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文档简介
第2讲牛顿第二定律两类动力学问题 必修一 第三章牛顿运动定律 1 牛顿第二定律 3 对牛顿运动定律的应用 一 物理建模2 等时圆 模型 掌握一个建模 抓住三个考点 备选视频展台 2 单位制 状元微博 1 对牛顿第二定律的理解 2 整体法 隔离法的灵活应用 3 动力学两类基本问题 突破三个考向 随堂基础演练 第三章牛顿运动定律 备选多媒体展台 1 伽利略理想实验及其结论2 关于决定加速度大小因素的思考3 国际单位制中力的单位牛顿的定义4 牛顿运动定律的应用5 物体在光滑水平面运动的受力分析6 物体在水平外力作用下匀速运动的受力分析7 物体在斜向上外力作用下匀速运动的受力分析8 物体在不光滑水平面运动的受力分析9 物体在水平力作用下匀加速运动的受力分析10 物体在水平力作用下匀减速运动的受力分析11 物体在斜向上力作用下匀加速运动的受力分析12 根据受力判断物体的加速运动情况13 根据受力判断物体的减速运动情况14 物体在斜向上力作用下匀减速运动的受力分析15 水平面上受水平牵引力的匀加速运动16 恒定阻力使物体做匀减速运动17 皮带传送中运动和力的分析18 正交分解法的实例分析19 用动力学方法测质量20 作用力和反作用力的关系21 拔河胜负的奥秘22 双锥体爬坡解密23 超重与失重现象24 超重和失重现象的演示 01抓住三个考点 思维驱动 关于力和运动的关系 下列说法正确的是 a 物体的速度不断增大 表示物体必受力的作用b 物体的位移不断增大 表示物体必受力的作用c 若物体的位移与时间的平方成正比 表示物体必受力的作用d 物体的速率不变 则其所受合力必为0 解析物体的速度不断增大 一定有加速度 由牛顿第二定律知 物体所受合力一定不为0 物体必受力的作用 a正确 位移与运动时间的平方成正比 说明物体做匀加速直线运动 合力不为0 c正确 做匀速直线运动的物体的位移也是逐渐增大的 但其所受合力为0 故b错误 当物体的速率不变 速度的方向变化时 物体具有加速度 合力不为0 d错误 答案ac 01抓住三个考点 知识存盘 1 内容 物体加速度的大小跟作用力成 跟物体的质量成 加速度的方向与 相同 2 表达式 3 适用范围 1 只适用于 参考系 相对地面静止或 运动的参考系 2 只适用于 物体 相对于分子 原子 低速运动 远小于光速 的情况 正比 作用力方向 反比 f ma 惯性 匀速直线 宏观 思维驱动 01抓住三个考点 在牛顿第二定律公式f kma中 比例系数k的数值 a 在任何情况下都等于1b 是由质量m 加速度a和力f三者的大小所决定的c 是由质量m 加速度a和力f三者的单位所决定的d 在国际单位制中一定等于1 物理公式在确定物理量的数量关系的同时也确定了物理量单位的关系 01抓住三个考点 01抓住三个考点 1 力学单位制单位制由 和导出单位共同组成 2 力学中的基本单位力学单位制中的基本单位有 米 m 和秒 s 3 导出单位导出单位有 等 基本单位 千克 kg n 知识存盘 m s m s2 01抓住三个考点 思维驱动 如图所示 楼梯口一倾斜的天花板与水平面成 37 角 一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板 工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上 大小为f 10n 刷子的质量为m 0 5kg 刷子可视为质点 刷子与天花板间的动摩擦因数 0 5 天花板长为l 4m sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 试求 1 刷子沿天花板向上的加速度 2 工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间 mg f ff fn a 01抓住三个考点 1 动力学的两类基本问题 1 由受力情况分析判断物体的 2 由运动情况分析判断物体的 2 解决两类基本问题的方法 以 为桥梁 由运动学公式和 列方程求解 01抓住三个考点 运动情况 知识存盘 受力情况 加速度 牛顿第二定律 01抓住三个考点 国际单位制中的基本单位有 千克 kg 米 m 秒 s 安培 a 开尔文 k 高中阶段所学 牛顿第二定律的 五 性 02突破三个考向 02突破三个考向 注 在抽出木板的瞬时 1 2间作用力立即消失 3 4间的作用力保持不变 02突破三个考向 02突破三个考向 借题发挥 分析物体在某一时刻瞬时加速度的关键 1 先分析该时刻物体的受力情况及运动状态 2 再由牛顿第二定律求出瞬时加速度 此类问题还应注意以下几种模型 不计 处处相等 微小不计 较大 较大 微小不计 可以 不能 不能 可以 只有拉力没有压力 只有拉力没有压力 既可有拉力也可有压力 既可有拉力也可有支持力 02突破三个考向 物体所受合力变化 其加速度随之变化 f与a之间满足因果关系及瞬时对应关系 02突破三个考向 选择研究对象是解决物理问题的首要环节 在很多物理问题中 研究对象的选择方案是多样的 研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度 