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1、1 深入理解牛顿第二定律深入理解牛顿第二定律 一 一 考点突破考点突破 此部分内容在高考物理中的要求如下 知识点知识点 考纲要求考纲要求 题型题型 分值分值 牛 顿 第 二 定律 理解牛顿第二定律的内容 表达式 及性质 各题型均有涉及 6 15 分 二 重难点提示二 重难点提示 重点 牛顿第二定律的内容的理解 难点 牛顿第二定律的应用 1 牛顿第二定律的内容 物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比 跟它的质量成 反比 加速度的方向与作用力的方向相同 2 牛顿第二定律的表达式 F ma F与a具有瞬时对应关系 重要提示 重要提示 牛顿第二定律的适用范围 只适用于惯性参考系 即相对于地面静止或匀
2、速直线运动的参考系 只适用于解决宏观物体的低速运动问题 不能用来处理微观粒子的高速运动问题 3 力学单位制 1 单位制由基本单位和导出单位共同组成 2 力学单位制中的基本单位有质量 kg 长度 m 和时间 s 3 导出单位有 N m s m s2等 例题例题 1 1 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体 当它所受的合力逐渐减小而方向 不变时 物体的 A 加速度越来越大 速度越来越大 B 加速度越来越小 速度越来越小 C 加速度越来越大 速度越来越小 D 加速度越来越小 速度越来越大 思路分析思路分析 开始时物体做匀加速直线运动 说明合力方向与速度方向相同 当合力逐渐 减小时 根据牛顿第二定律
3、可知 物体的加速度在逐渐减小 但合力的方向始终与物体运动 的方向相同 物体仍做加速运动 速度仍在增加 只是单位时间内速度的增加量在减小 即 速度增加得慢了 正确选项为 D 答案 答案 D 例题例题 2 2 如图所示 一轻质弹簧一端固定在墙上的O点 自由伸长到B点 用一小物体 m把弹簧压缩到A点 m与弹簧不连接 然后释放 小物体经B点脱离弹簧后运动到C点而 静止 小物体m与水平面间的动摩擦因数 恒定 则下列说法中正确的是 2 O ABC A 物体从A到B速度越来越大 B 物体从A到B速度先增加后减小 C 物体从A到B加速度越来越小 D 物体从A到B加速度先减小后增加 思路分析 思路分析 物体从A
4、到B的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力Ff mg 大小 不变 还一直受到弹簧向右的弹力 从最大值逐渐减小为 0 开始时 弹力大于摩擦力 合 力向右 物体向右加速 随着弹力的减小 合力越来越小 加速度也逐渐减小 到A B间 的某一位置时 弹力和摩擦力大小相等 方向相反 合力为 0 加速度也为 0 速度达到最 大 随后 摩擦力大于弹力 合力与加速度增大但方向向左 合力方向与速度方向相反 物 体开始做减速运动 所以 小物体由A到B的过程中 先做加速度减小的加速运动 后做加 速度增加的减速运动 正确选项为 B D 答案 答案 BD 例题例题 3 3 轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指
5、标 近年来 一些高级轿 车的设计师在关注轿车加速度的同时 提出了一个新的概念 叫做 加速度的变化率 用 加 速度的变化率 这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢 轿车的加速度变化率越 小 乘坐轿车的人感觉越舒适 下面四个单位中 适合做加速度变化率单位的是 A m s B m s2 C m s3 D m s4 思路分析 思路分析 位移 速度 时间 故速度单位为 米 秒 速度变化 初速度 末速度 故速度变化量的单位为 米 秒 速度变化 速度变化率 时间 故速度变化率的单位为 米 秒 2 加速度变化 加速度变化率 时间 故加速度变化率的单位为 米 秒 3 例题例题 4 4 有一个恒力能使质量为
6、m1的物体获得 3m s2的加速度 如将其作用在质量为m2 的物体上能产生 1 5m s2的加速度 若将m1和m2合为一体 该力能使它们产生多大的加速 度 思路分析 思路分析 由牛顿第二定律F ma可得 以m1为研究对象 有F m1a2 以m2为研究对象 有F m2a2 以m1 m2整体为研究对象 有F m1 m2 a 由以上三式解得m1 m2整体的加速度 5 13 5 13 21 21 aa aa am s2 1 m s2 答案 答案 1 m s2 综合拓展 综合拓展 牛顿第二定律的 五个性质 牛顿第二定律的 五个性质 矢量公式 F ma 是矢量式 任一时刻 F 与 a 总同向 3 性 瞬时
7、 性 a 与 F 对应同一时刻 即 a 为某时刻的加速度时 F 为该时刻物体所受的合外力 因果 性 力 F 是产生加速度 a 的原因 加速度 a 是力 F 作用的结果 同一 性 1 加速度 a 与力 F 是相对同一个惯性系的 一般指地面 2 F ma 中 F m a 对应同一个物体或同一个系统 3 F ma 中 各量统一使用国际单位 独立 性 1 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足 F ma 2 物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 3 力和加速度在各个方向上的分量也满足 F ma 即 Fx max Fy may 高频疑点 高频疑点 应用牛顿第二定律的解题步骤 1 明确研究
8、对象 根据问题的需要和解题的方便 选出被研究的物体 2 分析物体的受力情况和运动情况 画好受力分析图 明确物体的运动性质和运动 过程 3 选取正方向或建立坐标系 通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向 4 求合外力 F合 5 根据牛顿第二定律 F合 ma 列方程求解 必要时还要对结果进行讨论 满分训练满分训练 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料 质量为 70 0 kg 的建筑工人 站在地面上 通过定滑轮将 20 0 kg 的建筑材料以 0 5 m s2的加速度提升 忽略绳子和定滑 轮的质量及定滑轮的摩擦 则建筑工人对地面的压力大小为 g取 10 m s2 A 510 N B 490 N C 890 N D 910 N 思路分析思路分析 设建筑材料的质量为m 加速度的大小为a 选取建筑材料为研究对象 进 行受力分析 如下图 F拉 mg a 由牛顿第二定律得Fmgma 拉 解得210NF 拉 设地面对建筑工人的支持力为FN 建筑工人的质量为M 选取建筑工人为研究对象 进 行受力分析 如下图 4 F 拉 M N F 由平衡条件得 NN FFFFMg 拉拉 解得FN 490 N 根据牛顿第三定律可得建筑工人对地面的压力大小为FN FN 490 N B 正确 答案 答案 B
