《2019年高考物理總復習 第三章 牛頓運動定律 第2課時 牛頓第二定律 兩類動力學問題課件 教科版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理總復習 第三章 牛頓運動定律 第2課時 牛頓第二定律 兩類動力學問題課件 教科版.ppt（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時牛頓第二定律兩類動力學問題 基礎(chǔ)回顧 核心探究 演練提升 基礎(chǔ)回顧自主梳理 融會貫通 知識梳理 一 牛頓第二定律1 內(nèi)容 物體的加速度跟所受的合力成 跟物體的質(zhì)量成 加速度的方向跟方向相同 2 表達式 F合 3 適用范圍 適用于參考系中物體的低速運動 正比 反比 合力 ma 慣性 宏觀 如圖所示 超市中顧客隨自動扶梯一起向上勻加速運動 已知扶梯傾角為 顧客質(zhì)量為m 加速度為a 若求扶梯對顧客支持力或摩擦力 你有何思路 答案 分析物體的受力 將加速度沿水平 豎直方向分解 然后根據(jù)牛頓第二定律分別列方程求解 二 力學單位制1 單位制 由和一起組成了單位制 基本單位 導出單位 2 基本單位 基本物理量的 力學中的基本量有 長度和 它們的國際單位分別是kg m和 3 導出單位 由基本單位根據(jù)推導出來的其他物理量的單位 三 牛頓第二定律的應用1 兩類動力學問題 1 已知受力情況 求物體的情況 2 已知運動情況 求物體的情況 2 解決兩類問題的方法以為 橋梁 由運動學公式和牛頓運動定律列方程求解 單位 質(zhì)量 時間 物理關(guān)系 運動 受力 加速度 s 自主檢測 1 思考判斷 1 千克 克 秒 小時 分鐘均屬于基本單位 2 牛頓第二定律表達式F ma在任何情況下都適用 3 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 4 質(zhì)量越大的物體加速度越小 5 根據(jù)公式F ma 可知物體所受的外力跟物體的加速度成正比 答案 1 2 3 4 5 2 根據(jù)牛頓第二定律 下列敘述正確的是 A 物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B 物體所受合力必須達到一定值時 才能使物體產(chǎn)生加速度C 物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比D 當物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時 物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比 D 解析 根據(jù)牛頓第二定律a 可知物體的加速度與速度無關(guān) 所以A錯誤 即使合力很小 也能使物體產(chǎn)生加速度 所以B錯誤 物體加速度的大小與物體所受的合力成正比 所以C錯誤 力和加速度為矢量 水平方向的力產(chǎn)生水平方向的加速度 則物體水平加速度與質(zhì)量成反比 所以D正確 3 某實驗小組在實驗室設(shè)計了一個不用天平測量物體質(zhì)量的實驗 如圖 在光滑水平臺面右端固定一個恒力器 在臺面左端放一輛小車 車上固定一遮光條 遮光條寬度為d 恒力器通過一根細線給小車提供恒定拉力F 使小車由靜止開始依次經(jīng)過兩個光電門 光電門1 2記錄的擋光時間分別為t1 t2 測得兩光電門中心間距為x 不計遮光條質(zhì)量 根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可得小車質(zhì)量為 B 核心探究分類探究 各個擊破 考點一牛頓第二定律的理解 1 牛頓第二定律的 五 性 2 合力 加速度 速度間的決定關(guān)系 1 物體所受合力的方向決定了其加速度的方向 只要合力不為零 不管速度是多少 物體都有加速度且與合力的方向一定相同 合力 或加速度 與速度無必然的聯(lián)系 2 合力 或加速度 與速度同向時 物體做加速運動 合力 或加速度 與速度反向時 物體做減速運動 4 速度的改變需經(jīng)歷一定的時間而不能突變 有力就一定有加速度 但有力速度可能為0 典例1 多選 如圖所示 一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點 自由伸長到B點 今用一小物體m把彈簧壓縮到A點 m與彈簧不連接 然后釋放 小物體能經(jīng)B點運動到C點而靜止 小物體m與水平面間的動摩擦因數(shù) 恒定 