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1、解解题题素素能能培培养养训训练练高高效效提提能能考考点点核核心心突突破破基基础础要要点点整整合合第二节第二节 牛顿第二定律牛顿第二定律 两类动力学问两类动力学问题题一、牛顿第二定律问题导引由牛顿第二定律表达式Fma可知A质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比B合外力F与质量m和加速度a都成正比C物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致D物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比答案CD基础要点整合基础要点整合知识梳理1内容物体的加速度跟所受的 成正比，跟物体的_成反比，加速度的方向跟 的方向相同2表达式F .合力合力质量质量合力合力ma3“五个”性质同向性同向性公式公式
2、F合合ma是矢量式，任一时刻，是矢量式，任一时刻，F合合与与a_瞬时性瞬时性a与与F合合对应同一时刻，即对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，为某时刻的加速度时，F合合为该为该时刻物体所受时刻物体所受_因果性因果性F合合是产生是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性同一性F合合ma中，中，F合合、m、a对应同一物体或同一系统，各量对应同一物体或同一系统，各量统一使用统一使用_单位单位独立性独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律第二定律物体的实际加速度等于每个力产生的加速
3、度的矢量和物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和同向同向合外力合外力国际国际4.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于 (相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)(2)牛顿第二定律只适用于 (相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况惯性参考系惯性参考系宏观物体宏观物体自主检测1下列关于牛顿第二定律的说法中，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，其运动也就逐渐停止了答案AB二
4、、动力学的两类基本问题知识梳理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：运动情况运动情况受力情况受力情况加速度加速度运动学公式运动学公式牛顿运动定律牛顿运动定律自主检测2以15 m/s的速度在平直道路行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过10 s停了下来电车的质量是4.0103 kg，求电车所受的阻力答案答案6.0103 N，方向与电车初速度方向相反，方向与电车初速度方向相反三、单位制问题导引如图321为甲、乙、丙三人百米比赛冲刺时的速度大小试比较三人冲刺速度的大小；由此看出应怎样比较物理
5、量的大小？答案v甲11 m/s，v乙7 200 dm/min 12 m/s， v丙 36 km/h10 m/s，故v乙v甲v丙由此可以看出，要比较同一物理量的大小，必须统一单位知识梳理1单位制：由 单位和 单位一起组成了单位制(1)基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们是 、 、 ，它们的国际单位分别是 、 、 (2)导出单位：由 量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位基本基本导出导出长度长度质量质量时间时间米米千克千克秒秒基本基本2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名称物理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度l_质量质量m_时间时间t_
6、电流电流I安安培培A热力学温度热力学温度T开开尔文尔文K物质的量物质的量n摩摩尔尔mol发光强度发光强度IV坎坎德拉德拉cd米米m千克千克kg秒秒s自主检测3关于力学单位制，下列说法正确的是Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、J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答案CD牛顿第二定律的表达式为Fma，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时消失、同时变化，具体可简化为以下两种模型：(1)刚性绳(或接触面)不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间(2)弹簧(或
7、橡皮绳)两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变考点核心突破考点核心突破考点一考点一 用牛顿第二定律分析瞬时加速度用牛顿第二定律分析瞬时加速度典例1(2014合肥模拟)在光滑水平面上有一质量为1 kg的物体，它的左端与一劲度系数为800 N/m的轻弹簧相连，右端连接一细线物体静止时细线与竖直方向成37角，此时物体与水平面刚好接触但无作用力，弹簧处于水平状态，如图322所示，已知sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2，则下列判断正确的是A在剪断细线的瞬间，物体的加速度大小
8、为7.5 m/s2B在剪断弹簧的瞬间，物体所受合外力为15 NC在剪断细线的瞬间，物体所受合外力为零D在剪断弹簧的瞬间，物体的加速度大小为7.5 m/s2思路引导剪断轻绳前后弹簧的弹力不能发生突变剪断轻绳前后水平面对球的支持力发生突变答案A规律总结在求解瞬时加速度问题时应注意(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，不会发生突变突破训练1如图323所示，两个质量分别为m12 kg，m23 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接两个大小分别为F130 N、F220
9、 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则A弹簧秤的示数是弹簧秤的示数是25 NB弹簧秤的示数是弹簧秤的示数是50 NC在突然撤去力F2的瞬间，m1的加速度大小为5 m/s2D在突然撤去力F1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2答案答案D1由受力情况判断物体的运动状态处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合ma)求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移2由物体的运动情况判断受力情况处理这类问题的基本思路是：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(平行四边形定则)或正交分解法
