1、2012年12月23教案物理必修一第四章力與運動一、知識回顧1牛頓第一定律：一切物體總保持 運動狀態或 狀態，直到有 迫使它改變這種狀態為止。它揭示了物體不受外力作用時的運動情況，使人們明白了力不是 物體運動的原因，而是 物體運動的原因。2慣性：物體保持原來的 運動狀態或 狀態的性質。任何物體，無論處于什么狀態，都具有 ；物體的運動并不需要 來維持；慣性是物體的固有性質。3加速度與物體所受合外力的關系：當物體的質量保持不變，物體受到的合外力逐漸增大時，其加速度將 ；反之，物體受到的合外力逐漸減小時，其加速度將 ；4加速度與物體質量的關系：當物體所受的合外力大小保持不變時，物體質量越大，其加速度

2、將 ；反之，則 ； 5牛頓第二定律：物體的加速度跟所受合外力成 ，跟物體的質量成 ，加速度的方向跟合外力的方向 。數學表達式：F= 。6應用牛頓第二定律的問題常分為兩類：一是已知物體的受力情況，確定物體的 情況。二是已知物體的運動情況，確定物體的 情況。7超重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力） 物體所受的重力的情況。失重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力） 物體所受的重力的情況。如果一個物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）為 ，這種情況稱為完全失重現象。8 國際單位制的基本單位有7個，其中與力學有關的有3個，分別是：長度的單位 、質量的單位 和時間的單位 。二、 應用牛頓第二定律的

3、兩種方法：1 正交分解法及其兩種基本方法：（1） 分解力而不分解加速度。通常以加速度a的方向為x軸正方向建立直角坐標系，將物體所受的各個力分解在x軸和Y軸上，分別求得x軸和Y軸上的合力和根據力的獨立作用原理，各個方向上的力分別產生各自的加速度，得方程組求解。（2）分解加速度。若物體受幾個互相垂直的力作用，應用牛頓定律求解時，若分解的力太多，比較繁瑣，所以在建立直角坐標系時，可根據物體受力情況，使盡可能多的力位于兩坐標軸上而分解加速度a，得ax和ay，根據牛頓第二定律得方程組求解。這種方法一般是在以某個力的方向為x軸正方向時，其他力都落在兩個坐標軸上而不需再分解的情況下應用。（3） 說明：在建立

4、直角坐標系時，不管選取哪個方向為x軸正方向，所得的最后結果都一樣，但為使解題方便，應考慮盡量減少矢量的分解，即要盡量使矢量在坐標軸上。在兩種分解法中一般只分解一種物理量，而不同時分解兩種物理量。物體受兩個力作用時，也可不用正交分解法而采用合成法。2 整體法和隔離法分析連接體問題：（1） 連接體：由幾個物體疊放在一起或并排擠壓放在一起，或用細繩、細桿了解在一起構成的物體組，叫做連接體。解決連接體的方法有整體法和隔離法。（2） 隔離法：對連接體的某一部分實施隔離，把它孤立出來作為研究對象的解題方法叫隔離法。被隔離的可以是研究對象，也可以是研究過程，采用隔離法的好處在于可以將原來是系統的內力轉化為研

5、究對象所受的外力，可以將一個連續的物理過程分為若干個分過程，這樣可以使較為復雜的問題轉化為相對簡單問題。（3） 整體法：如果各個研究對象或研究過程遵守相同的規律，則可把各個不同的過程或不同的研究對象作為一個整體來研究的方法，稱為整體法。對那些不涉及系統內力，各部分運動狀態又相同的物理問題，常采用整體法分析。（4） 說明： 解答問題時，絕不能把整體法和隔離法對立起來，而應該把這兩種方法結合起來，從具體問題的實際情況出發，靈活選取研究對象，恰當選擇使用隔離法和整體法。 在使用隔離法解題時，所選取的隔離對象可以是系統中的某一個物體，也可以是系統中的某一部分物體（包含兩個或兩個以上的單個物體），而這“

6、某一部分”的選取，也應根據問題的實際情況，靈活處理。 在選用整體法和隔離法時可依據所求的力，若所求力為外力，則應用整體法；若所求力為內力，則用隔離法。但在具體應用時，絕大多數的題目多要求兩種方法結合應用，且應用順序也較為固定，即求外力時，先隔離后整體；求內力時，先整體后隔離。先整體或先隔離的目的都是為了首先求解共同的加速度。三、 應用牛頓運動定律解題的一般步驟：1根據題意確定研究的對象；2將研究對象隔離出來，對它進行受力分析，并畫出受力圖；3分析研究對象的運動情況，畫出它的運動簡圖，標出物體的速度方向以及加速度方向；4應用牛頓運動定律以及運動學公式列出方程。列方程時要先規定正方向，并確定各矢量