对于连接体问题 通常用隔离法 但有时也可采用整体法 02突破三个考向 mg f f m m g 审题视角第一步 隔离法 第二步 整体法 02突破三个考向 以题说法 阅卷老师叮咛 易失分点 不能灵活运用整体法和隔离法选取研究对象 不理解力f有最大值的条件 m m不相对滑动 夹子与木块间达到最大静摩擦力 求出加速度 选取合适的研究对象 求作用力 2 使用隔离法应注意的两个原则 选出的隔离体应包含所求的未知量 在独立方程的个数等于未知量的个数前提下 被分析的隔离体的数目应尽可能地少 1 整体法与隔离法的应用技巧对于连接体的各部分加速度相同时 一般的思维方法是 02突破三个考向 02突破三个考向 02突破三个考向 例3 浙江理综 23 16分 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系 小明同学用石腊做成两条质量均为m 形状不同的 a鱼 和 b鱼 如图所示 在高出水面h处分别静止释放 a鱼 和 b鱼 a鱼 竖直下潜ha后速度减为零 b鱼 竖直下潜hb后速度减为零 鱼 在水中运动时 除受重力外 还受到浮力和水的阻力 已知 鱼 在水中所受浮力是其重力的10 9倍 重力加速度为g 鱼 运动的位移值远大于 鱼 的长度 假设 鱼 运动时所受水的阻力恒定 空气阻力不计 求 1 a鱼 入水瞬间的速度va 2 a鱼 在水中运动时所受阻力fa 3 a鱼 与 b鱼 在水中运动时所受阻力之比fa fb h a b ha hb 02突破三个考向 a va1 mg fa f浮a 审题视角本题分析可分三步进行 第一步 a鱼的自由下落过程用什么规律描述 第二步 a鱼入水的减速过程此过程鱼受几个力 用什么规律描述恰当 第三步 b鱼的运动过程分析因b鱼与a鱼运动过程类似 分析中可参考a鱼过程分析 02突破三个考向 借题发挥 1 解决两类动力学基本问题应把握的关键点应用牛顿第二定律解决两类动力学基本问题 主要应把握两点 两类分析 物体的受力分析和物体的运动过程分析 一个桥梁 物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁 02突破三个考向 2 解决动力学两类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 分解力而不分解加速度 此法应规定加速度的方向为x轴正方向 分解加速度而不分解力 此法一般是以某个力的方向为x轴正方向 其他力都落在两个坐标轴上而不需要分解 02突破三个考向 3 解决动力学两类问题的基本思路 物体的受力情况 牛顿第二定律 求出物体的加速度 运动学公式 物体的运动情况 第一类问题解题思路 第二类问题解题思路 无论是哪种情况 联系力和运动的 桥梁 都是加速度 利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是寻找加速度与未知量的关系 然后利用运动学规律 牛顿第二定律和力的运算法则列式求解 02突破三个考向 变式跟踪3 质量为10kg的物体在f 200n的水平推力作用下 从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动 斜面固定不动 与水平地面的夹角 37 如图所示 力f作用2s后撤去 物体在斜面上继续上滑了1 25s后 速度减为零 求 物体与斜面间的动摩擦因数 和物体的总位移x 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 注意分析物体有几个运动过程 每个运动过程中物体的受力情况与运动情况又如何 遵从什么物理规律 02突破三个考向 中学物理常用模型1 对象模型 如质点 点电荷等 2 条件模型 如光滑面 匀强电场 匀强磁场等 3 过程模型 如自由落体运动 匀加速 或匀减速 直线运动 平抛运动 匀速圆周运动等 4 结论模型 如 等时圆 模型 滑块模型 传送带模型等 03掌握一个建模 03掌握一个建模 03掌握一个建模 a b c d 300 600 审题视角 1 条件模型 ab cd均为光滑斜槽 2 过程模型 重物由a c 滑到b d 过程中 受力与运动情况极类似 均为匀加速直线运动 这两个过程可通过列通式方程来处理 3 选其中任一光滑斜槽 求其斜面长度及重物沿斜槽下滑的加速度 再由运动学公式求出重物下滑时间 自己试试解答此题吧 03掌握一个建模 应用1 如图右下图所示装置 位于竖直平面内的固定光滑圆轨道与水平轨道面相切于m点 与竖直墙相切于a点 竖直墙上另一点b与m的连线和水平面的夹角为60 c是圆轨道的圆心 已知在同一时刻 a b两球分别由a b两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到m点 c球由c点自由下落到m点 则 a a球最先到达m点b b球最先到达m点c c球最先到达m点d c a b三球依次先后到达m点 由刚才例题 你能否快速解答本应用呀 03掌握一个建模 04随堂基础演练 随堂基础演练答案及解析 1 解析物体加速度的大小与质量和速度大小的
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