《【全程复习】（广西专用）（广西专用）高考物理一轮复习 3.2牛顿第二定律 两类动力学问题课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【全程复习】（广西专用）（广西专用）高考物理一轮复习 3.2牛顿第二定律 两类动力学问题课件 新人教版（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题,考点1 牛顿第二定律,1.内容 物体加速度的大小跟_成正比，跟_ 成反比，加速度的方向跟引起这个加速度的_相同. 2.表达式：_,它受到的作用力,物体的质量,力的方向,F=ma,3.适用范围 （1）只适用于_参考系，即相对于地面_或_ 运动的参考系. （2）只适用于解决_物体的_运动问题，不能用来处 理微观粒子的高速运动问题.,惯性,静止,匀速直线,宏观,低速,牛顿第二定律的“五个性质”,雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的阻力与雨点下落的速度成正比，图中能正确反映雨点下落运动情景的是（ ） A.B.C.D.,【解析】选D.选下落的雨点为研究对象，进
2、行受力分析可知，它受重力mg和空气阻力F阻kv.随着速度增大，阻力F阻逐渐增大.由牛顿第二定律得mgF阻ma，可知雨点先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故、图象正确，图象错误.图象表示物体做匀速直线运动过程，显然和实际过程相违背，因而图象错误，正确选项为D.,1.两类动力学问题 （1）已知受力情况求物体的_. （2）已知运动情况求物体的_. 2.解决两类基本问题的方法 以_为“桥梁”，由_和_列 方程求解，具体逻辑关系如图：,考点2 牛顿定律的应用,运动情况,受力情况,加速度,运动学公式,牛顿运动定律,1.两类动力学问题的基本解题方法 （1）由受力情况判断物体的运动状态，处理思路是：先
3、求出几个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体的运动情况. （2）由运动情况判断物体的受力情况，处理思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法则（平行四边形定则）或正交分解法.,2.两类动力学问题的解题步骤 （1）明确研究对象.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.画好受力分析图和过程图，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
4、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=ma列方程求解，必要时要对结果进行讨论.,如图所示，一固定不动的光滑斜面，倾角为，高为h.一质量为m的物体从斜面的顶端由静止开始滑下，求物体从顶端滑到底端所用的时间及滑到底端时速度的大小.,【解析】物体受力如图所示， 由牛顿第二定律得：mgsin=ma 解得：a=gsin 由 得： 解得： 由vt=v0+at得：vt=at= 答案：,1.单位制：由_和_一起组成了单位制 2.基本单位：_的单位.力学中的基本量有三个，它们分别是_、_、_，它们的国际单位分别是_、_、_ 3.导出单位：由_根据逻辑关系推导出的其他物理量的单位
5、,考点3 单位制,基本单位,导出单位,基本量,质量,时间,长度,kg,s,m,基本量,国际单位制中的七个基本物理量和基本单位,关于单位制，下列说法中正确的是（ ） A.kg、m/s、N是导出单位 B.kg、m、C是基本单位 C.在国际单位制中，时间的单位是s,属基本单位 D.在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的,【解析】选C、D.力学中的基本单位有三个:kg、m、s.有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米（cm）、克（g）、小时（h）等；有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如:米/秒（m/s）、帕斯卡（Pa）、牛顿（N）等.,瞬时性问题分析 【例证1】（2012德州模拟
6、）如图所示，两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为F1=30 N，F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）,A.弹簧测力计的示数是10 N B.弹簧测力计的示数是50 N C.在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变 D.在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变 【解题指南】解答本题时可按以下思路分析： （1）先对物体受力分析求解加速度，再进一步隔离m1（或m2）求得弹簧测力计的示数； （2）撤去F1或F2的瞬间，明确哪些力突变，哪些力不突变.,【自主解答】选C.设弹簧的弹力为F，系统加速度为a. 对系统：
7、F1-F2=（m1+m2）a，对m1:F1-F=m1a，联立两式解得：a=2 m/s2，F=26 N，故A、B两项都错误；在突然撤去F2的瞬间，两物体间的距离不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没变化，弹簧上的弹力不变，故C项正确；若突然撤去F1，物体m1所受的合外力方向向左，而没撤去F1时，合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故D项错误.,【总结提升】瞬时性问题的解题技巧 1.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意以下几种模型：,2.在求解瞬时性加速度问题时应注意 （1）物体的受力情况和运动情况是
8、时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析. （2）加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变.,【变式训练】如图所示，质量均为m的 A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧， 放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁.今用水平力F将B球向 左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间 B球的速度为零，加速度为零 B球的速度为零，加速度大小为 在弹簧第一次恢复原长之后，A才离开墙壁 在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动,以上说法正确的是（ ） A.只有B. C.D.,【解析】选B.撤去F前，B球受四个力作用，竖直方向的重力和 支持力平衡，水平
