高三一輪復習課件人教第三章第二講牛頓第二定律兩類動力學問題

1、第三章第二講 牛頓第二定律兩類動力學問題,高考成功方案第1步,高考成功方案第2步,高考成功方案第3步,每課一得,每課一測,回扣一牛頓第二定律 1由牛頓第二定律表達式Fma可知 () A質量m與合外力F成正比，與加速度a成反比 B合外力F與質量m和加速度a都成正比 C物體的加速度的方向總是跟它所受合外力的方向 一致 D物體的加速度a跟所受的合外力F成正比，跟物體 的質量m成反比,答案： CD,2牛頓第二定律定量地說明了力和運動的關系，但它只 適用于_參考系中的宏觀、低速的運動物體，不能用于非慣性系，也不能用來處理_粒子的_運動問題。 答案：慣性微觀高速,回扣二 動力學的兩類基本問題 3A、B兩物

2、體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上， 若兩物體的質量mAmB，兩物體與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離xA與xB相比為 () AxAxBBxAxB CxAxB D不能確定,答案：A,4一物體在水平面上由靜止開始在水平恒力F作用下運 動t s，t s末撤去該力，物體又經(jīng)過2t s停止運動，在此過程中，物體受到的摩擦力大小為_。,回扣三單位制 5單位制由基本單位和_組成，基本單位是 _的單位，導出單位是由基本單位根據(jù)_推導出來的其他物理量的單位。 答案：導出單位基本物理量物理關系,6現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空。(填 序號字母) A密度B米/秒C牛頓D加速度E

3、質量F秒G厘米H長度I時間J千克 (1)屬于物理量的是_。 (2)在國際單位制中，作為基本單位的物理量有_。 (3)在物理量的單位中不屬于國際單位的是_。,解析：(1)題中所有各項中，屬于物理量的是：密度、加速度、質量、長度、時間，故此空填“A、D、E、H、I”。 (2)在國際單位制中，作為基本單位的物理量有：質量、長度、時間。故此空填“E、H、I”。 (3)題中所給的單位中，不屬于國際單位的是厘米，故此空填“G”。 答案：(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G,知識必會 知識必會 1國際單位制中的基本單位,2牛頓第二定律的“五個”性質 (1)矢量性：公式F合ma是矢量式，任一時刻，

4、F合與a同向。 (2)瞬時性：a與F合對應同一時刻，即a為某時刻的加速度時， F合為該時刻物體所受合外力。 (3)因果性：F合是產(chǎn)生a的原因，物體具有加速度是因為物 體受到了力。,(4)同一性：F合ma中，F(xiàn)合、m、a對應同一物體或同一系 統(tǒng)，各量統(tǒng)一使用國際單位。 (5)獨立性： 作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律。 物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和。,3瞬時加速度的問題分析 分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度。此類問題應注意兩種基本模型的建立。 (1)“輕繩”模型：輕繩的質量和重力均可

5、視為0，只能受拉力 作用，不能承受壓力，各處受力相等且沿繩子背離受力物體，輕繩一般不可伸長，拉力可以發(fā)生突變。,(2)“輕質彈簧”的質量和重力也不計，既能受拉力作用，也 可受壓力作用(橡皮筋除外)，其受力方向與彈簧形變方向相反，因其發(fā)生形變需要一定時間，其彈力不能發(fā)生突變，但當彈簧和橡皮筋被剪斷時，其所受的彈力立即消失。,名師點睛在求解瞬時性問題時應注意： (1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應的，當外界因素發(fā)生變化時，需要重新進行受力分析和運動分析。 (2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變。,典例必研 例1(2012吉林模擬)在動摩擦因數(shù) 0.2的

6、水平面上有一個質量為m2 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎 圖321 直方向成45角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖321所示，此時小球處于靜止平衡狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零。當剪斷輕繩的瞬間，取g10 m/s2，以下說法正確的是 (),A此時輕彈簧的彈力大小為20 N B小球的加速度大小為8 m/s2，方向向左 C若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10 m/s2，方向向右 D若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0,思路點撥剪斷輕繩時，彈簧的彈力不能瞬間發(fā)生變化。剪斷彈簧時，繩上的拉力在瞬間發(fā)生變化。 解析因為未剪斷輕繩時水平面對小球的彈力為零，小球在繩沒有斷時受到輕繩的拉力

