高考物理大一轮复习 专题三 牛顿运动定律 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题课件.ppt

第2讲牛顿第二定律 两类动力学问题 一 牛顿第二定律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 向一致 合外力 质量 合外力 2 表达式 f合 ma 3 牛顿运动定律的适用范围 只适用于宏观物体的低速问题 不适用于微观粒子和高速运动的物体 二 两类动力学问题 1 两类动力学问题 运动情况 受力情况 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 加速度 运动学公式 牛顿运动定律 基础检测 1 如图3 2 1甲 乙所示 两车都在光滑的水平面上 小车的质量都是m 人的质量都是m 图甲人推车 图乙人拉绳 绳与轮的质量和摩擦均不计 的力都是f 对于甲 乙两图中车的 加速度大小说法正确的是 甲 乙 图3 2 1 a 图甲中车的加速度大小为 fm b 图甲中车的加速度大小为 fm m c 图乙中车的加速度大小为 2fm m d 图乙中车的加速度大小为 fm 2 如图3 2 2所示 工人用绳索拉铸件 铸件的质量是 20kg 铸件与地面间的动摩擦因数是0 25 工人用80n的力拉动铸件 从静止开始在水平面上前进 绳与水平方向的夹角为 37 并保持不变 经4s后松手 g 10m s2 求 1 松手前铸件的加速度 2 松手后铸件还能前进的距离 图3 2 2 考点1 对牛顿第二定律的理解 重点归纳1 牛顿第二定律的五个特性 考题题组 1 多选 如图3 2 3所示 一木块在光滑水平面上受一恒力f作用 前方固定一足够长的弹簧 则当木块接触弹簧后 图3 2 3a 木块立即做减速运动b 木块在一段时间内速度仍可增大c 当f等于弹簧弹力时 木块速度最大d 弹簧压缩量最大时 木块加速度为0 解析 当木块接触弹簧后 水平方向受到向右的恒力f和 弹簧水平向左的弹力 弹簧的弹力先小于恒力f 后大于恒力f 木块所受的合力方向先向右后向左 则木块先做加速运动 后 做减速运动 当弹力大小等于恒力f时 木块的速度最大 加 速度为0 当弹簧压缩量最大时 弹力大于恒力f 合力向左 加速度大于0 故b c正确 a d错误 答案 bc 2 2016年贵阳质检 如图3 2 4所示 质量为m的球置于斜面上 被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住而处于静止状态 现用一个水平力f拉斜面体 使球和斜面体在水平面上一起做加速度为a的匀加速直线运动 若忽略一切摩擦 与球静止时 相比 a 竖直挡板对球的弹力不一定增大b 斜面对球的弹力保持不变 c 斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma 图3 2 4 d 若加速度足够大 斜面对球的弹力可能为零答案 b 3 如图3 2 5所示 弹簧左端固定 右端自由伸长到o点并系住质量为m的物体 现将弹簧压缩到a点 然后释放 物 体可以一直运动到b点 如果物体受到的阻力恒定 则 a 物体从a到o先加速后减速b 物体从a到o做加速运动 从o到b做减速运动c 物体运动到o点时 所受合外力为零d 物体从a到o的过程中 加速度逐渐减小 答案 a 图3 2 5 考点2 动力学的两类基本问题 重点归纳1 动力学两类基本问题的分析流程 2 两类动力学问题的解题步骤 考向1 由受力情况求运动情况 考题题组 4 2017年黑龙江齐齐哈尔质检 一个原来静止在光滑平面上的物体 质量是7kg 在14n的恒力作用下运动 则5s末 的速度及5s内通过的路程为 a 8m s 25m b 2m s 25m c 10m s25m d 10m s 12 5m 5 2016年合肥质检 如图3 2 6所示 有一半圆 其直径水平且与另一圆的底部相切于o点 o点恰好是半圆的圆心 圆和半圆处在同一竖直平面内 现有三条光滑轨道aob cod eof 它们的两端分别位于圆和半圆的圆周上 轨道与圆的竖直直径的夹角关系为 现让小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端 则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为 a tab tcd tef b tab tcd tef c tab tcd tef d tab tcd tef 图3 2 6 考向2 由运动情况求受力情况 考题题组 6 行车过程中 如果车距不够 刹车不及时 汽车将发生碰撞 车里的人可能受到伤害 为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害 人们设计了安全带 假定乘客质量为70kg 汽车车速为90km h 从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s 安全带对 乘客的作用力大小约为 不计人与座椅间的摩擦 b 400n c 350nd 300n a 450n答案 c 图3 2 7 方法1 瞬时加速度问题分析 1 物体的加速度a与其所受的合外力f是瞬时对应的 同时产生 同时变化 同时消失 两类模型 如下图所示 2 求解瞬时加速度的一般思路 例1 如图3 2 8所示 质量为m的小球用水平轻弹簧系住 并用倾角为30 的光滑木板ab托住 小球恰好处于静止状态 当木板ab突然向下撤离的瞬间 小球的加速度大小为 图3 2 8 触类旁通 1 如图3 2 10所示 水平粗糙桌面上有a b两个小滑块 两滑块之间连接一弹簧 弹簧原长为l 劲度系数为k a b的质量均为m 现用水平恒力f拉滑块b 使a b一起在桌面上匀加速运动 已知弹簧在弹性限度内 两滑块与桌面间的动摩 擦因数相同 下列说法正确的是 图3 2 10 a a b间的距离为l fk b 撤掉f的瞬间 a b的加速度一定都增大c 若弹簧与a连接处突然断开 a b的加速度一定都增大d 撤掉f的瞬间 a的加速度不变 b的加速度一定增大 方法2 多运动过程的分析 对一个复杂的物理过程 我们常常分解成几个简单的有规律的子过程 并找出子过程之间的相互联系和制约条件 认清每个子过程的运动性质 再选取合适的物理规律 列方程求解 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 例2 2016年四川卷 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施 由制动坡床和防撞设施等组成 如图3 2 12乙所示 竖直平面内 制动坡床视为与水平面夹角为 的斜面 一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床 当车速为23m s时 车尾位于制动坡床的底端 货物开始在车厢内向车头滑动 当货物在车厢内滑动了4m时 车头距制动坡床顶端38m 再过一段时间 货车停止 已知货车质量是货物质量的4倍 货物与车厢间的动摩擦因数为0 4 货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0 44倍 货物与货车分别视为小滑块和平板 取cos 1 sin 0 1 g取10m s2 求 1 货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向 2 制动坡床的长度 甲 乙 图3 2 12 2 设货车的质量为m 车尾位于制动坡床底端时的车速为 v 23m s 货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0 38m的过程中 用时为t 货物相对制动坡床的运动距离为s1 在车厢内滑动的距离s 4m 货车的加速度大小为a2 货车相 对制动坡床