高中物理復習課件專題3牛頓運動定律第2講牛頓第二定律、兩類動力學問題

高考總復習物理·課件第2講牛頓第二定律、兩類動力學問題必備知識·深悟固基1．基本概念作用力

質量

作用力

F＝ma慣性

宏觀

低速

受力情況

運動情況

2．單位制基本單位

導出單位

質量

時間

長度

基本物理量

3．基本物理量和基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米______質量m千克______時間t秒______電流I安(培)A熱力學溫度T開(爾文)K物質的量n摩(爾)mol發(fā)光強度IV坎(德拉)cdmkgs(1)應用F＝ma進行計算時，各量必須使用國際單位制中的單位．(2)“基本量”既可以采用國際單位制中的單位，也可以采用其他單位制中的單位，如厘米、英寸、斤等常用單位，并且不同的單位制規(guī)定的基本量不盡相同．(3)不管是哪一類動力學問題，受力分析和運動狀態(tài)分析都是關鍵環(huán)節(jié)．(4)作為“橋梁”的加速度，既可以根據(jù)已知受力求解，也可以根據(jù)已知運動狀態(tài)求解．1．[力與運動的關系](2021年南京模擬)某種自動扶梯，無人乘行時運轉很慢，當有人站上去后會慢慢加速．如圖所示，有一顧客乘這種扶梯下樓．在電梯加速向下運行的過程中，她所受力的示意圖是(

)A

B

C

D【答案】D2．[力與運動的關系]某同學在水平運動的列車車廂頂部用細線懸掛一個小球研究列車的運動．某段時間內，細線偏離豎直方向一定角度并相對車廂保持靜止，如圖所示．關于列車的運動，下列判斷正確的是

(

)A．加速度一定向右 B．加速度一定向左C．一定向右運動 D．一定向左運動【答案】A3．[兩類動力學問題]如圖所示，質量為60kg的某同學在做引體向上運動，他雙臂伸直后從靜止開始豎直向上做勻變速運動到肩部與單杠同高度所用時間為0.8s，肩部上升的距離為0.4m，g取10m/s2，則該同學在運動過程中雙手受到豎直向上的力大小為 (

)A．675N

B．600N

C．525N

D．875N【答案】A【答案】B關鍵能力·突破要點考點1牛頓第二定律[能力考點]1．牛頓第二定律的五個特性2．只要合力不為零，物體都有加速度，與速度大小無關；只有合力為零時，加速度才為零．3．牛頓第二定律瞬時性的兩種模型例1

(2021年濟寧模擬)如圖甲、乙所示，細繩拴一個質量為m的小球，小球分別用固定在墻上的輕質鉸鏈桿和輕質彈簧支撐，平衡時細繩與豎直方向的夾角均為53°，輕桿和輕彈簧均水平．已知重力加速度為g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.下列結論正確的是 (

)【答案】C

[方法歸納]求解瞬時加速度的步驟1．(2021年潮州質檢)京張高鐵是2022北京冬奧會的重要配套工程，其開通運營標志著冬奧會配套建設取得了新進展．如圖所示為某次高鐵列車運行過程中某節(jié)車廂截面示意圖，車廂內兩拉手A、B分別向前進方向豎直偏離角度α和β并保持不變．取重力加速度為g，不計空氣等阻力，則下列說法錯誤的是

(

)A．列車可能在減速進站B．兩角度一定滿足α＝βC．減小拉手懸繩長度，則偏角變大D．列車加速度大小為a＝gtanα【答案】C

【解析】由圖可知拉手所受合力向左，則加速度向左，列車向左加速或向右減速，而前進方向向右，所以列車減速進站，A正確；拉手與列車具有相同的加速度，即兩拉手具有相同的加速度，受力分析可知

F合＝mgtanα＝ma，F(xiàn)合＝mgtanβ＝ma，所以α＝β，B正確；因列車加速度不變，則拉手的加速度不變，由F合＝mgtanα＝ma可知偏角不變，C錯誤；根據(jù)F合＝mgtanα＝ma，可得加速度大小a＝gtanα，D正確．2．(2021年江蘇三模)滑索是一項體育游樂項目．游客從起點利用自然落差加速向下滑行，越過繩索的最低點減速滑至終點．不考慮空氣對人的作用力，如圖中能正確表示游客加速下滑或減速上滑的是 (

)A.加速下滑

B.加速下滑

C.減速上滑

D.減速上滑【答案】C

【解析】對A、B圖中游客、滑輪受力分析如圖甲，游客加速下滑時，游客及滑輪加速下滑時，合力均應沿繩索向下，故A、B錯誤；對C、D圖中游客、滑輪受力分析如圖乙，游客減速上滑時，游客及滑輪合力均應沿繩索向下，因為加速度要大于加速下滑時的加速度，故C正確，D錯誤．

3．(2021年武漢質檢)如圖所示，物體a和b通過跨過定滑輪的輕繩相連接，c放在水平地面上，b和c拴接在豎直輕彈簧的兩端．初始時用手托住a，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，且輕繩恰好伸直．已知a和c的質量均為2m，b的質量為m，重力加速度大小為g，彈簧始終在彈性限度內，不計一切摩擦．現(xiàn)釋放物體a，則

