学案与测评物理鲁科版必修一牛顿运动定律省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、考纲点击1.牛顿运动定律及牛顿定律应用 2.超重和失重 3.单位制:要知道中学物理中包括国际单位制基本单位和其它物理量单位包含小时、分、升、电子伏特(eV)说明:知道国际单位制中要求单位符号试验四:探究加速度与力、质量关系第1页备考导读1.牛顿运动定律是经典物理学中最基本、最主要规律,也是高考命题热点正确了解了解惯性概念,了解力和运动关系,并能熟练地应用牛顿第二定律分析和计算问题是高考考查重点2.近几年高考对牛顿运动定律考查侧重于单个物体分析和计算,在今后高考命题中常结合弹簧及实际问题进行考查,综合性题目标考查趋向于处理、生活、科技、工业生产等很多问题同时注意电场、磁场联络.第2页第第1节节
2、牛顿第一定律牛顿第一定律 牛顿第三定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持_状态或_状态,除非作用在它上面力_它改变这种状态.2.意义(1)指出力不是_物体运动原因,而是_物体运动状态原因,即力是产生加速度原因(2)指出一切物体都有_,所以牛顿第一定律又称_二、惯性二、惯性1.定义:物体保持原来_状态或_状态性质第3页2.性质:惯性是一切物体都含有性质,是物体_属性,与物体受力情况和运动情况_3.惯性大小量度:_是惯性大小唯一量度,质量大物体惯性大,质量小物体惯性小4.惯性表现受力情况惯性表现物体在不受外力或所受合外力为零时使物体保持原来_不变物体受到外力时运动
3、状态改变难易程度;惯性大,物体_不易改变;惯性小,物体_轻易改变第4页三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律作用力与反作用力关系:自我校对自我校对一、1.匀速直线运动静止迫使2.(1)维持改变(2)惯性惯性定律二、1.匀速直线运动静止2.固有无关3.质量4.运动状态运动状态运动状态三、相等相反同一条直线上第5页考点考点1 牛顿第一定律牛顿第一定律1.牛顿第一定律导出了力概念力是改变物体运动状态原因(运动状态指物体速度)又依据加速度定义av/t,有速度改变就一定有加速度,所以能够说力是物体产生加速度原因(不能说“力是产生速度原因”、也不能说“力是维持速度原因”)2.牛顿第一定律引出了惯性概念一切物体都
4、有保持原有运动状态性质,这就是惯性惯性是物体固有属性,一切物体都含有惯性惯性大小唯一量度是物体质量,物体质量越大,惯性就越大,运动状态越难改变惯性与物体是否受力、怎样受力无关,与物体是否运动、怎样运动无关,也与物体所处地理位置无关第6页3.牛顿第一定律描述是理想化状态在实际中不受力物体是不存在,牛顿第一定律不能用试验直接验证,牛顿第一定律是以伽利略“理想试验”为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来尤其提醒尤其提醒(1)惯性不是一个力,惯性大小反应了改变物体运动状态难易程度,物体惯性越大,它运动状态就越难改变;(2)外力作用于物体上能使物体运动状态改变,但不能认为克服或改变了物体惯性。第7页例
5、1 (2011南京模拟)如图所示一些实际生活中现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确是 ()A.采用了大功率发动机后,某些一级方程式赛车速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机速度.这表明可以经过科学进步使小质量物体获得大惯性B.射出枪膛子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它惯性小了C.货运列车运行到不一样车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这些会改变它惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当速度,其次要将身体稍微向里倾斜,经过调控人和车惯性达到行驶目第8页【点拨】质量是物体惯性唯一量度【解析】采用了大功率发动机后,某些一级方程式赛车速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机速度,原因是功
6、率变大了,但惯性不变,选项A错误;射出枪膛子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,原因是子弹具有动能过小,但惯性不变,选项B错误;货运列车运行到不一样车站时,通常要摘下或加挂一些车厢,列车质量改变了,当然它惯性也就改变了,选项C正确;摩托车转弯时,车手一方面要控制适当速度,其次要将身体稍微向里倾斜,调控人和车重心位置,但整体惯性不变,选项D错误【答案】C 点睛笔记 解决关于惯性概念理解题目时,要紧紧抓住“物体惯性只与物体质量有关,质量是惯性唯一量度,力能够改变运动状态但不能改变惯性”这一关键点,明确物体惯性与地理位置、运动状态、是否受力、速度大小等因素均无关.第9页1.我国道路交通安全法
