《2015名师导学物理一轮课件 第三章 牛顿运动定律3.2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015名师导学物理一轮课件 第三章 牛顿运动定律3.2（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 2节 牛顿第二定律 一、牛顿第二定律及其表达式 1 定律内容：物体的加速度跟物体 _ _ _ 成正比，跟 _ _ _ 成反比，加速度的方向跟合外力的方向 _ _ _ 2 表达式： F 合 _ _ _ 该表达式只能在国际单 位制中成立 因为 F 合 k _ _ _ ，只有在国际单位制中才有 k 1. 力的单位的定义：使质量为 1 物体，获得 1 m/做 1 N ，即 1 N _ _ _ 3 适用范围 (1) 牛顿第二定律只适用于 _ _ _ 参考系 ( 相对地面静止或 _ _ _ _ 运动的参考系 ) (2) 牛顿第二定律只适用于 _ _ _ 物体 ( 相对于分子、原子 ) 、低速运动 (
2、 远小于光速 ) 的情况 . 所受的合外力 物体的质量 相同 1 kgm/惯性 匀速直线 宏观 二、单位制及其基本单位和导出单位 1 单位制： _ _ _ 单位和 _ _ _ 单位共同组成了单位制 (1) 基本单位：基本物理量的单位力学中的的基本物理量有 _ _ _ 、 _ _ _ 、 _ _ _ ，它们的国际单位分别是 _ _ _ 、 _ _ _ 、 _ _ _ (2) 导出单位是由基本单位根据 _ _ _ 推导出来的其他物理量的单位有力 (N) 、速度 (m/s) 、加速度 (m/等 基本 导出 长度 质量 时间 米 千克 秒 物理关系 2 国际单位制中的基本物理量和基本单位 物理量名称
3、物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 间 t 秒 s 电流 I 安 (培 ) A 热力学温度 T 开 (尔文 ) K 物质的量 n 摩 (尔 ) 光强度 I 坎 (德拉 ) 别提醒： (1) 有些 物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等 (2) 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 (、牛 ( 顿 )(N) 等 题型一：对牛顿第二定律的进一步理解 牛顿第二定律是动力学的核心内容，我们要从不同的角度，多层次、系统 化地理解其内涵： F 量化了迫使物体运动状态发 生变化的外部作用， m 量化了物体 “ 不愿改变运动状
4、态 ” 的基本特性 ( 惯性 ) ，而 a 则描述了物体的运动状态 ( v ) 变化的快慢明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了： a F a 1顿第二定律给出的 F 、 m 、 a 三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的 (1) 矢量性：加速度 a 与合外力 F 合 都是矢量，且方向总是相同 (2) 瞬时性：加速度 a 与合外力 F 合 同时产生、同时变化、同时消失，是瞬时对应的 (3) 同 体性：加速度 a 与合外力 F 合 是对同一物体而言的两个物理量 (4) 独立性：作用于物体上的每个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律，而物体的合加速度则是每个力产生的
5、加速度的矢量和，合加速度总是与合外力相对应 (5) 相对性：物体的加速度是对相对地面静止或相对地面做匀速运动的物体而言的 例 1 放在粗糙水平地面上的物块，受到方向不变的水平推力 F 的作用， F 的大小与时间 t 的关系如图甲所示，物块速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示 取重力加速度 g 10 m/由此两图线，通过分析推理可以得出 ( ) A 物块与地面之间的最大静摩擦力为 1 N B t 3 s 时刻物块的加速度为 2 m/s 2 C 物块的质量为 1.5 D 物块与地面之间的动摩擦因数为 【解析】 由图象可知， 0 2 s 内， F 1 N ，静止，2 4 s 内， F 3 N ，做
6、匀加速运动， a 2 m/B 对 ；4 6 s 内， F 2 N ，做匀速运动滑动摩擦力 f 2 N ，A 错；由 F f 可得 m 3 22 0.5 C 错；由 10 可知 D 对；选 B 、 D . 【 答案 】 型二：对牛顿第二定律瞬时性的理解 【题型分析】 该题型主要涉及两种情况：一是物体所受的力瞬间发生变化，求该瞬时的加速度大小；二是 物体所受的力当中某个力在逐渐变化，由此分析物体的运动情况 例 2 如图所示，质量为 m 的小球与弹簧 和水平细绳 相连， 、 的另一端分别固定于 P 、 Q 两点球静止时， 中拉力大小为 中拉力大小为 仅剪断 、 其中一根的瞬间，球的加速度 a 应是(