(

)A．釋放瞬間，a的加速度大小為gC．c剛離開地面時，b的速度最大D．彈簧第一次恢復原長時，a的速度最大【答案】B

考點2兩類動力學問題[能力考點]1．解決兩類動力學問題的基本方法2．兩類動力學問題的解題步驟例2

(2021年浙江卷)機動車禮讓行人是一種文明行為．如圖所示，質量m＝1.0×103kg的汽車以v1＝36km/h的速度在水平路面上勻速行駛，在距離斑馬線s＝20m處，駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長l＝6m的隊伍從斑馬線一端開始通過，立即剎車，最終恰好停在斑馬線前．假設汽車在剎車過程中所受阻力不變，且忽略駕駛員反應時間．(1)求開始剎車到汽車停止所用的時間和所受阻力的大??；(2)若路面寬L＝6m，小朋友行走的速度v0＝0.5m/s，求汽車在斑馬線前等待小朋友全部通過所需的時間；(3)假設駕駛員以v2＝54m/h超速行駛，在距離斑馬線s＝20m處立即剎車，求汽車到斑馬線時的速度．[方法歸納]解決兩類動力學問題的兩個關鍵點1．(2021年廈門質檢)滑雪是人們喜愛的運動之一．某同學在水平滑雪場上滑雪時的照片如圖所示，0時刻該同學的速度大小為10m/s，此后他不再用滑雪杖撐地，若滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)為0.1，g取10m/s2，則該同學在0～15s內的位移大小為 (

)A．37.5m

B．50mC．75m

D．150m【答案】B2．(2021年天津河西二模)如圖所示，滑塊在平行于斜面方向的恒定拉力F作用下從A點由靜止開始向上運動，運動到C點(未標出)時撤去拉力，滑塊繼續(xù)上滑到B點速度為零．接著滑塊又沿斜面下滑，到A點時滑塊的速度vA＝6m/s.已知滑塊從A點運動到B點的時間與從B點運動到A點的時間相等．(1)求滑塊上滑經(jīng)過C點時的速度；(2)若C點是AB的中點，求拉力F與滑塊所受摩擦力f的大小之比；(3)在(2)問條件下，求A、B兩點間的高度差(g取10m/s2)．考點3動力學圖像問題的應用[能力考點]1．常見圖像有v－t、a－t、F－t、F－a等圖像．2．解讀：以牛頓運動定律和運動學公式為紐帶，建立方程等式，從而理解圖像的軸、點、線、截距、斜率、圖線與軸包圍的面積所表示的意義．3．解題策略例3

(2019年全國卷Ⅲ)(多選)如圖甲，物塊和木板疊放在實驗臺上，物塊用一不可伸長的細繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細繩水平．t＝0時，木板開始受到水平外力F的作用，在t＝4s時撤去外力．細繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關系如圖乙所示，木板的速度v與時間t的關系如圖丙所示．木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略．重力加速度g取10m/s2.由題給數(shù)據(jù)可以得出 (

)A．木板的質量為1kgB．2～4s內，力F的大小為0.4NC．0～2s內，力F的大小保持不變D．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2【答案】AB

【解析】結合乙、丙兩圖像可判斷出0～2s物塊和木板還未發(fā)生相對滑動，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過程力F等于f，故F在此過程中是變力，C錯誤；2～5s內木板與物塊發(fā)生相對滑動，摩擦力轉變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，由牛頓運動定律，對2～4s和4～5s列運動學方程，可解出質量m為1kg,2～4s內的力F為0.4N，故A、B正確；由于不知道物塊的質量，所以無法計算它們之間的動摩擦因數(shù)μ，故D錯誤．1．(2021年汕頭模擬)(多選)古代人們常用夯錘(如圖甲)將地砸實，打夯時四個勞動者每人分別握住夯錘的一個把手，一個人喊號，號聲一響，四人同時用相同的力將地上質量為90kg的夯錘豎直向上提起；號音一落，四人同時松手，夯錘落下將地面砸實．以豎直向上為正方向，若某次打夯過程松手前夯錘運動的v－t圖像如圖乙所示．不計空氣阻力，g取10m/s2，則 (

)

【答案】BC

動力學中的等時圓模型深度研練·素養(yǎng)提升例4如圖所示，AB和CD為兩條光滑斜槽，它們各自的兩個端點均分別位于半徑為R和r的兩個相切的圓上，且斜槽都通過切點P.設有一重物先后沿兩個斜槽，由靜止出發(fā)，由A滑到B和由C滑到D，所用的時間分別為t1和t2，則t1與t2之比為

(

)【答案】B

[名師點撥]遷移角度易錯警示已知運動求受力運動學公式中一般是“知三求二”的問題，關鍵是求解出加速度，且要注意加速度與初速度的方向問題已知受力求運動由受力求加速度時要注意是合加速度還是分加速度，一