則下列說法中正確的是 A 物體從A到B速度越來越大B 物體從A到B速度先增大后減小C 物體從A到B加速度越來越小D 物體從A到B加速度先減小后增大 BD 核心點撥 1 由A到C的過程中 物體受地面的摩擦力和彈簧彈力大小相等的位置出現(xiàn)在B點的左側(cè) 2 a 0時出現(xiàn)在A B之間 此時速度達最大 解析 物體從A到B的過程中 水平方向一直受到向左的滑動摩擦力作用 大小不變 還一直受到向右的彈簧的彈力作用 彈力從某個值逐漸減小到0 開始時 彈力大于摩擦力 合力向右 物體向右加速 隨著彈力的減小 合力越來越小 到A B間的某一位置時 彈力和摩擦力的合力為0 速度達到最大 隨后 摩擦力大于彈力 合力增大但方向向左 合力方向與速度方向相反 物體開始做減速運動 所以 小物體由A到B的過程中 先做加速度減小的加速運動 后做加速度增大的減速運動 故選項B D正確 方法技巧牛頓第二定律應用中的受力處理技巧 1 物體受兩個非共線共點力時通過合成法計算合力 2 物體受共線共點力時可將力的運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算 3 物體受多個非共線共點力時通過正交分解法進行計算 1 牛頓第二定律的理解 多選 下列說法正確的是 A 物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度 因此 加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用B F ma是矢量式 a的方向與F的方向相同 與速度方向無關(guān)C 物體所受的合外力減小 加速度一定減小 而速度不一定減小D 物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系 同時也確定了物理量間的單位關(guān)系 BCD 解析 物體的加速度與合外力有瞬時對應關(guān)系 加速度與力同時產(chǎn)生 故A錯誤 a的方向與F的方向相同 與速度方向無關(guān) 故B正確 合外力減小 加速度一定減小 但如果a與v同向 v會變大 故C正確 物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系 同時也確定了物理量間的單位關(guān)系 故D正確 多維訓練 2 牛頓第二定律的應用 2018 河南中原名校聯(lián)考 某科研單位設(shè)計了一空間飛行器 飛行器從地面起飛時 發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角 60 使飛行器恰好沿與水平方向成 30 角的直線斜向右上方勻加速飛行 經(jīng)時間t后 將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60 同時適當調(diào)節(jié)其大小 使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行 飛行器所受空氣阻力不計 下列說法中正確的是 A 加速時加速度的大小為gB 加速時動力的大小等于mgC 減速時動力的大小等于mgD 減速飛行時間t后速度為零 A 考點二用牛頓第二定律分析瞬時加速度問題 1 兩種模型 2 求解瞬時加速度的一般思路 分析瞬時變化前后物體的受力情況 由牛頓第二定律列方程 求瞬時加速度 典例2 多選 如圖 甲 乙 所示 圖中細線均不可伸長 兩小球質(zhì)量相同且均處于平衡狀態(tài) 細線和彈簧與豎直方向的夾角均為 如果突然把兩水平細線剪斷 則剪斷瞬間 A 圖 甲 中小球的加速度大小為gsin 方向水平向右B 圖 乙 中小球的加速度大小為gtan 方向水平向右C 圖 甲 中傾斜細線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為1 cos2 D 圖 甲 中傾斜細線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為cos2 1 BD 核心點撥 1 水平細線剪斷瞬間 小球A將沿圓弧擺下 小球A的合力與細線垂直且向下 傾斜細線的拉力發(fā)生突變 2 水平細線剪斷瞬間 彈簧的拉力不變 小球B的合力水平向右 解析 設(shè)兩球質(zhì)量均為m 剪斷水平細線后 對小球A進行受力分析 如圖 a 所示 小球A將沿圓弧擺下 小球A的加速度a1的方向沿圓周的切線方向向下 則T1 mgcos F1 mgsin ma1 所以a1 gsin 方向垂直傾斜細線向下 故選項A錯誤 對小球B進行受力分析 