高考物理人教大一輪復習配套課件第三章牛頓運動定律基礎課2.ppt

1、基礎課2牛頓第二定律兩類動力學問題,知識點一、牛頓第二定律單位制 1牛頓第二定律 (1)內容 物體加速度的大小跟作用力成_，跟物體的質量成_。加速度的方向與_方向相同。 (2)表達式：F_。 (3)適用范圍 只適用于_參考系(相對地面靜止或_運動的參考系)。 只適用于_物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠小于光速)的情況。,正比,反比,作用力,ma,慣性,勻速直線,宏觀,2單位制 (1)單位制 由_和_一起組成了單位制。 (2)基本單位 _的單位。力學中的基本量有三個，它們分別是_、_和_，它們的國際單位分別是_、_和_。 (3)導出單位 由_根據(jù)物理關系推導出來的其他物理量的單位。,基本單

2、位,導出單位,基本物理量,質量,長度,時間,kg,m,s,基本單位,知識點二、兩類動力學問題 1動力學的兩類基本問題 第一類：已知受力情況求物體的_。 第二類：已知運動情況求物體的_。,運動情況,受力情況,2解決兩類基本問題的方法 以_為“橋梁”，由運動學公式和_列方程求解，具體邏輯關系如圖：,加速度,牛頓第二定律,思考判斷 (1)牛頓第二定律表達式Fma在任何情況下都適用。() (2)對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度。() (3)物體由于做加速運動，所以才受合外力作用。() (4)Fma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關。() (5)

3、物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小。(),(6)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關系，同時也確定了物理量間的單位關系。() (7)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解，所以加速度由運動情況決定。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7),對牛頓第二定律的理解,1牛頓第二定律的“五個性質”,1對牛頓第二定律的理解由牛頓第二定律Fma可知，無論怎樣小的力都可能使物體產生加速度，可是當用很小的力去推很重的桌子時，卻推不動，這是因為() A牛頓第二定律不適用于靜止的物體 B桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到 C推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度

4、為負值 D桌子所受的合力為零，加速度為零 答案D,2速度、加速度、合外力之間的關系(多選)下列關于速度、加速度、合外力之間的關系，正確的是() A物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大 B物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0 C物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可能為0,解析物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，另一個可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項C、D對。 答案CD,3應用牛頓第二定律定性分析如圖1所示，彈簧左

5、端固定，右端自由伸長到O點并系住質量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動到B點。如果物體受到的阻力恒定，則(),圖1,A物體從A到O先加速后減速 B物體從A到O做加速運動，從O到B做減速運動 C物體運動到O點時，所受合力為零 D物體從A到O的過程中，加速度逐漸減小 解析物體從A到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合力向右。隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體的速度逐漸增大。當物體向右運動至AO間某點(設為點O)時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，,加速度為零，速度達到最大。此后，隨著

6、物體繼續(xù)向右運動，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?。至O點時彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O點后，合力(加速度)方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度逐漸增大的減速運動。綜合以上分析，只有選項A正確。 答案A,牛頓第二定律的瞬時性,【典例】(2016安徽合肥一中二模)兩個質量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖2所示。現(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則(),圖2,Aa1g，a2gBa10，a22g Ca1g，a20Da12g，a20,解析由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后

7、小球A、B只受重力，其加速度a1a2g。故選項A正確。 答案A,【拓展延伸1】 把“輕繩”換成“輕彈簧” 在【典例】中只將A、B間的輕繩換成輕質彈簧，其他不變，如圖3所示，則典例選項中正確的是(),圖3,解析剪斷輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故小球A所受合力為2mg，小球B所受合力為零，所以小球A、B的加速度分別為a12g，a20。故選項D正確。 答案D,【拓展延伸2】 改變平衡狀態(tài)的呈現(xiàn)方式 把【拓展延伸1】的題圖放置在傾角為30的光滑斜面上，如圖4所示系統(tǒng)靜止時，彈簧與細線均平行于斜面，在細線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是(),圖4,解析細線被燒斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度

8、為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為T2mgsin ，燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin ，所以A球的瞬時加速度為aA2gsin 30g，故選項B正確。 答案B,抓住“兩關鍵”、遵循“四步驟” (1)分析瞬時加速度的“兩個關鍵”： 明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。 分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。 (2)“四個步驟”： 第一步：分析原來物體的受力情況。 第二步：分析物體在突變時的受力情況。 第三步：由牛頓第二定律列方程。 第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。,方法技巧,1靜態(tài)瞬時問題如圖5所示，A、B兩球質量相等，光滑斜面的傾角為，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧

