速度，原因是功率變大了，但慣性不變，選項A錯誤；射出槍

7、膛的子彈在運動相當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B錯誤；貨運列車運行到不同的車站時，通常要摘下或加掛一些車廂，列車的質量改變了，當然它的慣性也就改變了，選項C正確；摩托車轉彎時，車手一方面要控制適當?shù)乃俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w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D錯誤．【答案】　C 點睛筆記 解決關于慣性概念理解的題目時，要緊緊抓住“物體的慣性只與物體的質量有關，質量

8、是慣性的唯一量度，力能夠改變運動的狀態(tài)但不能改變慣性”這一關鍵點，明確物體的慣性與地理位置、運動狀態(tài)、是否受力、速度大小等因素均無關.,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)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玻璃而帶來的傷害，選項D正確．【答案】　D,考點2 牛頓第三定律1. 作用力與反作用力的關系,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，一對平衡力的作用點在同一個物體上，一對相互作用力的作用點在兩個物體上.例2 (自編題)在2010年《中國達人秀》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，若不計繩子的質量，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，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)拉動車子是因為肖阿姨的頭發(fā)對繩子的拉力等于車子受地面的最大靜摩擦力,【點撥】　(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拉繩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拉繩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，與運動狀態(tài)無關．而同一根繩子上的張力處處相等，所以頭發(fā)拉繩子的力和車拉繩子的力在任何情況下都相等，A選項錯誤

12、，C選項正確；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選項錯誤；當繩子對車的力大于車子的最大靜摩擦力時，車子受到的合外力不為零，車子前進，D選項錯誤．【答案】　C點睛筆記 應用牛頓第三定律分析問題時應注意（1）不能憑日常觀察的直覺印象隨便下結論，分析問題需嚴格依據(jù)科學理論；（2）理解應用牛頓第三定律時，一定要抓住“總是”二字，即作用力與反作用力的這種關系與物體的運動狀態(tài)無關；（3）與平

13、衡力區(qū)別應抓住作用力和反作用力分別作用在兩個物體上.,2. (改編題)中國探月工程二期的技術先導星“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”運載火箭發(fā)射升空. 下面關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，但也無法獲得前進的動力D. 飛船進入運行軌道之后，與地球之間沒有力的作用,【解析】　火箭升空時，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，噴出的氣體同時對火箭產(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，因而B、C錯誤，A正確；當飛船進入軌道后，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錯誤. 【答案】　A,在分析力學問題時，誤認為運動的物體就一定受到力的作用，且運動物體的運動方向與其受力方向相同，速度越大，則物體受力越大．因此，必須深刻認識到力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因．例　關于力和運動的關系，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、 物體朝什么方向運動，則這個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,【錯解】　ABCD【正解】　該題錯選的主要原因就對基本概念理解不深刻，且受日常錯誤觀念的影響．誤認為只有有力作用在物體上物體才會運動，撤去外力物體就停下來．實際上力是改變物體運動的原因，而不是維持物體運動的原因，物體勻速運動時合外力為零，合外力不為零時物體的速度(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______，跟物體的質量成______，加速度的方向與____________相同．2. 表達式：____________，反映了物體運動的加速度與合外力的瞬時對應關系．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)、低速運動(遠小于光速)的情況.

18、,二、運動學兩類基本問題1．已知受力情況求物體的______情況．2．已知運動情況求物體的______情況．其中加速度是聯(lián)系運動和受力的重要“橋梁”，將運動學規(guī)律和牛頓第二定律相結合是解決問題的基本思路．三、單位制及其基本單位和導出單位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. 力學中的基本物理量有______、______、______，它們的國際單位分別是___

19、_、____、_____.(2)導出單位是由基本單位根據(jù)__________推導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. 運動　2. 受力三、1. 基本　導出　(1)長度　質量　時間　米　千克　秒　(2)物理關系　2. 米　千克　秒　A　K　mol,考點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性的進一步理解——輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較,特別提醒 物體在每一瞬時的加速度只決定于這一瞬時的合力，而與這一瞬時之前或之后的合外力沒有關系.當物體受力突然變化時，物體的加速度也會瞬時發(fā)

