高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用

序高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用1知識(shí)梳理·雙基自測(cè)2核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破3名師講壇·素養(yǎng)提升42年高考·1年模擬1知識(shí)梳理·雙基自測(cè)1．動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題：第一類：已知受力情況求物體的___________；第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的___________。知識(shí)點(diǎn)1兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題運(yùn)動(dòng)情況受力情況2．解決兩類基本問(wèn)題的方法：以_________為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和_______________列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：加速度牛頓運(yùn)動(dòng)定律思考：如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙程度相同的水平面上從速度vA均勻減為vB的過(guò)程中前進(jìn)的距離為x。(1)物體做什么運(yùn)動(dòng)？能求出它的加速度嗎？(2)物體受幾個(gè)力作用？求出它受到的摩擦力。1．實(shí)重和視重(1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_______。(2)視重：①當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的_______稱為視重。②視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受物體的_______或臺(tái)秤所受物體的_______。知識(shí)點(diǎn)2超重與失重?zé)o關(guān)示數(shù)拉力壓力2．超重、失重和完全失重的比較

超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象概念物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_______物體所受重力的現(xiàn)象物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_______物體所受重力的現(xiàn)象物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)τ趹覓煳锏睦?_________的現(xiàn)象產(chǎn)生條件物體的加速度方向___________物體的加速度方向___________物體的加速度方向___________，大小_______大于小于等于零豎直向上豎直向下豎直向下a＝g

超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象原理方程F－mg＝maF＝__________mg－F＝maF＝__________mg－F＝ma＝mgF＝____運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_______上升或_______下降_______下降或_______上升以a＝g_______下降或_______上升m(g＋a)

m(g－a)

0

加速減速加速減速加速減速一、堵點(diǎn)疏通1．已知物體受力情況，求解運(yùn)動(dòng)量時(shí)，應(yīng)先根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。

(

)2．加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。 (

)3．減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對(duì)地板的壓力大于物體的重力。

(

)4．加速上升的物體處于超重狀態(tài)。 (

)5．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)其重力并沒(méi)有發(fā)生變化。 (

)6．根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運(yùn)動(dòng)的速度方向。

(

)√

×

×

√

√

×

二、對(duì)點(diǎn)激活1．(2021·福建長(zhǎng)樂(lè)高級(jí)中學(xué)月考)如圖所示，蹦床運(yùn)動(dòng)員從空中落到床面上，運(yùn)動(dòng)員從接觸床面到下降至最低點(diǎn)為第一過(guò)程，從最低點(diǎn)上升到離開(kāi)床面為第二過(guò)程，下列判斷正確的是 (

)A．在第一過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員始終處于失重狀態(tài)B．運(yùn)動(dòng)員接觸床面時(shí)的速度最大C．在第二過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的速度先增大后再減小D．運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)床面后處于超重狀態(tài)C

[解析]

本題考查蹦床運(yùn)動(dòng)中的超重和失重問(wèn)題。區(qū)分超重和失重看加速度的方向，加速度方向向下，物體處于失重狀態(tài)，此時(shí)有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速下降或減速上升；加速度方向向上，物體處于超重狀態(tài)，此時(shí)有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速上升或減速下降。運(yùn)動(dòng)員從接觸床面到下降至最低點(diǎn)的第一過(guò)程中，加速度方向先向下后向上，所以運(yùn)動(dòng)員先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，當(dāng)彈力等于運(yùn)動(dòng)員的重力時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度最大，A、B錯(cuò)誤。從最低點(diǎn)上升到離開(kāi)床面的第二過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的加速度方向先向上后向下，運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，C正確。運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)床面后，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤。2．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2) (

)A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng)BC

3．行車過(guò)程中，如果車距不夠，剎車不及時(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害，人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶。若乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為5s，在剎車過(guò)程中安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)乘客與座椅間的摩擦) (

)A．450N

B．400NC．350N

D．300NC

2核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破兩種模型加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型：考點(diǎn)一應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問(wèn)題