7、 ) A 若剪断 ，则 a g ，方向竖直向下 B 若剪断 ，则 a F 2m，方向水平向左 C 若剪断 ，则 a F 1m，方向沿 的延长线方向 D 若剪断 ，则 a g ，方向竖直向上 【解析】 剪断 ， 的拉力突变为 0 ，小球仅受重力，所以 A 对；剪断 、 的弹力不变，弹力与重力的合力大小为 F 2 ，方向水平向左，所以 B 对， C 、D 均错 【 答案 】 方法与知识感悟】 根据牛顿第二定律知，加速度与合外力存在瞬时对应关系对于分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点 的区别： ( 1) 轻绳、轻杆模型： 轻绳、轻杆产生弹力时的形变量很小， 轻绳、轻杆的拉力可突变； (2) 轻弹
8、簧模型： 弹力的大小为 F 其中 x 为弹簧的形变量， 弹力突变的特点：若释放端未连接物体，则轻弹簧的弹力可突变为零；若释放端仍连接物体，则轻弹簧的弹力不发生突变，释放的瞬间仍为原值 例 3 设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力 f 与其速度 v 成正比则雨滴的运动情况是 ( ) A 先加速后减速，最后静止 B 先加速后匀速 C 先加速后减速直至匀速 D 加速度逐渐减小到零 【解析】 雨滴所受 空气阻力 f 与其速度 v 成正比，即 f k v ，雨滴下落过程受到的合外力为 F f ，根据牛顿第二定律可知其加速度随速度 v 增大而逐渐减小，当加速度减小为零时雨滴不再加速而做匀速运动 【 答案
9、】 型三：动力学中的两类基本问题 1 已知受力情况求物体的运动情况 2 已知运动情况求物体的受力情况 其中加速度是联系运动和受力的重要 “ 桥梁 ” ，将运动学规律和牛顿第二定律相结合是解决问题的基本思路 例 4 为了测定木块与斜面间的 动摩擦因数，用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示使木块以初速度 v 0 4 m/s 沿倾角 30 的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的 v t 图线如图乙所示 g 取 10 m/求： (1) 上滑过程中的加速度的大小 a 1 ； (2) 木块与斜面间的动摩擦因数 ； (3) 木块回到出发点时的
10、速度大小 v . 【解析】 (1) 由题图乙可知，木块经 0.5 s 滑至最高点 由加速度定义式 a v t，得上滑过程中加速度的大小 a 1 v 0 t 18 m/) 由牛顿第二定律 F 上滑过程中： mg mg 35 或 (3) 下滑的距离等于上滑的距离 x 22 8m 1 m 由牛顿第二定律 F 下滑过程中： mg mg v 2 联立解得 v 2 m/s 例 5 (2013 山东 ) 如图所示， 一质量 m 0.4 小物块， 以 2 m/s 的初速度，在与 斜面成某一夹角的拉力 F 作 用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t 2 s 的时间物块由 A 点运动到 B 点， A 、 B 之间的
11、距离 L 10 m 已知斜面倾角 30 ，物块与斜面之间的动摩擦因数 33. 重力加速度 g 取 10 m/ (1) 求物 块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小； (2) 拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力F 的最小值是多少？ 【解析】 (1) 设物块加速度的大小为 a ，到达 B 点时速度的大小为 v ，由运动学公式得 L 12 v 联立 式，代入数据得 a 3 m/ v 8 m/s. (2) 设物块所受支持力为 受摩擦力为 力与斜面间的夹 角为 ，受力分析如图所示，由牛 顿第二定律得 F mg F mg 0 又 联立 式得 F ） 由数学知识得 33 2 3360 ) 由
12、 式可知对应 F 最小的夹角 30 联立 式，代入数据得 F 的最小值为 3 35N 【方法与知识感悟】 应用牛顿第二定律解答动力学问题时， 首先要对物体的受力情况及运动情况进行分析，确定题目属于动力学中的哪类问题，不论是由受力情况求运动情况，还是由运动情况求受力情况，都需用牛顿第二定律列方程 应用牛顿第二定律的解题步骤 (1) 通过审题灵活地选取研究对象，明确物理过程 (2) 分析研究对象的受力情况和运动情况，必要时画好受力示意图和运动过程 示意图，规定正方向 (3) 根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解 ( 列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理，再列方程 ) (4) 检查答案是否完
13、整、合理，必要时需进行讨论 1 竖直悬挂的轻弹簧下连接一 个小球，用手托起小球，使弹簧处 于压缩状态，如图所示则 迅速放 手后 ( ) A 小球开始向下做匀加速运动 B 弹簧恢复原长时小球加速度为零 C 小球运动到最低点时加速度为零 D 小球运动过程中最大加速度大于 g D 【解析】 弹力变化， a 变化， A 错；恢复原长时 a g ， B 错，小球运动到最低点时，加速度竖直向上，C 错；最大加速度出现在小球开始释放时和处于最低点时，小球做简谐运动，最低点的加速度等于刚释放时的加速度，合力 F 合 F 弹 ， a g ， D 对 2 某同学站在电梯底 板上，利用速度传感器和 计算机研究一观光电梯升 降过程中
