《（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第3章 牛顿运动定律 第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题教师用书-人教高三物理试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第3章 牛顿运动定律 第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题教师用书-人教高三物理试题（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节牛顿第二定律两类动力学问题知识点1牛顿第二定律1内容物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比加速度的方向与作用力的方向相同2表达式a或Fma.3适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况知识点2力学单位制1单位制由基本单位和导出单位组成2基本单位基本量的单位力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米3导出单位由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位4国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质
2、量m千克kg时间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mol发光强度IV坎德拉cd知识点3两类动力学问题1两类动力学问题(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2解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图321所示：图3211正误判断(1)牛顿第二定律表达式Fma在任何情况下都适用()(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用()(3)Fma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关()(4)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小()(5)物
3、理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系()2(对牛顿第二定律的简单理解)(多选)关于牛顿第二定律，下列说法正确的是() 【导学号：96622042】A物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比B加速度的方向一定与合外力的方向一致C物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比D由于加速度跟合外力成正比，整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的2倍【答案】BC3(对单位制的理解)关于单位制，下列说法中正确的是()Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、C是基本单位C在国际单位制中，A是导出单位D在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的【答案】D4(由
4、受力情况确定运动情况)用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是() 【导学号：96622043】Av6 m/s，a0Bv10 m/s，a2 m/s2Cv6 m/s，a2 m/s2 Dv10 m/s，a0【答案】A核心精讲1牛顿第二定律的“五性”矢量性Fma是矢量式，a与F同向瞬时性a与F对应同一时刻因果性F是产生a的原因同一性a、F、m对应同一个物体，应用时统一使用SI制独立性每一个力都产生各自的加速度2.合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要合力不为零，不管
5、速度是大是小，或是零，物体都有加速度，只有合力为零时，加速度才为零一般情况下，合力与速度无必然的联系(2)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动(3)a是加速度的定义式，a与v、t无直接关系；a是加速度的决定式，aF，a.题组通关1关于牛顿第二定律的下列说法中，不正确的是()A物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定，与物体的速度无关B物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定，与速度方向无关C物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D一旦物体所受合外力为零，则物体的加速度立即为零，其运动速度将不再变化C对于某个物体，合外力的大小决定了加速度
6、的大小，合外力的方向决定了加速度的方向，而速度的方向与加速度方向无关根据牛顿第二定律的瞬时性特征，合外力一旦为零，加速度立即为零，则速度不再发生变化，以后以此时的速度做匀速直线运动，综上所述，A、B、D正确，C错误2(多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是()A物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零CD物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关，故C、D正确，A、B错误核心精讲1两种模型加速度与合外力具有
7、瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：2一般思路第一步：分析原来物体的受力情况第二步：分析物体在突变时的受力情况第三步：由牛顿第二定律列方程第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性题组通关3(多选)(2015海南高考)如图322所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态现将细线剪断将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间，() 【导学号：96622044】图322Aa13gBa10Cl12l2
8、 Dl1l2AC剪断细线前，把a、b、c看成整体，细线上的拉力为T3mg.因在剪断瞬间，弹簧未发生突变，因此a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同则将细线剪断瞬间，对a隔离进行受力分析，由牛顿第二定律得：3mgma1得a13g，A正确，B错误；由胡克定律知：2mgkl1，mgkl2，所以l12l2，C正确，D错误4(2017苏州模拟)如图323所示，A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上，A、B两小球之间也用一轻绳L2连接，细绳L1和弹簧与竖直方向的夹角均为，A、B间细绳L2水平拉直，现将A、B间细绳L2剪断，则细绳L2剪断瞬间，下列说法正确的是()图323A细绳L1上的拉力与弹
9、簧弹力之比为11B细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1cos2CA与B的加速度之比为11DA与B的加速度之比为cos 1图1图2D根据题述，A、B两球的质量相等，设均为m.剪断细绳L2时对A球受力分析如图1所示，由于绳的拉力可以突变，应沿绳L1方向和垂直于绳L1方向正交分解，得FTmgcos ，ma1mgsin .剪断细绳L2时B球受力如图2所示，由于弹簧的弹力不发生突变，则弹簧的弹力还保持剪断前的力不变，有Fcos mg，Fsin ma2，所以FTFcos21，a1a2cos 1，则D正确名师微博两点提醒：1物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动
10、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积累的过程，不会发生突变核心精讲1解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两类分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个“桥梁”：物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁2解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”(2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”3两类动力学问题的解题步骤师生共研考向1已知受力情况，求物体运动情况(2014全国卷)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离
11、内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度【合作探讨】(1)汽车在反应时间内做什么规律的运动？提示：汽车做匀速直线运动(2)汽车在行驶s120 m的安全距离的过程中做什么性质的运动？提示：汽车先做匀速直线运动，再做匀减速直线运动直至停下【规范解答】设沥青路面干燥时，汽车与沥青路面的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定
12、律和运动学公式得0mgma0sv0t0式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度设在雨天行驶时，汽车与沥青路面间的动摩擦因数为，依题意有0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得mgmasvt0联立式并代入题给数据得v20 m/s(72 km/h)【答案】20 m/s(72 km/h)考向2已知运动情况，求物体受力情况一质量为m2 kg的滑块能在倾角为30的足够长的斜面上以a2.5 m/s2匀加速下滑如图324所示，若用一水平向右恒力F作用于滑块，使之由静止开始在t2 s内能图324沿斜面运动位移x4 m求：(g取10 m/s2)(1)滑块
13、和斜面之间的动摩擦因数；(2)恒力F的大小【规范解答】(1)根据牛顿第二定律可得：mgsin 30mgcos 30ma解得：.(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能由xa1t2，得a12 m/s2，当加速度沿斜面向上时，Fcos 30mgsin 30(Fsin 30mgcos 30)ma1，代入数据得：F N当加速度沿斜面向下时：mgsin 30Fcos 30(Fsin 30mgcos 30)ma1代入数据得：F N.【答案】(1)(2) N或 N题组通关5乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择若某一缆车沿着坡度为30的山坡以加速度a上行，如图325所示在缆
14、车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)则()图325A小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C小物块受到的滑动摩擦力为mgmaD小物块受到的静摩擦力为maA小物块相对斜面静止，因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力缆车以加速度a上行，小物块的加速度也为a，以物块为研究对象，则有Ffmgsin 30ma，Ffmgma，方向平行斜面向上，故A正确，B、C、D均错误6如图326所示为一条平直公路中的两段，其中A点左边的路段为足够长的柏油路面，A点右边路段为水泥路面已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为1，与水泥路面的动摩擦因数为2.当汽车以速度v0沿柏油路面行驶时，若刚过A点时紧急刹车后(车轮立即停止转动)