(多選)如圖，質(zhì)量相等的A、B兩球分別用輕質(zhì)彈簧和輕桿連接置于固定的光滑斜面上，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行。在突然撤去擋板的瞬間 (

)A．兩圖中每個(gè)小球加速度均為gsinθB．兩圖中A球的加速度均為零C．圖甲中B球的加速度為2gsinθD．圖乙中B球的加速度為gsinθ例1CD

[解析]

本題考查瞬時(shí)性問(wèn)題。撤去擋板前，擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsinθ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會(huì)突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為2mgsinθ，加速度為2gsinθ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A、B球所受合力均為mgsinθ，加速度均為gsinθ。故A、B錯(cuò)誤，C、D正確。第一步：分析原來(lái)物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時(shí)的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時(shí)加速度，并討論其合理性?！八牟襟E”巧解瞬時(shí)性問(wèn)題名師點(diǎn)撥〔變式訓(xùn)練1〕如圖所示，A，B兩小球分別用輕質(zhì)細(xì)繩L1和輕彈簧系在天花板上，A，B兩小球之間用一輕質(zhì)細(xì)繩L2連接，細(xì)繩L1、彈簧與豎直方向的夾角均為θ，細(xì)繩L2恰能水平拉直，現(xiàn)將細(xì)繩L2剪斷，則細(xì)繩L2剪斷瞬間，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．細(xì)繩L1上的拉力與彈簧彈力之比為1︰1B．細(xì)繩L1上的拉力與彈簧彈力之比為1︰cos2θC．A與B的加速度之比為1︰1D．A與B的加速度之比為cosθ︰1D

[解析]

根據(jù)題述可知，L2剪斷之前，A，B兩球的受力情況完全一樣，A，B兩球的質(zhì)量相等，均設(shè)為m。剪斷細(xì)繩L2瞬間，對(duì)A球受力分析，如圖(甲)所示，由于細(xì)繩L1的拉力突變，將重力mg沿細(xì)繩L1方向和垂直于細(xì)繩L1方向進(jìn)行力的分解，得FT＝mgcosθ，ma1＝mgsinθ；剪斷細(xì)繩L2瞬間，對(duì)B球進(jìn)行受力分析，如圖(乙)所示，由于彈簧的彈力不發(fā)生突變，則彈簧的彈力還保持不變，有Fcosθ＝mg，ma2＝mgtanθ，所以FT︰F＝cos2

θ︰1，a1︰a2＝cosθ︰1，則D正確。1．判斷方法(1)不管物體的加速度是不是豎直方向，只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。(2)盡管不是整體有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)?？键c(diǎn)二超重與失重現(xiàn)象2．易錯(cuò)、易混點(diǎn)撥(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化。(2)在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。

在教室里某同學(xué)站在體重計(jì)上研究超重與失重。她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過(guò)程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過(guò)程。關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是

(

)A．只有“起立”過(guò)程，才能出現(xiàn)失重現(xiàn)象B．只有“下蹲”過(guò)程，才能出現(xiàn)超重現(xiàn)象C．“下蹲”的過(guò)程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象D．“起立”“下蹲”的過(guò)程，都能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象例2D

[解析]

下蹲過(guò)程中，人先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，所以先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；人從下蹲狀態(tài)站起來(lái)的過(guò)程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng)，后向上做減速運(yùn)動(dòng)，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故A，B，C錯(cuò)誤，D正確。(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)。(3)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時(shí)，超重；②物體向下加速或向上減速時(shí)，失重。超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧名師點(diǎn)撥D

動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的解題思路考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題例3(1)飛機(jī)剛要起飛時(shí)的速度v多大？(2)若飛機(jī)在水平跑道上勻加速滑行，則地面的摩擦力與地面支持力成正比的比例系數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件？(3)若飛機(jī)在水平跑道上從靜止開(kāi)始勻加速滑行后起飛，跑道的長(zhǎng)度至少多大？(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析；(2)兩個(gè)橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁；速度是各物理過(guò)程間相互聯(lián)系的橋梁。解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題應(yīng)把握的關(guān)鍵名師點(diǎn)撥類型2已知物體運(yùn)動(dòng)情況，分析受力情況