7、FT和彈簧的彈力F作用而處于平衡狀態(tài)。依據(jù)平衡條件得：豎直方向有FTcosmg 水平方向有FTsinF 解得輕彈簧的彈力為Fmgtan20 N，故選項A正確。,答案ABD,解析：在應用公式進行數(shù)量運算的同時，也要把單位帶進運算。帶單位運算時，單位換算要準確?？梢园杨}中已知量的單位都用國際單位表示，計算結果的單位就是用國際單位表示的，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各個量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確單位即可。選項A中s1.2 cm沒變成國際單位，C項中的小車質量m500 g沒變成國際單位，所以均錯誤；B、D正確。 答案：BD,2關于力和運動關系的幾種說法中，正確的是 () A物體所受合外

8、力的方向，就是物體運動的方向 B物體所受合外力不為零時，其速度不可能為零 C物體所受合外力不為零時，其加速度一定不為零 D物體所受合外力變小時，一定做減速運動,解析：由牛頓第二定律Fma可知，物體所受合外力的方向就是物體加速度的方向，但合外力的方向與運動方向沒有必然聯(lián)系。合外力的方向可以與物體的運動方向相同(例如勻加速直線運動)，也可以與物體的運動方向相反(例如勻減速直線運動)，還可以與物體的運動方向不在同一條直線上(例如曲線運動)，故A錯。物體所受合外力不為零，說明其加速度不為零，但其速度可能為零(如物體豎直上拋上升到最高點時)，故B錯，C對。當物體所受合外力減小時，其加速度一定減小，若此時

9、合外力的方向與物體的運動方向相同，則物體仍做加速運動，故D錯。 答案：C,答案：BC,知識必會 1由受力情況判斷物體的運動狀態(tài) 處理這類問題的基本思路是：先求出幾個力的合力，由牛頓第二定律(F合ma)求出加速度，再由運動學的有關公式求出速度或位移。,2由運動情況判斷受力情況 處理這類問題的基本思路是：已知加速度或根據(jù)運動規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法則(平行四邊形定則)或正交分解法。,3解題步驟 (1)明確研究對象。根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被 研究的物體。 (2)分析物體的受力情況和運動情況。畫好受力分析圖，明

10、 確物體的運動性質和運動過程。 (3)選取正方向或建立坐標系。通常以加速度的方向為正方 向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向。,(4)求合外力F合。 (5)根據(jù)牛頓第二定律F合ma列方程求解，必要時還要對結 果進行討論。 名師點睛 (1)物體的運動情況是由物體所受的力和運動的初始狀態(tài)共同 決定的。 (2)無論是哪類動力學問題，加速度是聯(lián)系力和運動的“橋梁”。,典例必研 例2(2011上海高考)如圖32 3所示，質量m2 kg的物體靜止于 圖323 水平地面的A處，A、B間距L20 m，用大小為30 N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t02 s拉至B處。(已知cos370.8，sin370.6，取

11、g10 m/s2),(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)用大小為30 N，與水平方向成37的力斜向上拉此物體， 使物體從A處由靜止開始運動并能到達B處，求該力作 用的最短時間t。 思路點撥因物體在拉力作用下先做勻加速直線運動，撤掉外力后物體做勻減速直線運動，所以當物體到達B處速度為零時，對應施加拉力的時間最短。,答案(1)0.5(2)1.03 s,沖關必試 4如圖324所示，小車運動時，看到擺球懸 線與豎直方向成角并與小車保持相對靜止， 則下列說法中正確的是 () A小車可能向右加速運動，加速度為gsin 圖324 B小車可能向右減速運動，加速度為gtan C小車可能向左加速運動，加速度

12、為gtan D小車可能向左減速運動，加速度為gtan,解析：以球為研究對象，受力如圖所示。 則mgtanma agtan，方向向左， 那么小車運動則可能是向左加速，也可 能是向右減速，即B、C正確，A、D錯誤。,答案：BC,5如圖325所示，抗震救災運輸機在某場地缷放物資 時，通過傾角為30的固定光滑斜軌道面進行。有一件質量為m2.0 kg的小包裝盒，由靜止開始從斜軌道的頂端A滑至底端B，然后又在水平面上滑行一段距離后停下。若A點距離水平面的高度h5.0 m，重力加速度g取10 m/s2，（不計斜面和地面接觸處的能量損耗）求： 圖325,(1)包裝盒由A滑到B所經(jīng)歷的時間； (2)若小包裝盒與