21、生變化.但是速度在該瞬間是不變的，因為速度的變化需要過程的積累.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？【點撥】　(1) 其他力改變時，彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生改變．(2) 其他力改變時，細繩上的彈力可以瞬間發(fā)生改變．,點睛筆記 解決關于牛頓第二定律的瞬時性問題時，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)力和運動的關系解題；在判斷彈力變化時，當物體用質量不計的彈簧連接時彈簧的形變需要時間，在變化的瞬時形變來不及恢復，彈力不變；而當物體是用質量不計的輕繩連接時，繩認為是彈性極好的彈性體，其形變的恢復不需要時間，可以突變.,(2010·全國高考卷Ⅰ)如圖所示，輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連，下端與另一質量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)

23、將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，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，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2 解決兩類動力學問題的基本方法及步驟1. 兩類動力學問題的解題思路,(1)物體的運動情況是由所受的力及物體運動的初始狀態(tài)共同決定的．(2)兩類動力學問題中加速度是聯(lián)系力和運動的“橋梁”．2. 應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動情況，必要時畫好受力示意圖和運動過程示意圖．

25、(3)根據(jù)牛頓第二定律和運動公式列方程．(4)檢查答案是否完整、合理，必要時需進行討論．,例2 (2009·江蘇高考卷)航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質量m＝2 kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F＝28 N．試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升．設飛行器飛行時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時到達高度H＝64 m．求飛行器所受阻力f的大小．(2)第二次試飛，飛

26、行器飛行t2＝6 s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能達到的最大高度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升力的最長時間t3.【點撥】　分析飛行器的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，再利用運動學公式列出關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，設加速度大小為a1，勻加速運動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，設失去升力時的速度為v1，上升的高度為h1，勻加速運動h1＝a1t22/2＝2×62/2＝36 m，設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所重點中學高三聯(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.下雨時我們會明顯感覺到雨點越大，雨點對雨傘的沖擊力也就越大，這一現(xiàn)象能否說明雨點越大，雨點落到地面的速度也就越大呢？現(xiàn)已知雨點下落過程受到空氣阻力與雨點的最大橫截面積成正比，與雨點下落的速度v的平方成正比，即f＝kv2(其中k為比例系數(shù))．雨點接近地面時近似看做勻速直線運動，重力加速度為g.若把雨點看做球形，其半徑為r

29、，球體的體積為4π3/3，雨點的密度為ρ.求：(1)雨點最終的運動速度vm(用ρ、r、g、k表示)．(2)雨點的速度達到vm/2時，雨點的加速度a的大小．,【正解】　上述解法錯在對這一物理過程的認識．傳送帶上輕放的物體的運動有可能分為兩個過程．一是在滑動摩擦力作用下做勻加速直線運動；二是達到與傳送帶相同速度后，無相對運動，也無摩擦力，物體開始做勻速直線運動．關鍵問題應分析出什么時候達到傳送帶的速度，才可以對問題進行解答．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的勻加速運動．據(jù)牛頓第二定律：F＝ma，水平方向：f＝ma①豎直方向：N－mg＝0②f＝μN③由式①②③解得a＝5 m/s2,設經(jīng)時間t1，物體速度達到傳送帶的速度，據(jù)勻加速直線運動的速度公式vt＝v0＋at④解得t1＝0.4 s.時間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，物體的速度與傳送帶的速度相同，物體0.4 s后無摩擦力，開始做勻速運動s2＝v2t2⑤因為s2＝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，把所研究的對象作為一個_____

32、___來處理的方法，當整體受到的外力已知時，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行研究，最終得出結論的方法．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________．應用牛頓第二定律列方程時不考慮內(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的對應著超重或失重,2. 關于超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的幾個問題,【解析】　分析木箱靜止時的受力情況，此時物塊對箱頂有壓力，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，當物塊對箱頂剛好無壓

34、力時，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)，所以木箱的運動狀態(tài)可能為加速上升或減速下降，D正確．【答案】　D點睛筆記 物體超重和失重的實質是物體具有豎直方向的加速度，當加速度向上時，物體的運動狀態(tài)一定是超重狀態(tài)；當加速度向下時，物體的運動狀態(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時間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運行的v

