高中物理专题十二讲【第02讲 牛顿运动定律和直线运动】课件.ppt

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1、第2讲牛顿运动定律和直线运动【知识梳理查漏补缺】【典例精析举一反三】1【知识梳理查漏补缺】1．力和直线运动的关系当物体所受合外力与速度共线时，物体将做直线运动若F合＝0，v0≠0，物体保持匀速直线运动．若F合恒定且不为零，且与v0同向时，物体做匀加速直线运动．若F合恒定且不为零，且与v0反向时，物体将做匀减速直线运动．若F合不恒定，物体做变加速或变减速直线运动．22．牛顿第二定律牛顿第二定律表达式F＝ma，式中m为受力物体的质量，恒定不变，F为物体所受合外力，a为物体的加速度．F和a均为矢量．(1)牛顿第二定律具有瞬时性a和F之间

2、是瞬时的对应关系，同时存在、同时消失、同时改变．而不是F的改变在先，过后(指要经历一段时间t)才有a的改变．△v(速度的改变量)与F有必然的但不是瞬时的联系：物体受合外力作用要有一段时间的积累，才能使物体的速度有一个改变量△v．v(瞬时速度)与F无必然的联系：F为0时，物体可做匀速直线运动，v0不为0，F不为0时，物体的瞬时速度v可以为0.3(2)牛顿第二定律的矢量性牛顿第二定律F＝ma中，m是无方向的标量，a与F的方向时时刻刻总相同：F的方向改变，a的方向立即改变，而不需要时间．F与v的方向并无必然的联系：在加速直线运动中，a与

3、F同向；在减速直线运动中，v与F反向；在曲线运动中，v与F的方向间有一夹角，曲线以初速度v0为切线弯向F一侧．4(3)牛顿第二定律的独立性作用在物体上的各个力各自产生相应的加速度，不因其他力的作用而改变．物体的加速度是合外力产生的，a＝F／m；又可以理解为各力产生的加速度的矢量和，即a1＝F1／m，a2＝F2／m，……，而a等于al、a2、……的矢量和．牛顿第二定律的分量式，根据力的独立作用原理，运用正交分解法，x轴方向的合外力产生ax，y轴方向的合外力产生ay，所以，F＝ma可用其两个分量式来代替:Fx＝max，Fy＝may5(

4、4)牛顿第二定律的相对性物体的加速度必须是以静止或匀速直线运动的物体作为参照物，即牛顿第二定律只在惯性系中成立．牛顿第二定律的适用范围：宏观物体、低速运动，对于微观粒子和接近光速的领域不适用．6(5)牛顿第二定律单位的唯一性．利用F＝ma计算时只能采用力学单位制．力学单位制中的基本物理量及其基本单位分别为质量(m)、千克(kg)、位移(s)、米(m)、时间(t)、秒(s).力(F)的单位牛顿(N)是导出单位，而不是力学单位的基本单位，1N的物理意义是：使质量1kg的物体产生1m／s2的加速度，这个力的大小称为lN．73．匀变速直线

5、运动的规律及推论：(中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度)84．典型的匀变速直线运动只受重力作用的自由落体运动和竖直上抛运动．带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中的运动．物体、质点或带电粒子所受的各种外力的合力恒定，且合力方向与初速度方向平行的运动．95．物体在变力作用下的直线运动(1)受力特点物体(或质点)受到大小不断变化，方向始终与速度在一条直线上的合外力作用时，做加速度大小不断变化的非匀变速直线运动．(2)典型的非匀变速直线运动简谐运动a．物体做简谐运动的受力条件是回复力的大小与物

6、体相对平衡位置的位移成正比，力的方向与位移方向时刻相反，可表达为F＝－kx，因而该运动是加速度不断变化的非匀变速直线运动．b．无论是水平面还是竖直面(或斜面)上的弹簧振子的运动都是简谐运动．简谐运动具有对称的特点，即回复力的大小、加速度大小、速率以及动能、势能(包括重力势能和弹性势能)在关于平衡位置对称的位置是相等的．c．定量或定性分析简谐运动中有关运动物理量的大小及变化情况，一般需要结合牛顿运动定律和功能关系进行分析和判断．10【典例精析举一反三】类型一：运用直线运动的基本规律(1)注意物理量的矢量性：对运动方程中a、v、s赋值

7、时，应注意它们的正、负号．(2)匀减速运动：①利用运动可逆性，匀减速运动的位移、速度大小，可以看成反向的匀加速运动来求得．②求刹车类单向不可逆匀减速运动的位移，应注意先求出物体到停止运动的时间．11(3)用平均速度解匀变速运动问题：如果问题给出一段位移及对应的时间，就可求出该段位移的平均速度，再结合速度公式、位移公式可较方便地求解问题．(4)追及问题：①匀减速物体追赶同向匀速运动物体，恰能追上的临界条件是：追上时两者速度相同．②匀加速物体追赶同向匀速运动物体，追上前具有最大距离的临界条件是：两者速度相同.③匀速运动物体追赶同向匀加

8、速物体，具有最小距离的临界条件是：两者速度相同.(5)对于等时间间隔的位移问题(如频闪照片)，优先用“打点计时器纸带问题”公式求解．12例1（08年全国I）已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由