《江蘇省高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第9講 牛頓第二定律及應(yīng)用學(xué)案 必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《江蘇省高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第9講 牛頓第二定律及應(yīng)用學(xué)案 必修1(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第9講 牛頓第二定律及應(yīng)用
緊扣考綱 考情再現(xiàn)
測試內(nèi)容
測試要求
2018年
2017年
2016年
2015年
2014年
牛頓第二定律及其應(yīng)用
C
28
14
28
22
4
考點(diǎn)一 牛頓第二定律
(1)內(nèi)容:物體加速度的大小跟____________成正比,跟物體的________成反比,加速度的方向跟作用力的方向________.
(2)表達(dá)式:________________,其中力F的單位為牛頓(N),1 N=1________________.
特別提醒 牛頓第二定律的解題步驟:
(1)確定研究對象;
(2)進(jìn)行受力分析和
2、運(yùn)動(dòng)情況分析,作出受力和運(yùn)動(dòng)示意圖;
(3)由F=ma列方程求解.
例1 (2018·如皋學(xué)測模擬)質(zhì)量為1 kg的物體受到大小分別為6 N和8 N兩個(gè)共點(diǎn)力的作用,則該物體的加速度不可能是( )
A.0.5 m/s2 B.2 m/s2 C.6 m/s2 D.10 m/s2
例2 (2017·蘇州學(xué)測模擬)如圖1所示,質(zhì)量m=10 kg的物體在水平面上向右運(yùn)動(dòng),物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向左的推力F=20 N的作用,取g=10 m/s2,則物體產(chǎn)生的加速度是( )
圖1
A.0 B.4 m/s2,水平向右
C
3、.4 m/s2,水平向左 D.2 m/s2,水平向右
歸納總結(jié) 牛頓第二定律的理解:
(1)矢量性:a與F的方向始終相同;
(2)瞬時(shí)性:a與F存在瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系.
考點(diǎn)二 超重與失重
狀態(tài)
定義
兩種情況
關(guān)系
特點(diǎn)
超重
彈力大于物體重力的現(xiàn)象
加速度向____
加速向
上運(yùn)動(dòng)
F彈=______
重力mg
不變
減速向
下運(yùn)動(dòng)
失重
彈力小于物體重力的現(xiàn)象
加速度向____
加速向
下運(yùn)動(dòng)
F彈=____,當(dāng)a=g時(shí),完全失重
F彈=____
減速向
上運(yùn)動(dòng)
例3 (2018·淮安學(xué)測模擬)小明乘電梯上高層樓房,從
4、啟動(dòng)到停下來,先后所處的狀態(tài)是( )
A.失重,平衡,超重 B.超重,平衡,失重
C.超重,失重,平衡 D.平衡,超重,失重
易錯(cuò)辨析 (1)判斷超重、失重從加速度方向上判斷,加速度方向向上超重,加速度方向向下失重.
(2)發(fā)生超重、失重時(shí),重力并沒有變化.
考點(diǎn)三 動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題
1.從受力確定運(yùn)動(dòng)情況
如果已知物體的受力情況,可以由牛頓第二定律求出物體的加速度,再通過運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.
2.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力
如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況,可根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的力.
例4 (2013·江
5、蘇學(xué)測)如圖2所示,2012年11月,我國殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī)首次在“遼寧艦”上成功降落,有關(guān)資料表明,該戰(zhàn)斗機(jī)的質(zhì)量m=2.0×104 kg,降落時(shí)在水平甲板上受阻攔索的攔阻,速度從v0=80 m/s減小到零所用時(shí)間t=2.5 s.若將上述運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),求:該戰(zhàn)斗機(jī)在此過程中
圖2
(1)加速度的大小a;(2)滑行的距離x;
(3)所受合力的大小F.
例5 (2018·揚(yáng)州學(xué)測模擬)在交通事故的分析中,剎車線的長度是很重要的依據(jù).剎車線是汽車剎車后停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上滑動(dòng)時(shí)留下的痕跡.在某次交通事故中,汽車的剎車線長度是14 m.已知汽車輪
6、胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7,g=10 m/s2.求:
(1)汽車剎車時(shí)的加速度大小a;
(2)汽車開始剎車時(shí)的速度大小v0;
(3)從剎車開始計(jì)時(shí),1 s內(nèi)汽車前進(jìn)的距離x.
考點(diǎn)四 圖象問題
(1)動(dòng)力學(xué)中常見的圖象:v-t圖象、x-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等.
(2)解決圖象問題的關(guān)鍵
①看清圖象的橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量及單位并注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從0開始.
②理解圖象的物理意義,能夠抓住圖象的一些關(guān)鍵點(diǎn),如斜率、截距、面積、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等,判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況或受力情況,再結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解.