7、中要求:各种小型车辆前排乘坐人(包含司机)必须系好安全带,对此以下说法正确是()A.系好安全带能够减小惯性B.是否系好安全带改变了人和车惯性C.系好安全带能够预防因车惯性而造成伤害D.系好安全带能够预防因人惯性而造成伤害【解析】是否系好安全带与人和车惯性无任何关系,但系好安全带能够预防因车急停,乘客因为惯性而前倾碰撞到前面驾驶台或挡风玻璃而带来伤害,选项D正确【答案】D第10页考点考点2 牛顿第三定律牛顿第三定律1.作用力与反作用力关系第11页2.相互作用力与平衡力比较相互作用力与平衡力比较作用力与反作用力平衡力不一样点受力物体作用在两个相互作用物体上作用在同一物体上叠加性两力作用效果不能叠加
8、,不能求协力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求协力且协力为零依赖关系相互依存,不能单独存在,同时产生,同时改变,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个能够依然存在力性质两力性质相同两力能够性质相同,也能够性质不一样相同点力关系大小相等、方向相反、作用在同一条直线上第12页尤其提醒 一对相互作用力和一对平衡力最直观区分是作用点,一对平衡力作用点在同一个物体上,一对相互作用力作用点在两个物体上.例2 (自编题)在中国达人秀节目中,五十五岁肖阿姨是一位普普通通家庭主妇,她展示才艺竟然是头发拉车一辆车再加上车上坐五个人,肖阿姨仅用自己头发就将它们连人带车拖动了十几米,评委和观众看得目瞪口呆,若不计绳子
9、质量,则以下说法正确是()A.因肖阿姨拉动了车子,所以肖阿姨头发拉绳子力大于车子拉绳子力B.肖阿姨拉不动车子时,头发拉绳子力才和车子拉绳子力大小相等,作用效果相互抵消C.不论什么情况,头发拉绳子力和车子拉绳子力大小总是相等D.肖阿姨能够用头发拉动车子是因为肖阿姨头发对绳子拉力等于车子受地面最大静摩擦力第13页【点拨】(1)头发拉绳子力和绳子拉头发力,以及绳子拉车力和车拉绳子力是作用力和反作用力(2)同一根绳子上张力处处相等【解析】头发拉绳子力和绳子拉头发力,以及绳子拉车力和车拉绳子力是作用力和反作用力,在任何情况下都大小相等方向相反,与运动状态无关而同一根绳子上张力处处相等,所以头发拉绳子力和
10、车拉绳子力在任何情况下都相等,A选项错误,C选项正确;头发拉绳子力和车子拉绳子力作用在不一样物体上,不是平衡力,所以效果不可能抵消,B选项错误;当绳子对车力大于车子最大静摩擦力时,车子受到合外力不为零,车子前进,D选项错误【答案】C点睛笔记 应用牛顿第三定律分析问题时应注意(1)不能凭日常观察直觉印象随便下结论,分析问题需严格依据科学理论;(2)了解应用牛顿第三定律时,一定要抓住“总是”二字,即作用力与反作用力这种关系与物体运动状态无关;(3)与平衡力区分应抓住作用力和反作用力分别作用在两个物体上.第14页2.(改编题)中国探月工程二期技术先导星“嫦娥二号”,于10月1日黄昏在西昌卫星发射中心
11、由“长征三号丙”运载火箭发射升空.下面关于飞船与火箭起飞情形,叙述正确是 ()A.火箭尾部向下喷气,喷出气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭取得了向上推力B.火箭尾部喷出气体对空气产生一个作用力,空气反作用力使火箭取得飞行动力C.火箭飞出大气层后,因为没有空气,火箭即使向下喷气,但也无法取得前进动力D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间没有力作用第15页【解析】火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出气体是一对相互作用物体,火箭向下喷气时,喷出气体同时对火箭产生向上反作用力,即为火箭上升推力,此动力并不是由周围空气对火箭反作用力提供,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关,因而B
12、、C错误,A正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,D错误.【答案】A第16页在分析力学问题时,误认为运动物体就一定受到力作用,且运动物体运动方向与其受力方向相同,速度越大,则物体受力越大所以,必须深刻认识到力不是维持物体运动原因,而是改变物体运动状态原因例例关于力和运动关系,以下说法中正确是()A.物体速度不停增大,表示物体必受力作用B.物体位移不停增大,表示物体必受力作用C.物体朝什么方向运动,则这个方向上物体必受力作用D.物体速度大小不变,则其所受协力必为零第17页【错解】ABCD【正解】该题错选主要原因就对基
