高考物理一轮总复习(鲁科版)课件：第三章第二节.ppt

第二节 牛顿第二定律 动力学的两类基本问题,第三章 力与运动,一、牛顿第二定律 1.内容：物体运动的加速度与所受的合外力成_,与物体的_成反比,加速度的方向与合外力的方向_. 2.表达式：Fma,正比,质量,相同,3.适用范围：牛顿第二定律只适用于惯性参考系中的宏观、低速运动的物体,不能用于非惯性参考系中的微观、高速运动的物体.,二、力学单位制 1.基本物理量与基本单位：力学中的基本物理量共有三个,分别是_、_、_；其单位分别是千克、_、_；其表示的符号分别是_、_、_. 2.测量三个力学基本物理量的仪器分别是_、_、_.,质量,时间,长度,秒,米,kg,s,m,天平,停表,直尺,3.由规定了的_,依据物理规律与公式推导出的物理量的单位叫_,这样的物理量叫做_. 4.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI.,基本物理量,导出单位,导出物理量,三、动力学的两类基本问题 1.概念：一类是由物体的_求解物体的_.另一类是由物体的_求解物体的_. 2.求解关键：无论求解哪类问题.必须先设法求出物体运动的_.,受力情况,运动情况,运动情况,受力情况,加速度,一、对牛顿第二定律的理解及应用 1.牛顿第二定律的特性,2.瞬时加速度的求解 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后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.此类问题应注意两种模型的建立. (1)中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具有以下几个特性：,轻：其质量和重力均可视为等于零,同一根绳(或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向. 不可伸长：即无论绳子所受力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变.,刚性杆、绳(线)或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明 时,均可按此模型来处理.,(2)中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有以下几个特性： 轻：其质量和重力均可视为零,同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相 等.,弹簧既能承受拉力,也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力. 由于弹簧和橡皮绳受力时,要恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变.,即时应用 1.一个滑雪者从静止开始沿足够长山坡滑下,山坡的倾角30,滑雪板与雪地之间的动摩擦因数是0.04,求5 s内滑下的路程和5 s末的速度大小.(g取10 m/s2),解析：以滑雪者为研究对象,受力情况如图所示. 据牛顿定律列方程： Nmgcos0 mgsinfma fN 由可得 ag(sincos).,答案：58 m 23.3 m/s,二、动力学两类基本问题的求解思路 1.已知物体的受力情况求物体的运动情况 根据物体的受力情况求出物体受到的合外力,然后应用牛顿第二定律Fma求出物体的加速度,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况物体的速度、位移或运动时间.,2.已知物体的运动情况求物体的受力情况 根据物体的运动情况,应用运动学公式求出物体的加速度,然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出某些未知力.,3.两类基本问题的思路框图 在匀变速直线运动的公式中有五个物理量,其中有四个矢量v0、vt、a、s,一个标量t.在动力学公式中有三个物理量,其中有两个矢量F、a，一个标量m.,此外,在动力学物理量中还会涉及到斜面倾角、动摩擦因数、弹簧劲度系数k等量,因为这些量也与力有关系.,即时应用 2. (2012莆田模拟)如图321为蹦极运动的示意图.弹性绳的一端固定在O 点,另一端和运动员相连. 图321,运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起.整个过程中忽略空气阻力.分析这一过程,下列表述正确的是( ) 经过B点时,运动员的速率最大 经过C点时,运动员的速率最大 从C点到D点,运动员的加速度增大 从C点到D点,运动员的加速度不变,A. B. C. D. 解析：选B.运动员的下落过程：OB自由落体运动,BC重力大于弹性绳的弹力,做加速度越来越小的加速运动,C点加速度为零,速度最大,CD弹力大于重力,加速度向上,运动员做加速度增大的减速运动,D点速度为零,可见B正确.,题型1 瞬时加速度的求解 (2010高考大纲全国卷)如图322,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有( ) 图322,【思路点拨】 根据“刚性”物体与“弹簧类”物体力的变化特性,结合物体的受力分析求解.,【答案】 C,【规律总结】 (1)物体的受力情况应与物体的运动状态相对应,当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时,需重新进行运动分析和受力分析. (2)轻杆、刚性接触面或细绳的弹力可以发生突变而弹簧、橡皮筋的弹力一般不能发生突变.,题型2 动力学中的两类基本问题 (满分样板 14分)(2010高考安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图323所示.g取10 m/s2,求：,图323 (1)物体与水平面间的动摩擦因数； (2)水平推力F的大小； (3)010 s内物体运动位移的大小.,【思路点拨】,题型3 动力学中的连接体问题 (2012福建试题调研) 图324 科学家为了测定一在太空绕地球运行的不明物体的质量m1,发射一个探测器去接触此物体.,接触以后,打开探测器尾部的推进器,使之与不明物体共同加速了10 s,如图324所示,加速过程中,探测器的传感器显示二者间的作用力为N750 N.已知探测器的质量为m23103 kg,推进器的平均推力约为F1200 N.求：,(1)在加速10 s的过程中,探测器速度的改变量； (2)不明物体的质量m1. 【思路点拨】m1、m2一起匀加速运动,研究对象的选取可用先整体后隔离的方法,结合受力情况用动力学方程解决.,【解析】 对m1、m2整体分析： F(m1m2)a 对m1分析： Nm1a vat 由可得v1.5 m/s,m15103 kg . 【答案】 (1)1.5 m/s (2)5103 kg,【规律总结