《2010年《高考风向标》物理 第3章 运动和力 第2讲 牛顿第二定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010年《高考风向标》物理 第3章 运动和力 第2讲 牛顿第二定律（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21 世纪教育网第第 2 2 讲讲 牛顿第二定律牛顿第二定律 考情直播考情直播1 1考纲解读考纲解读考纲内容考纲内容能力要求能力要求考向定位考向定位1.牛顿第二定律1.知道牛顿第二定律的内容；理解牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.2.能用正交分解方法解决受力比较复杂的动力学问题.3.能用整体法和隔离法求解有关连接体问题.牛顿第二定律是动力学的基础，而力与加速度的瞬时对应性、矢量性、物体系问题的处理等一直是高考的一个热点和难点.主要以选择题和计算题的形式加以考查.2.2.考点整合
2、考点整合考点一考点一 牛顿第二定律牛顿第二定律 1.定律内容：物体的加速度跟物体 成正比，跟物体的 成反比，加速度的 方向跟合外力的方向 . 2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决 ，“瞬时性”是指加速度和合外力存在着 关系，合外力改变，加速度相应改变， “独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度，合外力的加速度即是 这些加速度的矢量和. 3.牛顿第二定律的分量式：Fx=max，Fy=may特别提醒：F 是指物体所受到的合外力，即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时 对应关系，即有合外力就有加速度，没有合外力就没有加速度.【例 1】如图所示
3、，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为 m 的小球当小 车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用 F1至 F4变化表示）可能 是下图中的（OO沿杆方向） 【解析】对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的弹力，弹力在竖直方向的分量和 重力平衡，小球在水平方向的分力提供加速度，故 C 正确.【答案】C【方法点评】本题考查牛顿第二定律，只要能明确研究对象，进行受力分析，根据牛顿第 二定律列方程即可. 考点二考点二 力、加速度和速度的关系力、加速度和速度的关系 在直线运动中当物体的合外力（加速度）与速度的方向 时，物体做加速运动，若 合外力（加速度）恒定，物体做 运动，若合
4、外力（加速度）变化，则物体做 运 动，当物体的合外力（加速度）方向与速度的方向 时，物体做减速运动.若合外力 （加速度）恒定，物体做 运动，若合外力（加速度）变化，则物体做 运动.O F2 F1 O F3 F4 A O F2 F1 O F3 F4 B O F2 F1 O F3 F4 C O O F2 F1 F3 F4 D 本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21 世纪教育网特别提醒：要分析清楚物体的运动情况，必须从受力着手，因为力是改变运动状态的原 因，求解物理问题，关键在于建立正确的运动情景，而这一切都必须从受力分析
5、开始.例 2 如图 3-12-1 所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从 它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情 况如何？ 解析小球接触弹簧后受两个力，向下的重力 mg 和向上的弹力.（如图xk 3122（a）所示刚开始时，当mg，合力向上，由于加速度的方向和速度方xk 向相反，小球做加速度增大的减速运动，因此速度减小 到零弹簧被压缩到最短.如图 3122（c）所示 答案答案 小球压缩弹簧的过程，合外力的方向先向下后向上， 大小是先变小至零后变大，加速度的方向也是先向下后向上， 大小是先变小后变大，速度的方向始终向下，大小是先变大后变小. （还可以讨论
6、小球在 最低点的加速度和重力加速度的关系） 方法技巧方法技巧 要分析物体的运动情况一定要从受力分析着手，再结合牛顿第二定律进行讨论、 分析.对于弹簧类问题的求解，最好是画出弹簧的原长，现在的长度，这样弹簧的形变长度 就一目了然，使得求解变得非常的简单明了. 考点三考点三 瞬时问题瞬时问题 瞬时问题主要是讨论细绳（或细线）、轻弹簧（或橡皮条）这两种模型. 细绳模型的特点：细绳不可伸长，形变 ，故其张力可以 ， 弹簧（或橡皮条）模型的特点： 形变比较 ，形变的恢复需要时间，故弹力 . 特别提醒求解瞬时问题，首先一定要分清类型，然后分析变化之前的受力，再分析变化 瞬间的受力,这样就可以很快求解. 例
7、例 33（2008 年茂名二模）如图 5 所示，质量为 m 的小球被水平绳 AO 和与竖直方向成 角的轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳 AO 烧断，在绳 AO 烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）A.弹簧的拉力cosmgF B.弹簧的拉力sinmgF C.小球的加速度为零D.小球的加速度singa 解析烧断 OA 之前，小球受 3 个力，如图所示，烧断细绳的瞬间， 绳子的张力没有了，但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间，故弹簧 的弹力不变，A 正确。 方法技巧方法技巧 对于牛顿第二定律的瞬时问题，首先必须分析清楚是弹簧模型还是轻绳模型，图 3121图 3122(a) (b) (c)v0vmFmgF