13、本概念了解不深刻,且受日常错误观念影响误认为只有有力作用在物体上物体才会运动,撤去外力物体就停下来实际上力是改变物体运动原因,而不是维持物体运动原因,物体匀速运动时合外力为零,合外力不为零时物体速度(大小、方向)一定发生改变【答案】A第18页第第2节节 牛顿第二定律牛顿第二定律 动力学两类基本问题动力学两类基本问题一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度大小跟作用力成_,跟物体质量成_,加速度方向与_相同2.表示式:_,反应了物体运动加速度与合外力瞬时对应关系3.适用范围(1)牛顿第二定律只适合用于_参考系(相对地面静止或匀速直线运动参考系)(2)牛顿第二定律只适合用于_物体(相对
14、于分子、原子)、低速运动(远小于光速)情况.第19页二、运动学两类基本问题二、运动学两类基本问题1已知受力情况求物体_情况2已知运动情况求物体_情况其中加速度是联络运动和受力主要“桥梁”,将运动学规律和牛顿第二定律相结合是处理问题基本思绪三、单位制及其基本单位和导出单位1.单位制:_单位和_单位共同组成了单位制.(1)基本单位:基本物理量单位.力学中基本物理量有_、_、_,它们国际单位分别是_、_、_.(2)导出单位是由基本单位依据_推导出来其它物理量单位有力(N)、速度(m/s)、加速度(m/s2)等第20页2.国际单位制中基本物理量和基本单位国际单位制中基本物理量和基本单位物理量名称物理量
15、符号单位名称单位符号长度lm质量mkg时间ts电流I安(培)热力学温度T开(尔文)物质量n摩(尔)发光强度I坎(德拉)cd第21页尤其提醒尤其提醒(1)有些物理单位属于基本单位,但不是国际单位,如厘米、克、小时等;(2)有些单位属于国际单位,但不是基本单位,如米/秒(m/s)、帕斯卡、牛(顿)等.自我校对自我校对一、1.正比反比作用力方向2.Fma3.(1)惯性(2)宏观二、1.运动2.受力三、1.基本导出(1)长度质量时间米千克秒(2)物理关系2.米千克秒AKmol第22页考点考点1 牛顿第二定律牛顿第二定律1.牛顿第二定律特征因果性合外力是产生加速度原因,加速度是协力外产生结果瞬时性加速度
16、与合外力对应同一时刻,任何一个瞬时都含有大小、方向上对应关系,合外力发生改变时,加速度也随之改变同一性(1)Fma中,F、m、a对应同一物体或同一系统(2)Fma中,各物理量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上每一个力各自产生加速度都遵从牛顿第二定律(2)物体实际加速度等于每个力产生加速度矢量和(3)合外力和加速度在各个方向上各自分量也遵从牛顿第二定律,即Fxmax,Fymay不足(1)只适适用于宏观、低速运动物体,不适适用于微观、高速运动粒子(2)物体加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动参考系(惯性系)而言第23页2.牛顿第二定律瞬时性深入了解轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型比
17、较特征模型质量内部弹力受外力时形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳不计处处相等微小能够突变只有拉力没有压力橡皮绳较大普通不能突变只有拉力没有压力轻弹簧较大普通不能突变既可有拉力也可有压力轻杆微小不计能够突变现有拉力也可有支持力第24页尤其提醒尤其提醒 物体在每一瞬时加速度只决定于这一瞬时协力,而与这一瞬时之前或之后合外力没相关系.当物体受力突然改变时,物体加速度也会瞬时发生改变.不过速度在该瞬间是不变,因为速度改变需要过程积累.例例1 如图所表示,小球用水平弹簧系住,并用倾角为30光滑板AB托着,当板AB突然向下撤离瞬间,球加速度为多大?若改用水平细绳系住,在板AB突然向下撤离瞬间小球加速度又为
18、多大?【点拨】(1)其它力改变时,弹簧弹力不能在瞬间发生改变(2)其它力改变时,细绳上弹力能够瞬间发生改变第25页第26页点睛笔记点睛笔记 处理关于牛顿第二定律瞬时性问题时,首先依据外界条件改变判断弹力怎样改变,然后依据力和运动关系解题;在判断弹力改变时,当物体用质量不计弹簧连接时弹簧形变需要时间,在改变瞬时形变来不及恢复,弹力不变;而当物体是用质量不计轻绳连接时,绳认为是弹性极好弹性体,其形变恢复不需要时间,能够突变.1.(全国高考卷)如图所表示,轻弹簧上端与一质量为m木块1相连,下端与另一质量为M木块2相连,整个系统置于水平放置光滑木板上,并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后