如圖所示，質(zhì)量M＝10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，木楔與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。在木楔的傾角θ為37°的斜面上，有一質(zhì)量m＝1.0kg的物塊由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)沿斜面下滑，當(dāng)它在斜面上滑行距離x＝1m時(shí)，其速度v＝2m/s，在這過(guò)程中木楔沒(méi)有動(dòng)。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2)求：(1)物塊與木楔間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1；(2)地面對(duì)木楔的摩擦力大小與方向。例4[解析]

(1)由v2＝2ax，得a＝2m/s2對(duì)物塊由牛頓第二定律有mgsinθ－μ1mgcosθ＝ma，得μ1＝0.5。(2)以物塊和木楔ABC整體為研究對(duì)象，作出受力圖如圖。(m＋M)g－N＝may，f＝max，ax＝acosθ，ay＝asinθ，解得N＝108.8N，f＝1.6N，方向水平向左。[答案]

(1)0.5

(2)1.6N，方向水平向左〔變式訓(xùn)練3〕如圖所示，足夠長(zhǎng)的斜面傾角θ＝37°，一個(gè)物體以v0＝12m/s的初速度從斜面上A點(diǎn)處沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)物體沿斜面上滑時(shí)的加速度大小a1；(2)物體沿斜面上滑的最大距離x；(3)物體沿斜面到達(dá)最高點(diǎn)后返回時(shí)的加速度大小a2；(4)物體從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。[解析]

(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1解得a1＝8m/s2(2)物體沿斜面上滑，有：v＝2a1x解得x＝9m(3)物體沿斜面返回時(shí)，有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2解得a2＝4m/s2(1)明確常見(jiàn)圖像的應(yīng)用方法，如下表：考點(diǎn)四牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圖像結(jié)合問(wèn)題v－t圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F－a圖像首先要根據(jù)具體的物理情景，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出F、a兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量(2)圖像類問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題，以牛頓第二定律為紐帶，理解圖像的類型，圖像的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義。運(yùn)用圖像解決問(wèn)題一般包含兩個(gè)角度：①用給定的圖像解答問(wèn)題；②根據(jù)題意作圖，用圖像解答問(wèn)題。在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情景與函數(shù)、圖像的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。a－t圖像要注意加速度的正、負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程F－t圖像要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

如圖甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，t＝0.5s時(shí)撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像(v－t圖像)如圖乙所示，g取10m/s2，求：(1)在0～2s內(nèi)物塊的位移大小x和通過(guò)的路程L；(2)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)階段加速度大小a1、a2和拉力大小F。例5[答案]

(1)0.5m

1.5m

(2)4m/s2

4m/s2

8N3名師講壇·素養(yǎng)提升等時(shí)圓模型1．模型的兩種情況(1)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開(kāi)始滑到環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等，如圖甲所示；(2)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開(kāi)始滑到圓環(huán)上所用時(shí)間相等，如圖乙所示。2．模型的分析思路例6B

反思總結(jié)：本題符合等時(shí)間圓模型，可直接套結(jié)論解題?！沧兪接?xùn)練4〕如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道，其中A、C兩點(diǎn)處于同一個(gè)圓上，C是圓上任意一點(diǎn)，A、M分別為此圓與y軸、x軸的切點(diǎn)，B點(diǎn)在y軸上且∠BMO＝60°，O′為圓心?，F(xiàn)將a、b、c三個(gè)小球分別從A、B、C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們將沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，若所用時(shí)間分別為tA、tB、tC，則tA、tB、tC大小關(guān)系是

(

)A．tA<tC<tBB．tA＝tC<tBC．tA＝tC＝tBD．由于C點(diǎn)的位置不確定，無(wú)法比較時(shí)間大小關(guān)系B

42年高考·1年模擬1．(2019·全國(guó)卷Ⅲ，20)(多選)如圖(a)，物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)