水平細線剪斷瞬間 小球B所受重力mg和彈簧彈力T2都不變 小球B的加速度a2的方向水平向右 如圖 b 所示 則T2 F2 mgtan ma2 所以a2 gtan 方向水平向右 故選項B正確 圖 甲 中傾斜細線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為T1 T2 cos2 1 故選項C錯誤 D正確 方法技巧抓住 兩關(guān)鍵 遵循 四步驟 1 分析瞬時加速度的 兩個關(guān)鍵 明確繩或線類 彈簧或橡皮筋類模型的特點 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 1 導學號58826049 彈簧連接的瞬時加速度問題 2017 咸陽質(zhì)檢 如圖所示 A B兩小球分別連在彈簧兩端 B端用細線固定在傾角為 30 的光滑斜面上 A B兩小球的質(zhì)量分別為mA mB 重力加速度為g 若不計彈簧質(zhì)量 在線被剪斷瞬間 A B兩球的加速度分別為 多維訓練 D 2 導學號58826050 摩擦力突變引起的瞬時加速度問題 多選 如圖所示 質(zhì)量均為m的木塊A和木板B疊放在粗糙的水平地面上 A與B間的動摩擦因數(shù) 1 0 4 水平力F 2mg作用在B上 A B以a 2m s2的共同加速度向右運動 則 g 10m s2 A 無法求出B與地面間的動摩擦因數(shù)B 在撤去F后 A B會發(fā)生相對滑動C 在撤去F后瞬間 B的加速度無法求出D 在撤去F后瞬間 A的加速度為4m s2 方向向左 BD 解析 設(shè)B與地面間的動摩擦因數(shù)為 2 水平力F作用時 由牛頓第二定律 對整體有2mg 2 2mg 2ma 得 2 0 8 故選項A錯誤 在撤去F后瞬間 A與B都勻減速向右運動 若A相對于B向右滑動 則有 1mg maA 2 2mg 1mg maB 即aA 1g aB 2 2 1 g aA 故選項B正確 代入數(shù)據(jù)可得aB 12m s2 aA 4m s2 方向均向左 故選項C錯誤 D正確 考點三兩類動力學問題 1 兩類動力學問題之間的邏輯關(guān)系 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 3 兩類動力學問題的解題步驟 典例3 2018 山東濟南調(diào)研 滑雪運動中當滑雪板壓在雪地上時會把雪內(nèi)的空氣逼出來 在滑雪板與雪地間形成一個暫時的 氣墊 從而大大減小雪地對滑雪板的摩擦力 然而當滑雪板相對雪地速度較小時 與雪地接觸時間超過某一值就會陷下去 使得它們間的摩擦力增大 假設(shè)滑雪者的速度超過4m s時 滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會由 1 0 25變?yōu)?2 0 125 一滑雪者從傾角 37 的坡頂A處由靜止開始自由下滑 滑至坡底B處后又滑上一段水平雪地 B處斜坡與水平面平滑連接 最后停在C處 如圖所示 不計空氣阻力 坡長L 26m g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間 2 滑雪者到達B處的速度 3 滑雪者在水平雪地上運動的最大距離 運動過程圖示 答案 1 1s 2 16m s 3 99 2m 方法技巧解決動力學兩類問題的兩個關(guān)鍵點 多維訓練 A 2 由運動情況確定受力情況 如圖為風洞實驗室中進行的實驗示意圖 在傾角為37 的固定斜面上 有一個質(zhì)量為1kg的物塊 在風洞施加的水平恒力F作用下 從A點由靜止開始運動 經(jīng)過1 2s到達B點時立即關(guān)閉風源 失去恒力F 物塊到達C點時速度變?yōu)榱?通過速度傳感器測得這一過程中物塊每隔0 2s的瞬時速度 下表給出了部分數(shù)據(jù) 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 A C兩點間的距離 答案 1 5 4m 2 水平恒力F的大小 解析 2 勻加速過程中由牛頓第二定律得Fcos37 mgsin37 mgcos37 Fsin37 ma1勻減速過程中由牛頓第二定律得 mgsin37 mgcos37 ma2聯(lián)立解得F 30N 答案 2 30N 演練提升真題體驗 強化提升 高考模擬 1 牛頓第二定律的理解 2016 全國 卷 18 多選 一質(zhì)點做勻速直線運動 現(xiàn)對其施加一恒力 且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變 