9、方向推力F和弹簧的弹力平衡，即弹簧的弹力 大小为F，撤去F的瞬间，弹簧的弹力仍为F，故B球所受合外力 为F，则B球加速度为 而此时B球的速度为零，正确错 误；在弹簧恢复原长前，弹簧对A球有水平向左的弹力使A球压 紧墙壁，直到弹簧恢复原长时A球才离开墙壁，A球离开墙壁 后，由于弹簧的作用，使A、B两球均做变速运动，对错， B选项正确.,【变式备选】（2012河池模拟）如图所示，吊 篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被 固定在吊篮中的两轻弹簧系住，当悬挂吊篮的细 绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小分别 是（ ） A.aP=g、aQ=2g B.aP=2g、aQ=g C.aP=g、aQ=
10、0 D.aP=2g、aQ=0,【解析】选D.悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，两弹簧的长度不突然 改变，两弹簧的弹力也不改变，细绳中原有的大小为2mg的拉力 消失，则吊篮P的合力与细绳的原拉力等大反向，即合外力大小 为2mg，方向竖直向下，所以吊篮P的加速度 细绳 被烧断瞬间，两弹簧对物体Q的作用力不变，所以合外力依然为 零，其加速度aQ=0，故D项对.,两类动力学问题的规范求解 【例证2】（2012潍坊模拟）（16分） 质量为10 kg的物体在F=200 N 的水平推 力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开 始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角=37，如图所示，力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继
11、续上滑了1.25秒钟后，速度减为零，求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移s.（已知sin37=0.6，cos37=0.8，g=10 m/s2）,【解题指南】解答本题时可按以下思路分析： （1）明确物体的受力情况，由牛顿第二定律列方程. （2）明确物体的运动过程，结合运动学公式求解.,【规范解答】设力F作用时物体沿斜面上升加速度为a1，撤去力F后其加速度变为a2，则：a1t1=a2t2（2分） 有力F作用时，对物体受力分析并建立直角坐标系如图：,由牛顿第二定律可得： Fcos-mgsin-Ff1=ma1（2分） Ff1=FN1=（mgcos+Fsin）（2分） 撤去力后，对物体受力分析如图
12、,由牛顿第二定律可得： -mgsin-Ff2=-ma2（2分） Ff2=FN2=mgcos（2分） 联立式，代入数据得： a2=8 m/s2,a1=5 m/s2,=0.25 （3分） 物体运动的总位移： s= 16.25 m （3分） 答案：0.25 16.25 m,【总结提升】解答动力学两类问题的基本程序 （1）明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程. （2）根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图，图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明
13、确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有.,（3）应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果.,【变式训练】（2012福州模拟）如图所示， 楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37 角，一装潢工人手持木杆绑着刷子由下往上 粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力 始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5，天花板长为L4 m，取sin370.6，g10 m/s2，试求： （1）刷子沿天花板向上运动的加速度大小； （2）工人把刷
14、子从天花板底端（速度为零）推到顶端所用的时间.,【解析】以刷子为研究对象进行受力分析，设滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN. （1）将刷子受的力沿斜面和垂直斜面分解， 如图所示， 由牛顿第二定律得 （Fmg）sin37Ffma FN（Fmg）cos37 FfFN 联立式并代入数据，得a2 m/s2.,（2）对刷子，由运动学公式得： 解得 代入数据，得t2 s 答案：（1）2 m/s2 （2）2 s,临界问题的分析 【例证3】如图所示，一细线的一端固定于倾角为=30的光滑楔形块A的顶端处，细线的另一端拴一质量为m的小球. （1）当楔形块至少以多大的加速度向左加速运动时，小球对楔形块压力为
15、零? （2）当楔形块以a=2g的加速度向左加速运动时，小球对线的拉力为多大？,【解题指南】“小球对楔形块压力为零”是小球刚好离开楔形块的临界条件，此时对应小球离开楔形块的加速度的最小值.对小球受力分析，根据牛顿运动定律列方程求解.,【自主解答】（1）小球对楔形块恰无压力时受力情况如图所示，由牛顿运动定律，得mgcot=ma0 所以a0=gcot=gcot30=,（2）当a=2g时，由于aa0，所以此时小球已离开楔形块，设此时细线与水平方向的夹角为,则其受力情况如图所示， 由牛顿运动定律，得mgcot=ma 即cot=a/g=2,所以FT=mg/sin= 或,根据牛顿第三定律， 小球对线的拉力F
16、T=FT= 答案：（1） （2）,【互动探究】在【例证3】中若题干条件不变,当细线拉力刚好为零时,则楔形块的加速度多大?运动方向如何?此时小球对楔形块的压力多大? 【解析】设细线拉力刚好为零时,楔形块 的加速度为a0,对小球受力分析如图所示 由牛顿运动定律得 mgtan=ma0, 所以a0=gtan=gtan30,即细线拉力刚好为零时,楔形块的加速度大小为 方向水平向 右. 故楔形块向右加速运动或向左减速运动. 小球受到的弹力 根据牛顿第三定律得小球对楔形块的压力 答案： 向右加速运动或向左减速运动,【总结提升】解决临界问题的方法技巧 1.临界问题是指物体的运动性质发生突变，要发生而尚未发生改变时的状态.此时运动物体的特殊条件往往是解题的突破口 2
