2023年新教材高中物理第4章运动和力的关系本章小结课件新人教版必修第一册

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第四章　运动和力的关系本章小结构建知识网络归纳专题小结整体法和隔离法是在解决平衡问题、连接体问题及多个物体的动力学问题时经常用到的解题方法．对于连接体问题，若将连接体作为整体，则不必分析连接体之间的相互作用，只需分析外界对连接体的作用力，从而简化受力过程，加快解题速度．若求解连接体之间的相互作用力，这时必须将物体隔离出来，化内力为外力，才能求解．但要注意此类问题用整体法时必须是相互作用的物体具有相同的加速度．在一些问题中，隔离法和整体法经常交替使用．专题1　整体法和隔离法的应用例1　水平面上有一个带圆弧形凸起的长方形物块A，物块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连，B与凸起之间的绳是水平的．用一水平向左的拉力F作用在物体B上，恰使物体A、B、C保持相对静止，如图所示．已知物体A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计所有摩擦，则拉力F应为多大？解析：设绳中张力大小为T，A、B、C共同的加速度为a，与C相连部分的绳与竖直方向的夹角为α，如图所示．由牛顿运动定律对A、B、C组成的整体进行分析有F＝3ma，①对B有F－T＝ma， ②对C有Tcos α＝mg， ③Tsin α＝ma， ④联立①②式得T＝2ma， ⑤专题2　牛顿第二定律与图像综合问题例2　如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的右端放着小物块A，某时刻B受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F＝kt，其中k为已知常数．若物体之间的滑动摩擦力F的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则图中可以定性地描述物块A的v-t图像的是 (　　)例3　如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端且速度为v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．图中正确描述小物体P速度随时间的变化曲线可能是 (　　)解析：若v2μmPg，满足mQg＋μmPg＝(mP＋mQ)a2，则P中途减速至v1，以后满足mQg－μmPg＝(mP＋mQ)a3，以a3先减速到0再以相同的加速度返回直到离开传送带(也可能减速过程中就离开传送带)，C正确，A、D错误．答案：BC程序法：按时间的先后顺序对题目给出的物体的运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法称为程序法．程序法解题的基本思路：(1)划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同状态；(2)对各个过程或各个状态进行受力情况和运动情况的分析，得出正确的结果；专题3　用程序法求解动力学综合问题(3)前一个过程的结束就是后一个过程的开始，两个过程的交接点往往是求解问题的关键；(4)对相互关联的两个(或两个以上)运动对象，应分别研究，然后找出其关联方程，如时间关系、空间关系、速度关系等．例4　一个长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一个小物块；在木板右方有一面墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m，如图甲所示．从t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同的速度向右运动，直至t＝1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)．碰撞前后木板速度的大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1 s时间内小物块的v-t图像如图乙所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离．解析：(1)规定向右为正方向．木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M.由牛顿第二定律有－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a1， ①由图乙可知，木板与墙壁碰前瞬间的速度v1＝4 m/s，由运动学公式得v1＝v0＋a1t1， ②1．动力学中的典型临界问题的临界条件．(1)接触与脱离的临界条件：弹力FN＝0.(2)发生相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值．(3)绳子断裂的临界条件：绝对张力等于绳子所能承受的最大张力．(4)绳子松弛的临界条件：绳子的张力FT＝0.(5)加速度最大的临界条件：合外力最大．(6)速度最大的临界条件：加速度为零．专题4　临界、极值问题的分析求解2．研究平衡物体的极值问题的常用方法．(1)物理分析法：通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解．(2)解析法：根据物体的平衡条件列方程，写出物理量之间的函数关系，在解方程时采用数学知识求极值，通常用到的数学知识有二次函数、均值不等式以及三角函数等．但一定要依据物理理论对解的合理性及物理意义进行讨论或说明．(3)图解法：根据物体的平衡条件作出力的矢量图，如物体只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根据图进行动态分析，确定最大值和最小值．此法简便、直观．例5　如图所示，物体A的质量为M＝1 kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m＝0.5 kg、长为L＝1 m．某时刻A以v0＝4 m/s水平向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力．忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数为μ＝0.2，取重力加速度g＝10 m/s2.试求：如果要使A不至于从B上滑落，拉力F应满足的条件．若F