則 A 質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B 質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C 質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D 質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變 BC 解析 由于施加恒力前質(zhì)點做勻速直線運動 此時所受外力的合力為0 施加恒力后其合力為該恒力 則加速度不變 加速度方向與該恒力方向相同 但力的方向與速度方向關(guān)系不明確 質(zhì)點可能做勻變速直線運動 也可能做勻變速曲線運動 速度方向與力的方向可能相同 也可能時刻改變 質(zhì)點加速度不變說明單位時間內(nèi)速度的變化量相同 但由于速度為矢量 單位時間內(nèi)速率的變化量不一定相等 故選項B C正確 2 兩類動力學問題 2017 海南卷 3 汽車緊急剎車后 停止運動的車輪在水平地面上滑動直至停止 在地面上留下的痕跡稱為剎車線 由剎車線的長短可知汽車剎車前的速度 已知汽車輪胎與地面之間的動摩擦因數(shù)為0 80 測得剎車線長25m 汽車在剎車前的瞬間的速度大小為 重力加速度g取10m s2 A 10m sB 20m sC 30m sD 40m s B 3 導學號58826052 瞬時加速度問題 2018 遼寧六校聯(lián)考 如圖所示 A B兩球質(zhì)量相等 光滑斜面的傾角為 圖 甲 中 A B兩球用輕彈簧相連 圖 乙 中A B兩球用輕質(zhì)桿相連 系統(tǒng)靜止時 擋板C與斜面垂直 彈簧 輕桿均與斜面平行 則在突然撤去擋板的瞬間有 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球的2倍 D 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?A B球所受合力均為mgsin 加速度均為gsin 故圖 甲 中B球的加速度是圖 乙 中B球加速度的2倍 故D正確 4 牛頓運動定律的綜合應用 2017 海南卷 14 一輕彈簧的一端固定在傾角為 的固定光滑斜面的底部 另一端和質(zhì)量為m的小物塊a相連 如圖所示 質(zhì)量為m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上 此時彈簧的壓縮量為x0 從t 0時開始 對b施加沿斜面向上的外力 使b始終做勻加速直線運動 經(jīng)過一段時間后 物塊a b分離 再經(jīng)過同樣長的時間 b距其出發(fā)點的距離恰好也為x0 彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi) 重力加速度大小為g 求 1 彈簧的勁度系數(shù) 2 物塊b加速度的大小 3 在物塊a b分離前 外力大小隨時間變化的關(guān)系式 等時圓模型及其應用1 模型特征 1 質(zhì)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(zhì)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(zhì)點沿不同過切點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 拓展增分 2 思維模板 示例 多選 如圖所示 Oa Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿 O a b c d位于同一圓周上 c為圓周的最高點 a為最低點 O 為圓心 每根桿上都套著一個小滑環(huán) 未畫出 兩個滑環(huán)從O點無初速度釋放 一個滑環(huán)從d點無初速度釋放 用t1 t2 t3分別表示滑環(huán)沿Oa Ob da到達a b所用的時間 則下列關(guān)系正確的是 A t1 t2B t2 t3C t1 t2D t1 t3 BCD 解析 設(shè)想還有一根光滑固定細桿ca 則ca Oa da三細桿交于圓的最低點a 三桿頂點均在圓周上 根據(jù)等時圓模型可知 由c O d無初速度釋放的小滑環(huán)到達a點的時間相等 即tca t1 t3 而由c a和由O b滑動的小滑環(huán)相比較 滑行位移大小相同 初速度均為零 但aca aOb 由x at2可知 t2 tca 故選項A錯誤 B C D均正確