35、73;t圖可能是(取電梯向上運動的方向為正) (　　),【解析】　由圖可知，在t0～t1時間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實際重量，則處于失重狀態(tài)，此時具有向下的加速度；在t1～t2階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量，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．若電梯向下運動，則t0～t1時間內(nèi)向下加速，t1～t2階段勻速運動，t2～t3階段減速下降，A正確，BD錯誤，C項t0～t1

36、內(nèi)超重，不符合題意．【答案】　A,考點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化，往往兩種方法交替運用，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，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，運動員手拉繩索向上攀

37、登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神．為了探究上升過程中運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的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示．設運動員的質量為65 kg，吊椅的質量為15 kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦．重力加速度取g＝10 m/s2.當運動員與吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升時，試求：(1)運動員豎直向下拉繩的力．(

38、2)運動員對吊椅的壓力．,【點撥】　(1)先用整體法求加速度，后用隔離法求運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)設運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.對運動員和吊椅整體進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動員豎直向下拉繩

39、的力F′＝440 N.,(2)設吊椅對運動員的支持力為N，對運動員進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，運動員對吊椅的壓力也為275 N.解法二：設運動員和吊椅的質量分別為M和m；運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，繩對運動員的拉力大小為F，吊椅對運動員的支持力為N.分別以運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,點睛筆記 運用整體法分析問題時，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小各方向均應相同，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），應采用隔離法求解,2. (2011·重慶模擬)質量為M的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質量為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的方向為正方向，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′三個力作用，處于平衡狀態(tài)，有：N＋F′－Mg＝0②因為F＝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3 臨界與極值問題力學中的臨界問題指一種運動形式(或物理過程和物理狀態(tài))轉變?yōu)榱硪环N運動形式(或物理過程和物理狀態(tài))時，可能存在一個過渡的轉折點，這時物體所處的狀態(tài)通常稱為臨界狀態(tài)，與之相關的物理條件則稱為臨界條件. 解答臨界問題的關鍵是找出臨界條件．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上系一細線，細線所能承受的最大拉力是20 N，現(xiàn)水平向右拉細線，g取10 m/s2，則 (　　)A. 當拉力F＜12 N時，A靜止不動B. 當拉力F＞12 N時，A相對B滑動C. 當拉

44、力F＝16 N時，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A、B共同運動時的最大加速度為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F＜Fmax＝48 N時，A、B相對靜止. 因為地面光滑，故A錯誤．當F大于12 N而小于48 N時，A相對B靜止，B錯誤．當F＝16 N時，其加

45、速度a＝2 m/s2.對B：f＝4 N，故C錯誤．因為細線的最大拉力為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)．一個質量為0.2 kg的小球用細線吊在傾角θ＝53°的斜面頂端，如圖所示，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以10 m/s2的加速度向右做加速運動時，繩的拉力為________N，斜面對

46、小球的彈力為________N．(g取10 m/s2)【錯解】　對物理過程缺乏清醒認識，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，誤認為繩子仍然與斜面平行．,實驗四 探究加速度與力、質量的關系,實驗目的1. 學會用控制變量法研究物理規(guī)律．2. 驗證牛頓第二定律．3. 掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．實驗原理探究加速度a與力F及質量M的關系時，應用的基本方法是控制變量法，即先控制一個參量——小車的質量M不

47、變，討論加速度a與力F的關系，再控制砝碼和小盤的質量不變，即力F不變，改變小車質量M，討論加速度a與M的關系．實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板，小盤、砝碼、夾子、細繩、低壓交流電源、導線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺.,實驗步驟1. 用天平測出小車和小盤的質量M和M′，把數(shù)值記錄下來. 2. 按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細線系在小車上(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，反復移動木板的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速運動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運動時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，打點計時器在紙帶上打下一系列的點. 打點完成后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標上紙帶號碼．,5. 保持小車及車內(nèi)砝碼的質量不變，在小盤內(nèi)放入質量為m′的砝碼，重復步驟4