13、地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，包裝盒在水平 地面上還能滑行多遠？,答案：(1)2 s(2)10 m,知識必會 圖像能形象地表達物理規(guī)律，鮮明地表示物理量間的關系。利用函數(shù)圖像分析物理問題，可使分析過程更巧妙、更靈活。 動力學中常見的有vt圖像、xt圖像、Ft圖像、Fa圖像等。 解決圖像問題的關鍵在于：,(1)看清圖像的縱、橫坐標所表示的物理量及單位并注意 坐標原點是否從零開始。 (2)理解圖像的物理意義，能夠抓住圖像的一些關鍵點， 如斜率、截距、面積、交點、拐點等，判斷物體的運 動情況或受力情況，再結合牛頓運動定律求解。,典例必研 例3(2012大慶模擬)如圖326甲所示為學校操場上一質量不計的

14、豎直滑桿，滑桿上端固定，下端懸空。為了研究學生沿桿的下滑情況，在桿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示桿頂端所受拉力的大小?，F(xiàn)有一學生(可視為質點)從上端由靜止開始滑下，5 s末滑到桿底時速度恰好為零。以學生開始下滑時刻為計時起點，傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖326乙所示，g取10 m/s2。求：,圖326,(1)該學生下滑過程中的最大速率？ (2)滑桿的長度為多少？ (3)1 s末到5 s末傳感器顯示的拉力為多少？ 思路點撥對學生進行受力分析，結合題圖中拉力的大小及變化情況由牛頓定律和運動學公式進行求解。,解析(1)根據(jù)圖像可知01 s內(nèi)，人向下做勻加速運動，人對滑桿的作用力為350 N，方向

15、豎直向下，所以滑桿對人的作用力F1的大小為350 N，方向豎直向上。 以人為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律：mgF1ma1 5 s后靜止，mG/g500/10 kg50 kg 1 s末人的速度為v1a1t1 根據(jù)圖像可知1 s末到5 s末，人做勻減速運動，5 s末速度為零，所以人1 s末速度達到最大值，由以上各式代入數(shù)值解得：v13.0 m/s，所以最大速率vm3.0 m/s。,答案(1)3.0 m/s(2)7.5 m(3)537.5 N,沖關必試 6如圖327甲所示，一物體沿傾角為37的固定 粗糙斜面由靜止開始運動，同時受到水平向右的風力作用，水平風力的大小與風速成正比。物體在斜面上運動的加速度

16、a與風速v的關系如圖乙所示，則(sin370.6，cos370.8，g10 m/s2) () 圖327,A當風速為3 m/s時，物體沿斜面向下運動 B當風速為5 m/s時，物體與斜面間無摩擦力作用 C當風速為5 m/s時，物體開始沿斜面向上運動 D物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,解析：由題圖乙得物體做加速度逐漸減小的加速運動，物體的加速度方向不變，當風的初速度為零時，加速度為a04 m/s2，沿斜面方向有agsingcos，解得0.25，D正確；物體沿斜面方向開始加速下滑，隨著速度的增大，水平風力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，則加速度逐漸減小，但加速度的方向不變，物體仍然加速運動，直到速度為5 m/s時，物體的加速度減為零，此后物體將做勻速運動，A正確，B、C錯誤。 答案：AD,7如圖328甲所示，固定光滑細桿與水平地面成一定 傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向向上的推力F作用下向上運動。02 s內(nèi)推力的大小為5.0 N,24 s內(nèi)推力的大小變?yōu)?.5 N，小環(huán)運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖328乙所示，重力加速度g取10 m/s2。求：,圖328,(1)小環(huán)在加速運動時的加速度a的大??； (2)小環(huán)的質量m； (3)細桿與水平地面之間的夾角。,答案：(1)0.5 m/s2(2)1 kg(3)30,每課一得,求解多過