人教版必修第一册ppt课件：第四章运动和力的关系章末复习.pptx
第四章运动和力的关系章末复习,知识网络系统构建,重点题型归纳剖析,知识网络系统构建,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,重点题型归纳剖析,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,一、整体法和隔离法,1.简单连接体简单连接体是指运动中的几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆联系在一起的物体系。简单连接体物体系内的所有物体具有相同的加速度。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2.处理连接体问题的常用方法整体法就是把几个物体组成的系统作为研究对象,分析其受力,再由牛顿运动定律进行处理的方法。隔离法就是把研究对象从背景中隔离出来单独研究的做法,一般情况下,选取一个物体作为研究对象。无论是整体法还是隔离法,对于应用牛顿运动定律处理的问题,都只分析研究对象所受的外力。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【例题1】(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为 a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8B.10C.15D.18,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,答案:BC解析:设该列车厢与P相连的部分为P部分,与Q相连的部分为Q部分。该列车厢有n节,Q部分为n1节,每节车厢质量为m。,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B、C正确。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,整体法与隔离法常涉及的问题类型。(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法。(2)水平面上的连接问题:这类问题一般是连接体(系统)内各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般采用先整体、后隔离的方法。(3)斜面体与物体组成的连接体的问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【变式训练1】如图所示,质量分别为m1和m2的物块由相同的材料制成,且m1m2,将它们用轻细线通过定滑轮连接,不计滑轮轴摩擦。如果按图甲所示放置,两物块刚好做匀速运动。如果互换两物块,按图乙所示放置,那么它们的共同加速度大小为(),2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,答案:C解析:题图甲中,系统做匀速直线运动,受力平衡,m2g=m1g。题图乙中,m1g-m2g=(m1+m2)a,联立解得a=g,C选项正确。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【变式训练2】(多选)如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过定滑轮与A连接,不计滑轮轴摩擦,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态。则()A.B与C之间的摩擦力可能为零B.C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,答案:AC解析:对B受力分析,B受重力、绳的拉力mAg、斜面对B的支持力,B与C之间的摩擦力待定。若mAg=mBgsin,则B与C间无摩擦力;若mAgmBgsin,则摩擦力沿斜面向下;若mAgmBgsin,则B与C间的摩擦力沿斜面向上。由上述分析知A对;把B、C视为整体分析知C一定受到水平向左的摩擦力,水平面对C的支持力小于B、C的总重力,故B、D错,C对。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,二、动力学的图像问题,1.常见的图像形式在动力学与运动学问题中,常见、常用的图像是位移图像(x-t图像)、速度图像(v-t图像)和力的图像(F-t图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而绝非代表物体的运动轨迹。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2.图像问题的分析方法遇到带有物理图像的问题时,要认真分析图像,先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【例题2】如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移s的关系如图乙所示(g取10 m/s2),则下列结论正确的是()A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC.物体的加速度大小为5 m/s2D.物体的质量为3 kg,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,答案:C解析:物体与弹簧分离时,弹簧恢复原长,故A错误。刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有mg=kx,拉力F1为10 N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有F1+kx-mg=ma;物体与弹簧分离后,拉力F2为30 N,根据牛顿第二定律,有F2-mg=ma,代入数据解得m=2 kg,k=5 N/cm,a=5 m/s2,故B、D错误,C正确。此题考查动力学的图像问题,意在培养数形结合能力,提高科学思维。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,解决图像综合问题的关键:(1)把图像与具体的题意、情境结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程。(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【变式训练3】(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面间的动摩擦因数分别为A、B、C。用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是()A.A=B,mAmCD.AC,mAmC,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,答案:ABD,mAmB=mC。当F=0时,a=-g,根据图像可看出,A=BC,故A、B、D正确。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,三、动力学的临界问题,1.临界问题某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态。2.关键词语在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,3.临界问题的常见类型及临界条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触(或脱离)的临界条件是弹力为零。(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力。(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的拉力是有限的,绳子断与不断的临界条件是实际拉力等于它所能承受的最大拉力,绳子松弛的临界条件是绳子上的拉力为零。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,(4)加速度最大(或最小)与速度最大(或最小)的临界条件:当物体在变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受合力最大时,具有最大加速度;当所受合力最小时,具有最小加速度。当出现加速度为零时,物体处于临界状态,对应的速度达到最大值或最小值。4.