8、mgFmgmgTF本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21 世纪教育网然后分析状态变化之前的受力和变化后的瞬时受力.根据牛顿第二定律分析求解.同学们还 可以讨论把 OB 换成轻绳，也可以剪断轻弹簧，从而讨论小球的瞬时加速度. 考点四考点四 整体法和隔离法的应用整体法和隔离法的应用 以几个物体组成的系统为对象，分析系统所受外力的方法叫做整体法，以某个物体为 对象，分析该物体所受各力的方法叫做隔离法.特别提醒：通常几个物体加速度相同时，考虑用整体法，求物体之间的作用力时用 隔离法，灵活选取对象或交叉使用整体法与隔离法，往往
9、会使求解简便.例 4如图，物体 A 叠放在物体 B 上，B 置于光滑水平面上，A，B 质量分别为 mA=6kg，mB=2kg，A，B 之间的动摩擦因数 =0.2，开始时 F=10N，此后逐渐增加，在增 大到 45N 的过程中，则( ) A当拉力 F12N 时，两物体均保持静止状态 B两物体开始没有相对运动，当拉力超过 12N 时，开始相对滑动 C两物体间从受力开始就有相对运动 D两物体间始终没有相对运动 解析对 A，B 整体有 F=(mA+mB)a 再对 B 有 f = mBa 当 f 为最大静摩擦力时，得 a=6m/s2，F=48N 由此可以看出当 F48N 时 A，B 间的摩擦力都达不到最
10、大静摩擦力，也就 是说，A，B 间不会发生相对运动.所以 D 选项正确. 答案D 方法技巧当系统具有相同的加速度时，往往用整体法求加速度，要求系统之间的相互作 用力，往往用隔离法.特别要注意 A 对 B 的静摩擦力提供了 B 的加速度.考点五考点五 整体利用牛顿第二定律整体利用牛顿第二定律 当几个物体所组成的系统加速度不同时，我们也可以牛顿第二定律来求解，此时牛顿第二定律应表述为： ，即整个系统所受的合外力nnamamamamF.332211（物体之间的作用力为内力，不考虑）等于各个物体所产生的加速度与质量的乘积的矢量和.其正交表示为：nxnxxxamamamF.2211nynyyyamama
11、mF.2211特别提醒：对于一静一动（即一个有加速度，一个没有加速度）的两个物体所组成的系 统，当要求外界对系统的作用力时，整体利用牛顿第二定律将使问题求解方程简单.例 5 一根质量为 M 的木棒，上端用细绳系在天花板上，棒上有一只质量为 m 的猴子，如图 6 所示，如果将细绳剪断，猴子沿木棒向上爬，但仍保持与地 面间的高度不变。求这时木棒下落的加速度？解析：（解法一）猴子和木棒的受力情况如图所示，猴子相对地面的高度不变、 保持静止，即受力平衡，木棒具有加速度，根据牛顿第二定律对猴子有：对木棒有：由牛顿第三定律得A F B本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21 世纪教育网 - 中国最大型、最
12、专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21 世纪教育网解得木棒的加速度为，方向竖直向下.解法二（整体法）：把猴子和木棒看成一个整体，受力情况如图 8 所示，在 这个整体中猴子受力平衡，木棒具有加速度，根据牛顿第二定律有解得木棒的加速度为，方向竖直向下.方法技巧 对于由一个静止，一个加速运动的物体所组成的系统，往往优先考虑整体利用 牛顿第二定律求解，这样会使求解变得非常简单. 类似以上的不少问题，若用隔离法求解， 分析过程很繁琐，若用整体法来分析，思路却很敏捷.大家如果能深刻领会整体法的有关解 题规律，在学习过程中一定会取得事半功倍的效果. 高考重点热点题型探究高考重点热点题型探究热点热点 1
13、 物体运动情况的判断物体运动情况的判断 真题真题 11（2007广东）压敏电阻的阻值随所 受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻 设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理 如图 3-12-13（a）所示，将压敏电阻和一块挡 板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球. 小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图 3-12-13（b）所示，下列判断正确的是( ) A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动 剖析剖析 对小球，根据牛顿第二定律有 Nma，易知 t1到 t2时
14、间内，小球对挡板的压力越来 越大，故做变加速运动，t2到 t3时间内，小球对挡板的压力不变，小车做匀加速运动，0 到 t1时间内，小车可能静止也可能匀速运动. 答案答案DD 名师指引名师指引 本题是一个传感器问题，传感器是把力学信号等转化为电信号的一个仪器，新 课程新增加的一个内容,相信以后的高考中仍会有所考查，同学们要引起注意.【真题真题 2】（2008全国卷 1）如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（ ）A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动v压敏电阻REAItt1t2t30（a）（b）图 31213本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21 世纪教育网D.向左做减速运动解析解析对小球水平方向受到向右的弹簧弹力 N，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右加速运动或向左减速运动 答案答案AD名师指引 由受力情况判断物体的运动的情况，一直是高考的热点，对于这种类型的问题关键在于根据牛顿第二定律求出加速度的的方向，而加速度方向已知时，所对应的运动形式有