7、方向的正負；5解方程求解未知量，分析討論所求的結果是否正確合理。【例1】（正交分解法）水平面上質量為m2kg的物體，與地面間的動摩擦因數為，當物體受到F20N，方向分別為：（1）斜向上與水平面成角的拉力作用；（2）斜向下與水平面成角的推力作用而運動時，物體運動的加速度各為多大？（取g=10）【解析】（1) 物體的受力分析如圖4-32所示，將F按力的作用效果分解成水平和豎直兩個方向，建立如圖所示的直角坐標系，由牛頓第二定律可知：豎直方向：圖4-32水平方向：聯立以上三方程解得： （2） 物體的受力分析如圖4-33所示，由牛頓第二定律可知：豎直方向：水平方向：圖4-33聯立以上方程解得：評注：題目

8、中的F方向由于傾斜方向，使得摩擦力f不再等于mg.另外由于F方向的不同，導致正壓力不同，從而使得摩擦力也不同，這在力的分解和按水平方向和豎直方向列方程時要倍加小心。由于建立水平方向和豎直方向為坐標軸后，僅需分解拉（推）力，故利用分解力而不分解加速度的方法簡單。【例2】（整體隔離法）如圖4-34所示，三個物體質量分別為m1、m2、m3，帶有滑輪的物體放在光滑的水平面上，滑輪和所有接觸面處的摩擦及繩的質量均不計，為使三物體無相對運動，求水平推力F。【解析】選ml、m2,、m3為研究對象，由牛頓第二定律得F(ml十m2十m3）a圖4-34選ml為研究對象，由受力分析，據牛頓第二定律得Tmla選m2為

9、研究對象，由受力分析可知，在豎直方向上有Tm2g圖4-35聯立三方程解得：評注：本題也可以全部用隔離法求解。設連接ml與m2的繩中張力為T, m2與m3之間相互作用力為N，滑輪兩側繩子張力形成對m3的合力為F，畫出各個物體的隔離體受力圖，如圖4-35所示(ml, m3豎直方向的力省略）。對于ml,由受力分析知T=mla對于m2,由水平方向與豎直方向的受力情況分別可得 Nm2a ，Tm2g=0對于m3,由于F的水平分力（向左）大小等于T，因此 FNTm3a由上述四式得T=m2g ，顯然，全部用隔離法求解時，不僅未知數和方程數多，還可能因疏漏滑輪兩側繩子拉力對m3的影響而造成錯誤。所以應注意靈活地

10、有分有合，交替使用隔離法和整體法。可見，研究對象的選擇是否恰當，對解題有很大的影響。【例3】質量為m=4kg的物體在力F1ION的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運動當撤去F1后，經4s物體停下來。求物體做勻速運動的速度和撤去F1后的位移。【解析】此題是已知受力情況求運動參量。物體勻速運動時，重力與彈力平衡，拉力與摩擦力相等。當撤去F1后，物體做勻減速直線運動。在減速運動過程中，設加速度的大小為a由牛頓第二定律得：由勻減速直線運動的速度公式，得：所求速度at2.5 x 4msl0 ms 再由得：所求位移 或 評注：對已知物體的受力情況，求物體運動情況的一類問題，關健從研究襯象的受力分析入手，確

11、定物體的合外力（加速度）再由運動學公式求相關的物理量。圖4-36【例4】如圖4-36所示，傳送帶與水平面夾角為，以速度, v=10 m/s勻速運行著。現在傳送帶的A端輕輕放上一個小物體（可視為質點），已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數0.5，A、B間距離s16m，則當皮帶輪處于下列兩情況時，小物體從A端運動到B端的時間分別為多少？（已知sin0.6，取g10）)（1） 輪子順時針方向轉動；（2） 輪子逆時針方向轉動。【解析】小物體從A到B的運動過程中，受到三個力作用：重力mg,皮帶支持力N,皮帶摩擦力f。由于摩擦力的方向始終與物體相對運動的方向相反，因此當輪子按不同方向轉動時，或小物體與皮帶的

12、相對運動方向變化時，摩擦力方向都會不同。當判斷清楚小物體的受力情況后，根據牛頓第二定律結合運動學公式即可求解。圖4-37 （1） 輪子順時針方向轉動時，皮帶作用于小物體的摩擦力沿皮帶向上，物體的受力情況如圖4-37所示。物體的摩擦力沿皮帶向上，如圖4-38所示。其加速度變為 物體從A端運動到B端的時間t順為t順=（2） 輪子逆時針方向轉動時，皮帶作用于小物體的摩擦力沿皮帶向下，物體的受力情況如圖4-5-01-6所示。小物體沿皮帶下滑的加速度為圖4-38小物體加速到皮帶運行速度v = l 0 m/s的時間為 在這段時間內，物體沿皮帶下滑的距離由于tan ，此后，物體沿皮帶繼續加速下滑時，它相對于