解题关键正确分析物体运动情况,对临界状态进行判断与分析,其中处于临界状态时存在的独特的物理关系即临界条件。,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课件：第四章运动和力的关系章末复习,【例题3】如图所示,一细线的一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球。试求当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中的拉力FT。,解析:当滑块向左运动的加速度为某一临界值时,斜面对小球的支持力恰好为零(小球将要离开斜面而“飘”起来)。此时小球受重力mg和绳的拉力FT两个力。根据牛顿第二定律有FTcos=maFTsin-mg=0联立两式并将=45代入,解得a=g,即当滑块向左运动的加速度为a=g时,小球恰好对斜面无压力。当a=2g时,小球已“飘”起来了,此时小球的受力情况如图所示,故根据两式并将a=2g代入,解得FT=mg。,处理临界问题常用的方法:(1)极限法解决临界问题一般用极端分析法,即把问题推向极端,分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件,应用物理规律列出在极端情况下的方程,从而找出临界条件。,(2)假设法有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界状态,也可能不会出现临界状态。解决此类问题时,一般用假设法,即假设出现某种临界状态,分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符,然后再根据实际情况进行处理。(3)数学方法将物理方程转化为数学表达式,如二次函数、不等式、三角函数等,然后根据数学中求极值的方法,求出临界条件。,【变式训练4】(2019湖南衡阳期末)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为mg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为()A.mgB.2mgC.3mgD.4mg,答案:C解析:当A、B间的静摩擦力达到最大时,拉力F达到最大,根据牛顿第二定律得对A物体,mg=ma解得a=g对整体,F=(2m+m)a解得F=3ma=3mg故C正确。,四、传送带问题,传送带问题涉及摩擦力的判断、物体运动状态的分析和运动学知识的运用。(1)水平传送带:当传送带水平运动时,应特别注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化。摩擦力的突变,常常导致物体的受力情况和运动状态的突变。当静摩擦力达到最大值时,是物体和传送带恰好保持相对静止的临界状态;滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变(滑动摩擦力为0或变为静摩擦力)。,(2)倾斜传送带:当传送带倾斜时,除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外,还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数和传送带倾斜角度对受力的影响,从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体的运动状态。倾斜传送带问题可分为倾斜向上传送和倾斜向下传送两种情况(物体从静止开始,传送带匀速运动且足够长)。,【例题4】如图所示,传送带与水平地面的夹角为=37,AB的长度为64 m,传送带以20 m/s的速度沿逆时针方向转动,在传送带上端A点无初速度地放上一个质量为8 kg的物体(可视为质点),它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A点运动到B点所用的时间。(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2),答案:4 s,解得t2=2 s,故共用时间t=4 s。此题考查应用牛顿运动定律分析传送带问题,意在培养综合分析能力,形成科学思维。,倾斜传送带处理方法:物体沿着倾斜的传送带向下加速运动到与传送带速度相等时,若tan,物体随传送带一起匀速运动;若tan,物体将以较小的加速度a=gsin-gcos 继续加速运动。,【变式训练5】一水平传送带装置示意图如图所示,绷紧的传送带AB始终保持v=1 m/s 的恒定速率运行,一质量为m=4 kg的行李(可视为质点)无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数=0.1,A、B间的距离l=2 m,g取10 m/s2。,(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小。(2)求行李做匀加速直线运动的时间。(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。答案:(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s,五、滑块木板模型问题,1.模型概述:一个物体在另一个物体上发生相对滑动,两者之间有相对运动。问题涉及两个物体、多个过程,两物体的运动时间、速度、位移间有一定的关系。2.常见的两种位移关系:滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板向同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板向相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度。,3.解题方法:分别隔离两物体,准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系。求解时应注意两个过程间的联系,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。,【例题5】(2019湖南衡阳期末)如图所示,质量为m木=2 kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m=1 kg的滑块(可视为质点)以v0=3.6 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动。已知滑块与木板间的动摩擦因数=0.1,重力加速度g取10 m/s2。,(1)求滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力Ff的大小和方向。(2)求滑块在木板上滑动过程中,滑块加速度的大小。(3)若长木板长l0=4.5 m,试判断滑块与长木板能否达到共同速度。若能,请求出共同速度大小和滑块相对长木板滑行的距离l;若不能,请求出滑块滑离木板的速度和需要的时间。答案:(1)1 N方向向右(2)1 m/s2(3)能1.2 m/s4.32 m,解析:(1)木板所受摩擦力为滑动摩擦力,Ff=mg=1 N方向水平向右。(2)由牛顿第二定律得mg=ma解得a=g=1 m/s2。(3)以木板为研究对象,根据牛顿第二定律,mg=m木a可得木板的加速度a=0.5 m/s2设经过时间t,滑块和长木板达到共同速度v,则对滑块,v=v0-at对长木板,v=at,由以上两式解得,v=1.2 m/s,t=2.4 s,木板的长度最短为l=x2-x1=4.32 m4.5 m,所以两者能达到共同速度。,求解“滑块木板”类问题的方法技巧:(1)搞清各物体初始运动状态对地的运动和相对运动(或相对运动趋势),根据相对运动(或相对运动趋势)情况,确定物体间的摩擦力方向。(2)正确地对各物体进行受力分析,并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度,结合加速度和速度的方向关系确定物体的运动情况。,【变式训练6】如图所示,厚度不计的薄板A长l=5 m,质量mA=5 kg,放在水平地面上。在A上距右端x=3 m处放一物体B(大小不计),其质量mB=2 kg,已知A、B间的动摩擦因数 1=0.1,A与地面间的动摩擦因数2=0.2,原来系统静止。现在薄板的右端施加一大小恒定的水平力F=26 N,持续作用在A上,将A从B下抽出。g取10 m/s2,求:(1)A从B下抽出前,A、B的加速度各是多大;(2)B运动多长时间离开A。,答案:(1)2 m/s21 m/s2(2)2 s解析:(1)对于B,1mBg=mBaB解得aB=1 m/s2对于A,F-1mBg-2(mB+mA)g=mAaA解得aA=2 m/s2。,解得t=2 s。,