9、相連，圖乙中A、B兩球用輕質桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有(),圖5,A兩圖中兩球加速度均為gsin B兩圖中A球的加速度均為零 C圖乙中輕桿的作用力一定不為零 D圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍 解析撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為2mgsin ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，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2mgsin ，加速度為2gsin ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱悖珹、B球所受合力均為mgsin ，加速度均為gsin ，可知只有D正確。 答案D,2動態(tài)瞬時問題(2017蕪湖模

10、擬)如圖6所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質量分別為m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做勻加速直線運動，加速度大小為a，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度大小為a1和a2，則(),圖6,答案D,動力學兩類基本問題,1解決兩類動力學基本問題應把握的關鍵 (1)兩類分析物體的受力分析和物體的運動過程分析； (2)一個“橋梁”物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁。,2解決動力學基本問題時對力的處理方法 (1)合成法： 在物體受力個數(shù)較少(2個或3個)時一般采用“合成法”。 (2)正交分解法： 若物體的受力個數(shù)較多(3個或3個以上)，則采用“正交分解法”。,【典

11、例】(12分)如圖7所示為四旋翼無人機，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應用。一架質量m2 kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F36 N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f4 N。g取10 m/s2。,圖7,(1)無人機在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛。求在t5 s時離地面的高度h； (2)當無人機懸停在距離地面高度H100 m處，由于動力設備故障，無人機突然失去升力而墜落。求無人機墜落地面時的速度v。 規(guī)范解答(1)設無人機上升時加速度為a，由牛頓第二定律，有 Fmgfma(2分) 解得a6 m/s2(2分),答案(1)75 m(2)40 m/s,【

12、拓展延伸】 在【典例】中在無人機墜落過程中，在遙控設備的干預下，動力設備重新啟動提供向上最大升力。為保證安全著地，求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t1。,兩類動力學問題的解題步驟,方法技巧,1已知受力分析運動(12分)為了減少汽車剎車失靈造成的危害，如圖8所示為高速路上在下坡路段設置的可視為斜面的緊急避險車道。一輛貨車在傾角30的連續(xù)長直下坡高速路上，以v07 m/s的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛(在此過程及后面過程中，可認為發(fā)動機不提供牽引力)，突然汽車剎車失靈，開始加速運動，此時汽車所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.2。在加速前進了x096 m后，貨車沖上了平滑連接的傾角37的避險車

13、道，已知貨車在該避險車道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.65。貨車的各個運動過程均可視為直線運動，取sin 530.8，g10 m/s2。求：,(1)貨車剛沖上避險車道時的速度大小v； (2)貨車在避險車道上行駛的最大距離x。,圖8,答案(1)25 m/s(2)25 m,2已知運動分析受力(14分)一質量為m2 kg的滑塊能在傾角為30的足夠長的斜面上以a2.5 m/s2勻加速下滑。如圖9所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑塊，使之由靜止開始在t2 s內沿斜面運動，其位移x4 m。g取10 m/s2。求：,(1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)； (2)恒力F的大小。,圖9,等時圓模型及應用

14、 1模型特征,(1)質點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點所用時間相等，如圖甲所示； (2)質點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖乙所示； (3)兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質點沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示。,2思維模板,圖10,答案B,圖11,A在同一水平線上 B在同一豎直線上 C在同一拋物線上 D在同一圓周上,答案D,1(2016全國卷，19)(多選)兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質量大于乙球質量。兩球在空氣中由靜止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關。若它

15、們下落相同的距離，則() A甲球用的時間比乙球長 B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功,答案BD,2(2015海南單科，8)(多選)如圖12所示，物塊a、b和c的質量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點O，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將細線剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對于原長的伸長量分別記為l1和l2，重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間(),圖12,答案AC,3在遙控直升機下面用輕繩懸掛質量為m的攝像機可以拍攝學生在操場上的跑操情況。開始時遙

16、控直升機懸停在C點正上方。若遙控直升機從C點正上方運動到D點正上方經歷的時間為t，已知C、D之間距離為L，直升機的質量為M，直升機的運動視作水平方向的勻加速直線運動。在拍攝過程中懸掛攝像機的輕繩與豎直方向的夾角始終為，重力加速度為g，假設空氣對攝像機的作用力始終水平，則(),圖13,答案D,4(2016陜西西郊中學模擬)如圖14所示，水平平臺ab長為20 m，平臺b端與長度未知的特殊材料制成的斜面bc連接，斜面傾角為30。在平臺a端放上質量為5 kg的物塊，并給物塊施加與水平方向成37角的大小為50 N的推力后，物塊由靜止開始運動。已知物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6。,圖14,(1)求物塊由a運動到b所用的時間； (2)若物塊從a端運動到P點時撤掉推力，則物塊剛好能從斜面b端開始下滑，則a