19、瞬间,木块1、2加速度大小分别为a1、a2,重力加速度大小为g.则有()A.a1g,a2gB.a10,a2gC.a10,a2(m+M)g /M D.a1g,a2(m+M)g /M 第27页【解析】在抽出木板瞬时,弹簧对1支持力和对2压力并未改变,对1物体受重力和支持力,mgF,a10.对2物体受重力和压力,依据牛顿第二定律a2(F+Mg)/M(m+M)g /M.【答案】C考点考点2 处理两类动力学问题基本方法及步骤处理两类动力学问题基本方法及步骤1.两类动力学问题解题思绪第28页(1)物体运动情况是由所受力及物体运动初始状态共同决定(2)两类动力学问题中加速度是联络力和运动“桥梁”2.应用牛顿
20、第二定律解题步骤(1)经过审题灵活地选取研究对象,明确物理过程(2)分析研究对象受力情况和运动情况,必要时画好受力示意图和运动过程示意图(3)依据牛顿第二定律和运动公式列方程(4)检验答案是否完整、合理,必要时需进行讨论第29页例例2 (江苏高考卷)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m2 kg,动力系统提供恒定升力F28 N试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受阻力大小不变,g取10 m/s 2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t18 s时抵达高度H64 m求飞行器所受阻力f大小(2)第二次试飞,飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障,飞行器马上失去升力求飞行器能抵达最大高度
21、h.(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力最长时间t3.【点拨】分析飞行器受力情况,依据牛顿第二定律列方程,再利用运动学公式列出关于位移和速度方程,联立方程即可求解 第30页【解析】(1)第一次飞行中,设加速度大小为a1,匀加速运动Ha1t12/2由牛顿第二定律Fmgfma1由两式并代入数据可解得f4 N.第31页(2)第二次飞行中,设失去升力时速度为v1,上升高度为h1,匀加速运动h1a1t22/2262/236 m,设失去升力后加速度大小为a2,上升高度为h2,由牛顿第二定律mgfma2,可得a212 m/s2.v1a1t226 m/s 12 m/s,h2v1/(2
22、a2)122/(212)m6 m,解得hh1h242 m.第32页第33页2.(湖北省100所重点中学高三联考)我国降雨展现南多北少局面,有资料表明武汉市年平均降雨量为1 260 mm.下雨时我们会显著感觉到雨点越大,雨点对雨伞冲击力也就越大,这一现象能否说明雨点越大,雨点落到地面速度也就越大呢?现已知雨点下落过程受到空气阻力与雨点最大横截面积成正比,与雨点下落速度v平方成正比,即fkv2(其中k为百分比系数)雨点靠近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.若把雨点看做球形,其半径为r,球体体积为43/3,雨点密度为.求:(1)雨点最终运动速度vm(用、r、g、k表示)(2)雨点速度到达v
23、m/2时,雨点加速度a大小第34页第35页第36页【正解】上述解法错在对这一物理过程认识传送带上轻放物体运动有可能分为两个过程一是在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动;二是到达与传送带相同速度后,无相对运动,也无摩擦力,物体开始做匀速直线运动关键问题应分析出什么时候到达传送带速度,才能够对问题进行解答以传送带上轻放物体为研究对象,如图所表示,在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做v00匀加速运动据牛顿第二定律:Fma,水平方向:fma竖直方向:Nmg0fN由式解得a5 m/s2第37页设经时间t1,物体速度到达传送带速度,据匀加速直线运动速度公式vtv0at解得t10.4 s.时间
24、t1内物体位移s1at2/250.42/2 m0.4 m10 m.物体位移为0.4 m时,物体速度与传送带速度相同,物体0.4 s后无摩擦力,开始做匀速运动s2v2t2因为s2ss110 m0.4 m9.6 m,v22 m/s,代入式得t24.8 s.则传送10 m所需时间为t0.4 s4.8 s5.2 s.【答案】5.2 s第38页第第3节节 牛顿第二定律应用牛顿第二定律应用一、超重和失重一、超重和失重分类受力特征运动特征(产生条件)运动状态超重物体对支持物压力(或对悬挂物拉力,也叫视重)_物体所受重力现象物体含有_加速度向上_运动或向下_运动失重物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)_物体所受
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