10、考点二考点二 动力学两类基本问题动力学两类基本问题3求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度典例2如图324所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面上已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0 kg，A、B之间的动摩擦因数10.2，B与水平面之间的动摩擦因数20.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10 m/s2.若从t0开始，木板B受F116 N的水平恒力作用，t1 s时F1改为F24 N，方向不变，t3 s时撤去F2.(1)木板B受F116 N的水平恒力作用时，A、B的加速度aA、aB各为
11、多少？(2)从t0开始，到A、B都静止，A在B上相对B滑行的时间为多少？(3)请以纵坐标表示A受到B的摩擦力FfA，横坐标表示运动时间t(从t0开始，到A、B都静止)，取运动方向为正方向，在图325中画出FfAt的关系图线(以图线评分，不必写出分析和计算过程)审题指导1审读题干，获取有用信息已知A、B间和B与水平面间的动摩擦因数，可以计算摩擦力大小F116 N作用在B上，A、B之间可能发生相对滑动2分析设问，确定解题方案假设A、B之间发生相对滑动，若aBaA，假设成立分析A、B各段受力，求解A、B的加速度，确定到达速度相同所需的时间解析(1)根据牛顿第二定律得1mAgmAaAaA1g0.210
12、 m/s22 m/s2F12(mAmB)g1mAgmBaB代入数据得aB4 m/s2(2)t11 s时，A、B的速度分别为vA、vBvAaAt121 m/s2 m/svBaBt141 m/s4 m/sF1改为F24 N后，在B速度大于A速度的过程，A的加速度不变，B的加速度设为aB，根据牛顿第二定律得F22(mAmB)g1mAgmBaB代入数据得aB2 m/s2设经过时间t2，A、B速度相等，此后它们保持相对静止，则vAaAt2vBaBt2代入数据得t20.5 sA在B上相对B滑行的时间为tt1t21.5 s(3)FfAt的关系图线如图所示答案答案见解析见解析规律总结动力学两类基本问题的解题步
13、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，明确物体的运动性质和运动过程，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理问题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(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)运用牛顿第二定律(或运动学公式)求加速度(5)运用运动学公式(或牛顿第二定律)建立待求量与加速度的关系方程并求解，必要时还要对结果进行讨论2(2014四川省资阳质检)如图326所示，在倾角37的固定斜面上放置一质量M1 kg、长度L3 m的薄平板A
14、B，平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C距离为9 m，在平板的上端A处放一质量m0.6 kg的滑块，让平板和滑块从静止同时释放，设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，求：突破训练突破训练图图326(1)滑滑块块在在平平板板上上滑滑动动时时平平板板的的加加速速度度a1和和滑滑块块的的加加速度速度a2.(2)滑块滑块离开薄离开薄板时的速度板时的速度大小大小(3)薄薄板下板下端端B到到达达斜斜面面底端底端点时点时薄薄板速度的板速度的大小大小解析(1)对薄板，受力情况如图所示，沿斜面向下的分力为：F1
15、Mgsin 6 N与斜面间的最大静摩擦为Ff(Mm)gcos 6.4 NF1a木块答案答案(1)2.5 m/s2(2)1 s(3)大于大于25 N(4)2 s规律总结分析滑块木板模型问题时应掌握的技巧1分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度2画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系3知道每一过程的末速度是下一过程的初速度4两者发生相对滑动的条件：(1)摩擦力为滑动摩擦力(2)二者加速度不相等随堂演练训练高效提能训练高效提能答案D2(2014四川省成都模拟)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图3
16、210所示当此车减速上坡时，乘客A处于超重状态B受到向前(水平向右)的摩擦力作用C重力势能增加D所受力的合力沿斜坡向上 图3210解析当车减速上坡时，车与乘客的加速度方向沿斜面方向向下，此加速度可分解为水平向左的加速度和竖直向下的加速度，因此乘客所受力的合力沿斜坡向下，处于失重状态，受到向后(水平向左)的摩擦力作用，选项A、B、D错误，乘客向上运动，重力势能增加，选项C正确答案C3(2014莱州一中检测)如图3211所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动若小车向右加速度增大，则车左壁受物块的压力F1和车右壁受弹簧的压力F2的大小变化是AF1
17、不不变，F2变大大BF1变大大，F2不不变CF1、F2都都变大大 DF1变大大，F2减小减小解解析析若若小小车车向向右右加加速速度度增增大大，则则车车左左壁壁受受物物块块的的压压力力F1增增大大，车车右右壁壁受受弹弹簧簧的的压压力力F2的的大大小小不不变变，选选项项B正确正确答案答案B4(2014福建四地六校联考)如图3212所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2.则以
18、下关系式正确的是Aa1a2，F1F2Ca1a2，F1F2解析把A、B两个物体和弹簧测力计看做一个整体，由牛顿第二定律可知，a1a2，隔离后面的物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知，F1F2，故选项B正确答案B5(2014四川省名校模拟)2011年8月18日，我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器完成5 000米级海试回国，如图3213所示“蛟龙号”采用常用的“深潜器无动力下潜上浮技术”潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整当潜水器两侧配备4块压载铁时，潜水器下潜一定深度后按恒定速度下潜；当潜水器到达一定深度时，可操作抛载其中两块压载铁，使潜水器悬停在指定深度上
19、实现作业，包括航行、拍照、取样等；当任务完成，再抛弃另外2块压载铁，使潜水器上浮，到达水面，设潜水器在水中受到的阻力与速度的平方成正比，潜水器受到的浮力恒定，下列说法正确的是A潜潜水水器器两两侧配配备4块块压载铁时时，向向下下做做匀匀加加速速运运动动B潜潜水水器器抛抛弃弃其其中中2块块压载铁时时，潜潜水水器器将将做做匀匀减减速运动速运动C潜潜水水器器两两侧配配备4块块压载铁时时，先先向向下下做做加加速速度度逐逐渐减小减小的加速运动，的加速运动，然后做匀然后做匀速运动速运动D潜潜水水器器抛抛弃弃所所有有压载铁时时，潜潜水水器器向向上上做做匀匀速速运运动动至浮出水至浮出水面面图图3213解析潜水器两侧配备4块压载铁时，对潜水器受力分析，根据牛顿第二定律可得G1kv2F浮ma，当速度增大时，加速度逐渐减小，当加速度减到零时，速度达到最大值，潜水器做匀速运动，选项A错误，选项C正确；潜水器抛载其中2块压载铁时，对潜水器受力分析，根据牛顿第二定律可得G2kv2F浮ma，潜水器将做加速度逐渐减小的减速运动，选项B错误；潜水器抛弃所有压载铁时，根据牛顿第二定律得G3kv2F浮ma，潜水器将做加速度逐渐减小的加速运动，选项D错误答案C
