高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第三章第2课 牛顿第二定律 单位制课件.ppt

第2课牛顿第二定律单位制 第一单元牛顿运动定律 1 牛顿第二定律的 五性 五性 矢量性 f ma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 独立性 a f m统一使用si制 每一个力都可以产生各自的加速度 2 动力学的两类基本问题 1 已知受力情况求运动情况 根据牛顿第二定律 已知物体的受力情况 可以求出物体的加速度 再知道物体的初始条件 初位置和初速度 根据运动学公式 就可以求出物体在任一时刻的速度和位置 也就求出了物体的运动情况 2 已知运动情况求受力情况 根据物体的运动情况 由运动学公式可以求出加速度 再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力 从而求出未知力 或与力相关的某些量 如动摩擦因数 劲度系数 力的方向等 3 两类动力学问题的解题思路图解 3 认识国际单位制 1 国际单位制 1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的 包括一切计量领域的单位制 叫做国际单位制 其法文简称为si 从根本上说 所有的物理量都是由基本物理量构成的 在力学范畴内 所有的力学量都是由长度 质量和时间这三个基本物理量组成的 因此基本物理量的单位的选定也就决定了其他导出物理量的单位 2 物理公式不仅决定了物理量之间的关系 也决定了物理量单位间的关系 推导物理量的单位要借助物理公式 依据单位是否正确可以判断物理公式是否正确 3 力的国际单位是牛顿 简称牛 符号n 牛顿 n 为导出单位 1n 的物理意义是 使质量为1kg的物体产生1m s2的加速度的作用力为1n 即1n 1kg m s2 例1 2012 海南高考 根据牛顿第二定律 下列叙述正确的是 a 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比b 物体所受合力必须达到一定值时 才能使物体产生加速度c 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比 对牛顿第二定律的理解 d 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时 物体水平加速度大小与其质量成反比审题突破 1 物体的加速度与合力是否存在累积过程 提示 力是产生加速度的原因 只要合力不为零 物体就有加速度 它们之间具有瞬时对应关系 不存在累积过程 2 物体的每一个分力是不是可以独立产生加速度 提示 牛顿第二定律具有独立性 每一个分力都可以独立产生各自的加速度 解析 物体加速度的大小与物体受到的合力成正比 与物体的质量成反比 选项a错误 力是产生加速度的原因 只要有合力 物体就有加速度 它们之间有瞬时对应关系 不存在累积效应 选项b错误 物体加速度的大小与它受到的合力的大小成正比 选项c错误 根据矢量的合成和分解得fx max 选项d正确 答案 d 方法点窍力与运动的关系 1 力是产生加速度的原因 加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量 定量地描述了力与运动的关系 加速度与速度无关 力产生加速度 所以力也与速度无关 力不是维持物体运动的原因 2 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 而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和 分力和分加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律 牛顿第二定律的瞬时性 例2 2013 银川模拟 双选 如图所示 a b球的质量相等 弹簧的质量不计 倾角为 的斜面光滑 系统静止时 弹簧与细线均平行于斜面 在细线被烧断的瞬间 下列说法正确的是 a 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下 大小均为gsin b b球的受力情况未变 瞬时加速度为零c a球的瞬时加速度沿斜面向下 大小为2gsin d 弹簧有收缩的趋势 b球的瞬时加速度向上 a球的瞬时加速度向下 瞬时加速度都不为零审题突破 1 细线的拉力和弹簧的弹力是否都能发生突变 提示 细线的拉力可以发生瞬间突变 而弹簧的弹力不能发生突变 2 请画出细线烧断前后a b球的受力分析图 提示 解析 细线烧断瞬间 弹簧弹力与原来相等 b球受力平衡 ab 0 a球所受合力为mgsin kx 2mgsin maa 解得aa 2gsin 故a d两项错误 b c两项正确 答案 bc 方法点窍瞬时性问题的解题技巧 1 分析物体在某一时刻的瞬时加速度 关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态 再由牛顿第二定律求出瞬时加速度 此类问题应注意以下几种模型 2 在求解瞬时性加速度问题时应注意 物体的受力情况和运动情况是时刻对应的 当外界因素变化时 需要重新进行受力分析和运动分析 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 已知受力情况求运动情况 例3 2013 厦门模拟 如图所示 木块的质量m 2kg 与地面间的动摩擦因数 0 2 木块在拉力f 10n作用下 在水平地面上从静止开始向右运动 运动5 2m后撤去外力f 已知力f与水平方向的夹角 37 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 撤去外力前 木块受到的摩擦力大小 2 刚撤去外力时 木块运动的速度 3 撤去外力后 木块还能滑行的距离为多少 审题突破 1 木块在撤去外力前后分别做何种运动 提示 撤力前 木块做初速度为零的匀加速直线运动 撤力后 木块做匀减速直线运动 2 请画出撤去外力前后木块的受力分析图 提示 解析 1 木块受力如图所示 由牛顿第二定律得 竖直方向 fn1 fsin37 mg 0f1 fn1解得 f1 2 8n 2 由牛顿第二定律得 水平方向 fcos37 f1 ma1 解得 a1 2 6m s2由运动学公式 v2 2a1s1得v 5 2m s 3 撤去外力后 木块受力如下图 由牛顿第二定律 mg ma2得 a2 2m s2由运动学公式v2 2a2s2 得s2 6 76m 答案 1 2 8n 2 5 2m s 3 6 76m 已知运动情况求受力情况 例4 如图所示 电梯与水平面夹角为30 电梯从初速度为零开始加速启动 当速度达到1m s时 一个质量为50kg的人踏上第一级 不计这一级的高度 然后跟电梯一起加速向上运动 到达电梯终点时已经过4s 电梯的终点离地面高度为10m 求这个过程中人对梯面的压力和人与梯面间的静摩擦力 g取10m s2 审题突破 本题是牛顿第二定律的第二种应用 其思路可由下面的概念图表示 运动情况 加速度a 运动学公式 牛顿第二定律 受力情况 解析 以人为研究对象 人运动的初速度为v0 1m s 位移为s 20m 时间为t 4s 根据运动学公式 s v0t at2 代入数据解得 a 2m s2 对人进行受力分析 人受重力mg 竖直向上的支持力fn 水平向右的静摩擦力f 摩擦力方向一定与接触面平行 为了便于研究 取水平向右为x轴正方向 竖直向上为y轴正方向 建立直角坐标系 如图a 此时只需分解加速度 其中ax acos30 ay asin30 如图b 根据牛顿第二定律有x方向 f max macos30 y方向 fn mg may masin30 由 式解得 f 87n 由 式解得 fn 550n 根据牛顿第三定律可知 人对梯面压力等于550n 方向竖直向下 而人与梯面间的静摩擦力等于87n 方向水平向右 答案 人对梯面