13、皮帶的運動方向向下，因此皮帶對物體的摩擦力沿皮帶向上。如圖4-39所示，其加速度變為圖4-39它從該位置起運動到B端的位移為S一S116m一5m11m, 由S一S11下面關于慣性的說法中，正確的是（ ）A運動速度大的物體比速度小的物體難以停下來，所以運動速度大的物體具有較大的慣性B物體受的力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大C物體的體積越大，慣性越大D物體含的物質越多，慣性越大2關于作用力與反作用力，下列說法中正確的有（ ）A物體相互作用時，先有作用力，后有反作用力B作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，因而這二力平衡C作用力與反作用力可以是不同性質的力

14、，例如，作用力是彈力，其反作用力可能是 摩擦力D作用力和反作用力總是同時分別作用在相互作用的兩個物體上3在一種叫做“蹦極跳”的運動中，質量為m的游戲者身系一根長為L、彈性優良的輕質柔軟的橡皮繩，從高處由靜止開始下落1.5L時達到最低點，若不計空氣阻力，則在彈性繩從原長達最低點的過程中，以下說法正確的是（ ）A速度先減小后增大 B加速度先減小后增大C速度先增大后減小 D加速度先增大后減小4一物體向上拋出后，所受空氣阻力大小不變，從它被拋出到落回原地的過程中（ ）A上升時間大于下降時間 B上升加速度大于下降加速度C上升階段平均速度大于下降階段平均速度 D上升階段平均速度小于下降階段平均速度5下面哪

15、一組單位屬于國際單位制的基本單位（ ）A m、N、kgB kg、m/s2、sC m、kg、sD m/s2、kg、N6質量為M的木塊位于粗糙的水平面上，若用大小為F的水平恒力拉木塊，其加速度為A當 拉力方向不變，大小變為2F時，木塊的加速度為a，則（ ）A a=aB a2aC a2aD a=2a7（2002年春上海大綜試題）根據牛頓運動定律，以下選項中正確的是（ ）A人只有在靜止的車廂內，豎直向上高高跳起后，才會落在車廂的原來位置B人在沿直線勻速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方C人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方D人在沿直線減速前進的車廂內，豎

16、直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方8如圖所示，懸掛于小車里的小球偏離豎直方向角，則小車可能的運動情況是（ ）A向右加速運動 B向右減速運動 C向左加速運動 D向左減速運動9如圖所示為一光滑豎直圓槽，AP、BP、CP為通過最低點P與水 平面分別成30°、45°、60°角的三個光滑斜面，與圓相交于A、 B、C點.若一物體由靜止分別從A、B、C滑至P點所需的時間 為t1，t2，t3，則（ ）At1t2t3Bt1t2t3Ct1=t2=t3 Dt1=t2t310如圖所示水平面上，質量為10 kg的物塊A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的另一端固定在小車上，小車靜止不動，

17、彈簧對物塊的彈力大小為5 N時，物塊處于靜止狀態，若小車以加速度a=1 m/s2沿水平地面向右加速運動時（ ）A物塊A相對小車仍靜止 B物塊A受到的摩擦力將減小C物塊A受到的摩擦力大小不變 D物塊A受到的彈力將增大11某火箭發射場正在進行某型號火箭的發射試驗.該火箭起飛時質量為2.02×103 kg，起飛推力2.75×106 N，火箭發射塔高100 m，則該火箭起飛時的加速度大小為_ m/s2；在火箭推動力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質量的變化，火箭起飛后，經_s飛離火箭發射塔.（g=9.8 m/s2）12用一個力作用在A物體上產生的加速度為a1，作用于B物體上產生

18、的加速度為a2，若將該力同時作用在A、B兩物體上時，A、B的加速度為_.13一輛小車在水平恒力F作用下，由靜止開始在水平面上勻加速運動t1 s后撤去F，小車再經過t2 s停下.則小車加速階段的位移s1與減速階段的位移s2之比s1s2=_；小車牽引力F與所受的摩擦力Ff之比FFf=_.14（12分）質量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數是多少?（g=10 m/s2）（1）升降機勻速上升；（2）升降機以4 m/s2的加速度勻加速上升；（3）升降機以5 m/s2的加速度勻加速下降.15（12分）質量為m的物體在水平恒力F的作用下由靜止開始沿水平面運動，經時

19、間t后撤去外力F，物體又經時間2t后重新靜止.求：（1）物體所受阻力.（2）物體發生的總位移.16（12分）總質量為M的熱氣球由于故障在高空以速度v勻速豎直下降，為了阻止繼續下降，在t=0時刻，從熱氣球中釋放了一個質量為m的沙袋，不計空氣阻力，經多長時間氣球停止下降?這時沙袋的速度為多大?（沙袋尚未著地）參考答案：1D 2.D 3.BC 4.BC 5.C6C 設阻力為f，依題意有F-Ff=Ma，2F-Ff=Ma，由上述兩式可得a2A 7C 8.AD 9.C 10.AC111.35×103；0.38512a1a2/（a1+a2）13t1t2；FFf=（t1+t2）t114解析：人站在升降機中的體重計上受力情況.（1）當升降機勻速上升時由牛頓第二定律得F合=FNG=0所以，人受到的支持力FN=G=mg=60×10=600.根據牛頓第三定律，人對體重