49、，在小盤內(nèi)分別放入質量為m′，m″，m…的砝碼，再重復步驟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，標明計數(shù)測量計數(shù)點間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值. 7. 用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，根據(jù)實驗結果在坐標平面上畫出相應的點．若這些點在一條直線上， 便證明了加速度與作用力成正比. 8. 保持砝碼和小盤的質量不變，在小車上依次加砝碼(也需作好記錄)，重復上

50、述步驟，用縱坐標表示加速度a, 橫坐標表示小車砝碼總質量的倒數(shù)，在坐標平面上根據(jù)實驗結果畫出相應的點，如果這些點是在一條直線上，就證明加速度與質量成反比.,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關系圖象如圖所示. 通過a­F關系圖象，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1. 一定要做好平衡摩擦力的

51、工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，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，不要把懸掛小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著打點的紙帶運動．2. 實驗步驟2、3不需要重復，即整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質量還是改變小車和砝碼的總質量，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量遠大于小盤和砝碼的總質量的條件下打出．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. 改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，再放開小車，且應在小車到達滑輪前按住小車．5. 作圖象時，要使盡可能多的點分布在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線兩側．6. 作圖時兩軸標度比例要選擇適當，各量須采用國際單位．這樣作圖線時，坐標點間距不至于過密，誤差會減?。?7. 提高測量精度(1)應舍掉紙帶上開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地

53、方找一個起點．(2)可以把每打五次點的時間作為時間單位，即從開始點起，每五個點標出一個計數(shù)點，而相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝0.1 s.誤差分析1. 質量的測量誤差，紙帶上打點計時器打點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. 因實驗原理不完善造成誤差：本實驗中用重物的重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力要小于重物的重力)，存在系統(tǒng)誤差. 重物質量越接近小車的質量，誤差就越大；反之，重物質量越小于

54、小車的質量，誤差就越小. 3. 平衡摩擦力不準造成誤差：在平衡摩擦力時，除了不掛重物外，其他的都跟正式實驗一樣(比如要掛好紙帶、接通打點計時器)，勻速運動的標志是打點計時器打出的紙帶上各點的距離相等. 實驗改進本實驗中可以用氣墊導軌來代替長木板，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，借助于計算機來處理．,例1 在探究加速度與力、質量的關系實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤

55、及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算得出．(1)當M與m的大小關系滿足________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．(2)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測加速度a與質量M的關系，應該做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)．實驗裝置如圖所示，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，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接. 打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點.,(1) 圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是

57、計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖所示. 根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a＝________(保留三位有效數(shù)字). (2)回答下列兩個問題：①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有______．(填入所選物理量前的字母)A. 木板的長度lB. 木板的質量m1C. 滑塊的質量m2D. 托盤和砝碼的總質量m3E. 滑塊運動的時間t②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是__________

58、______________________________________________________________．,例3　(創(chuàng)新實驗設計)某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系．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小．再將木板放回原處并按住，繼續(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動到PQ處的時間．(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)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關系．下列圖象能表示該同學實驗結果的是________．(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驗數(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驗精度,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．如豎直上拋運動的對稱、振動過程的對稱、某些電路和光路的對稱等，應用對稱法不僅能幫助我們認識基本規(guī)律，而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題，還

61、可以避免復雜的數(shù)學演算和推導，直接抓住問題的實質．,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)點的高度是多少？【解析】　豎直上拋運動是對稱性運動．上升過程跟下降過程關于最高點對稱．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，該圓處于勻強電場中，場強為E，在圓周平面內(nèi)，將一帶正電q的小球從a點以相同的動能拋出，拋出方向不同時，小球會經(jīng)過圓周上不同的點，在這些所有的點中，到達c點時小球的動能最大．已知∠cab＝30°，若不計重力和空氣阻力，試求： 甲(1)電場方向與直徑ab間的夾角

63、θ.(2)若小球在a點時初速度方向與電場方向垂直，小球恰好能落在c點，則初動能為多少．,【解析】　由于從a點以相同的初動能沿不同方向拋出的小球到達圓周上的各點時，其中到達c點的小球動能最大，因此過c點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點垂直于電場線拋出的小球可按類平拋運動處理．(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，且以經(jīng)過