第四章 力与运动复习（教案）-2020年高中同步教与学物理（粤教版必修1）

高中同步教与学·全新教案(活页) 第四章力与运动 专题复习 正交分解与牛顿第二定律 迁移应用 探究引路 1.已知质量为m的木块在大小为F的水平拉力作用下,沿 【例1】如图所示,小物块以4m/s的初速 粗糙水平地面做匀加速直线运动,加速度为a,若在木块上再施 度从倾角为30的斜面底端向上滑,物块与斜面<M 加一个与水平拉力F在同一竖直平面内斜向下的推力F'而不改 变木块加速度的大小和方向,求此推力F与水平拉力F的夹角 间的动摩擦因数为,g取10m/s2,斜面足够 (1)上滑多长时间,速度减小一半? (2)物块上滑的最大距离是多少? 解析确定运动情况,需要知道加速度,首先要进行受力情 况分析 甲 对物抉受力分析,如右图所示,由牛顿第二 解析第一次物体受力情况如图甲所示,根据牛顿第二定 定律得 律,有 nisin30°+F=ma,N- Ingaas30°=0 加速度a=gsin30+ ucoS30°=8m/s2 由式①②得:=(F-m)/mg 物块沿斜面向上做匀减速直线运动,以初速度方向为正 第二次物体受力情况如图乙所示,根据牛顿第二定律列方 向,则a=-8m/s F+FcosB-uN N= mg+ Fsine 两次a相等,由式①②③④得 F-umg=F+F cose-u(mg+F'sino) 即上滑0.25s时,速度减小一样 整理得:Sn1 (2)设上滑0.25时,速度减小一半 tang=mg/(F'-ma) I m a=arctan 答案(1)0.25s(2)1m 答案0= arctan 归纳拓展 所谓正交分解是指把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标 二、牛顿第二定律的瞬时性应用 轴上的方法 探究引路 正交分解是一种常用的矢量运算方法.其实质是将复杂的 【例2】如图所示,一质量为m的小球在水平细线和与竖直 矢量运算转化为简单的代数运算,从而简捷方便地解题 方向成θ角的弹簧作用下处于静止状态,试分析剪断细线的瞬 正交分解法是解牛顿运动定律题目的最基本方法,物体在间,小球加速度的大小和方向 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 解析取小球为研究对象,作出其平衡时的受力示意图如 交分解 图所示,细线拉力大小为:F F=F1+F2x+F3x+…=ma 表示方法 F=F1y+F2y+F3y+…=ma3 为减少矢量的分解,建立坐标系时,确定x轴 正方向有两种方法: (1)分解力不分解加速度,此时一般规定a方向为x轴正方 (2)分解加速度不分解力,此种方法以某个力的方向为x轴 弹簧拉力大小:F 正方向,把加速度分解在x轴和y轴上 若剪断细线,则拉力F突变为零,但弹簧的伸长量不突变 2.在建立正交坐标系时,不管选取哪个方向为x轴正方向,故弹簧的弹力不突变,此时小球只受两个力的作用,在竖直方向 所得的最后结果都一样,但为使解题方便,应考虑尽量减少矢量 上,弹簧拉力的分量仍等于重力,故竖直方向上仍受力平衡;在水 的分解,即要尽量使矢量在坐标轴上 平方向上,弹簧弹力的水平分量: 高中同步教与学·全新教案(活页) F,=Sino=mgsin/cos0=mgtane 三、对力的独立作用原理的理解 探究引路 【例3】如图所示,质量m=2kg的物体放在 光滑水平面上,受到相互垂直的两个水平力F1 F2的作用,且F1=3N,F:=4N,试求物体的加速义 度大小 力F提供加速度,故剪断细线瞬间,小球的加速度大小为 解析方法(一):先求出F1、F2的合力,再求 a=m=gtan,方向水平向右 加速度.利用平行四边形法则,求出F1、F2合力.如图所示,则有 答案a=gtan,方向水平向右 归纳拓展 由牛顿第二定律得物体加速度a≈F5N=2.5m/ 牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的 瞬时作用效果—产生加速度.物体在某一时刻加速度的大 小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和 方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速 度随即也要发生变化,F=ma对运动过程的每一瞬间成立, 加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同 方法(二):先分别求出F1、F2独立作用时的加速度,再用矢 时消失 量法则求出合加速度 迁移应用 由牛顿第二定律有:F1产生加速度a1= 2.如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、 的两根细线上,L的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为0 F2产生加速度a2=F L水平拉直,物体处于平衡状态.现将L2线剪断,求剪断瞬时物 体的加速度 利用平行四边形法则将a1、42合成,如图所示,则有: (1)下面是某同学对该题的一种解法: 答案a的大小为2.5m/s2 设L1线上拉力为T,L2线上拉力为T重力为m物体在《点被两种不同方法求得的加速度相同,说明当物体同 三力作用下保持平衡 时受到