例6 (2017·南通中學(xué)模擬二)在
7、研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,將木塊放在水平長木板上,如圖3甲所示,用力沿水平方向拉木塊,拉力從0開始逐漸增大.分別用力傳感器采集拉力和木塊受到的摩擦力,并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力Ff隨拉力F的變化圖象,如圖乙所示.已知木塊質(zhì)量為0.78 kg,取g=10 m/s2.
圖3
(1)求木塊與長木板間最大靜摩擦力的大??;
(2)求木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)若在平行于木板的恒定拉力F作用下,木塊以a=2.0 m/s2的加速度從靜止開始做勻變速直線運(yùn)動(dòng),求拉力F應(yīng)為多大?
考點(diǎn)五 多過程問題
解決多過程問題方法:
(1)分段研究各段過程、列方程.
(2)尋找多過程運(yùn)動(dòng)問題中各過程間
8、的相互聯(lián)系.如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度,畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系.
例7 質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,受水平恒力F作用,由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t后,撤去水平拉力F,物體又經(jīng)過時(shí)間t停下,求物體受到的滑動(dòng)摩擦力Ff.
1.(2015·江蘇學(xué)測)飛機(jī)從南京祿口機(jī)場起飛后,飛機(jī)攀升過程中,假設(shè)豎直方向向上先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),該過程飛行員( )
A.一直處于失重狀態(tài)
B.一直處于超重狀態(tài)
C.先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)
D.先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)
2.(2017·江蘇學(xué)測)如圖4所示,A
9、、B兩個(gè)物塊疊放在光滑水平面上,質(zhì)量分別為6 kg和2 kg,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10 m/s2.現(xiàn)對A施加水平拉力F,要保持A、B相對靜止,F(xiàn)不能超過( )
圖4
A.4 N B.8 N C.12 N D.16 N
3.(2018·無錫學(xué)測模擬)某靜止在海平面的潛艇接受任務(wù)后迅速下潛,如果只研究潛艇在豎直方向的運(yùn)動(dòng),且假定這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng).已知潛艇開始運(yùn)動(dòng)10 s末時(shí)刻深度計(jì)上顯示深度為10 m,取g=10 m/s2.求:
(1)潛艇豎直方向勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小;
(2)潛艇在10 s末時(shí)豎直方向的速
10、度v的大??;
(3)若潛艇上某士兵質(zhì)量為60 kg,則潛艇下潛時(shí)水平艙底對他的支持力FN多大?
答案精析
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)一
(1)作用力 質(zhì)量 相同 (2)F=ma kg·m/s2
例1 A [物體受到的合力2 N≤F≤14 N,F(xiàn)=ma,
2 m/s2≤a≤14 m/s2.]
例2 C [物體的受力情況如圖所示,
由牛頓第二定律:μmg+F=ma
得a=4 m/s2,方向水平向左.]
考點(diǎn)二
上 mg+ma 下 mg-ma 0
例3 B [電梯向上運(yùn)動(dòng)的過程中,先加速再勻速,后減速.先超重,再平衡后失重.]
考點(diǎn)三
例4 (1)32 m/
11、s2 (2)100 m (3)6.4×105 N
解析 (1)加速度的大小
a=||=|| m/s2=32 m/s2
(2)滑行的距離x=·t=·t=×2.5 m=100 m;
(3)所受合力F=ma=2.0×104×32 N=6.4×105 N.
例5 見解析
解析 (1)由牛頓第二定律μmg=ma,得a=μg=7 m/s2.
(2)由v2-v02=2(-a)x,得v0==14 m/s.
(3)剎車后汽車減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t== s=2 s.
由于t′<t,剎車后1 s內(nèi)前進(jìn)的距離
x=v0t′-at
12、′2= m=10.5 m.
考點(diǎn)四
例6 (1)4 N (2)0.4 (3)4.68 N
解析 (1)由圖象知Ffm=4 N
(2)由圖象知Ff動(dòng)=3.12 N
又Ff動(dòng)=μFN=μmg得μ=0.4
(3)由牛頓第二定律F-Ff動(dòng)=ma得
F=Ff動(dòng)+ma=3.12 N+0.78×2 N=4.68 N.
考點(diǎn)五
例7 F
解析 分析物體在有水平力F作用和撤去力F以后的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律F合=ma
則加速階段的加速度a1=
經(jīng)過時(shí)間t后,物體的速度為v=a1t
撤去力F后,物體受摩擦力做減速運(yùn)動(dòng),其加速度a2=
因?yàn)榻?jīng)時(shí)間t后,物體速度由v減為零,
13、
即0=v-a2t可得a1=a2,=
可求得滑動(dòng)摩擦力Ff=F.
真題演練
1.D 2.D
3.(1)0.2 m/s2 (2)2 m/s (3)588 N
解析 (1)由x=at2可得a==0.2 m/s2.
(2)v=at=2 m/s.
(3)由牛頓第二定律,mg-FN=ma可得FN=588 N.
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375