高考物理一轮总复习 第三章 牛顿运动定律 第8讲 牛顿第二定律 两类动力学问题课件.ppt

牛顿运动定律 第三章 第8讲牛顿第二定律两类动力学问题 栏目导航 1 牛顿第二定律 1 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成 跟它的质量成 加速度的方向与 相同 2 表达式 f与a具有瞬时对应关系 考点牛顿第二定律两类动力学问题 正比 反比 作用力的方向 f ma 3 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 远小于光速 的情况 惯性参考系 宏观物体 低速运动 2 动力学两类基本问题 1 动力学两类基本问题 已知受力情况 求物体的 情况 已知运动情况 求物体的 情况 2 解决两类基本问题的方法 以 为 桥梁 由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解 具体逻辑关系如图 运动 受力 加速度 1 请判断下列表述是否正确 对不正确的表述 请说明原因 1 物体加速度的方向与所受合外力的方向可以不同 解析 由f ma可知 加速度a的方向与合外力f的方向一定相同 2 对静止在光滑水平面上的物体施加一水平力 当力刚开始作用瞬间 物体立即获得加速度 3 物体由于做加速运动 所以才受合外力作用 解析 物体由于受合外力作用才做加速运动 4 物体所受合外力变小 物体的速度一定变小 解析 虽然物体合外力变小 但只要合外力与速度方向相同 物体速度将增加 5 物体所受合外力大 其加速度就一定大 解析 物体的加速度由物体所受合外力 物体的质量共同决定的 6 牛顿第二定律适用于一切运动情况 解析 牛顿运动定律只适用于惯性参考系 低速运动的情况 7 单位 牛顿 是基本单位 解析 牛顿 是导出单位 1n 1kg m s2 2 2017 宁夏银川质检 下列对牛顿第二定律的表达式f ma及其变形公式的理解 正确的是 由f ma可知 物体受到的合力与物体的质量成正比 与物体的加速度成反比 由m f a可知 物体的质量与其所受的合力成正比 与其运动的加速度成反比 由a f m可知 物体的加速度与其所受的合力成正比 与其质量成反比 由m f a可知 物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求得a b c d 解析 物体的质量与物体本身所含物质的多少有关 与物体所受的合外力f和加速度a无关 故 错误 物体受到的合力的大小由施力物体决定 故 错误 c 3 多选 2016 安徽阜阳摸底 如图所示 一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态 若忽略小球与小车间的摩擦力 则在此段时间内小车可能是 a 向右做加速运动b 向右做减速运动c 向左做加速运动d 向左做减速运动解析 由于小球与小车相对静止 故小球与小车具有相同的加速度 而小球所受合力即为弹簧的弹力 已知弹簧处于压缩状态 故小球受到的合力方向向右 由牛顿第二定律可知其加速度方向亦向右 但不能确定其速度方向 若小车向右运动 加速度方向也向右 加速度与速度方向相同 则小车做加速运动 若小车向左运动 而加速度方向向右 加速度方向与速度方向相反 则小车做减速运动 故a d两项正确 ad 1 牛顿第二定律 1 表达式为f ma 2 理解 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 一牛顿第二定律的瞬时性 2 两类模型 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 c 求解瞬时加速度应抓住 两点 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 二动力学两类基本问题 动力学两类基本问题的解题思路 解决两类动力学问题的两个关键点 1 把握 两个分析 一个桥梁 两个分析 物体的受力情况分析和运动过程分析 一个桥梁 加速度是联系物体运动和受力的桥梁 2 寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系 如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度 画图找出各过程的位移之间的联系 1 水平传送带模型 三传送带模型 acd 解析 要判断传送带对物体的做功情况需分析物体所受摩擦力的可能方向 如何判断摩擦力的方向呢 要比较物体刚滑上传送带时的速度与传送带速度的大小关系 设传送带速度大小为v1 物体刚滑上传送带时的速度大小为v2 当v1 v2时 物体随传送带一起匀速运动 故传送带与物体之间不存在摩擦力 即传送带对物体始终不做功 a选项正确 当v1v2时 物体相对传送带向左运动 物体受到的滑动摩擦力方向向右 则物体先做匀加速运动直到速度达到v1再做匀速运动 故传送带对物体先做正功后不做功 c选项正确 2 倾斜传送带模型 例4 2016 贵州六校联考 如图所示 传送带足够长 与水平面间的夹角 37 并以v 10m s的速率逆时针匀速转动着 在传送带的a端轻轻地放一个质量为m 1kg的小物体 若已知物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 则下列有关说法正确的是 a 小物体运动1s后 受摩擦力的大小不适用公式f fnb 小物体运动1s后加速度大小为2m s2c 在放上小物体的第1s内 系统产生50j的热量 d 在放上小物体的第1s内 至少给系统提供能量70j才能维持传送带匀速转动 b 1 如图所示 在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有一圆柱体 其质量为m 且与竖直挡板及斜面间均无摩擦 当车的加速度a突然增大时 斜面对圆柱体的弹力f1和挡板对圆柱体的弹力f2的变化情况是 斜面倾角为 a f1增大 f2不变b f1增大 f2增大c f1不变 f2增大d f1不变 f2减小解析 对圆柱体受力分析 沿水平方向和竖直方向建坐标系 分别根据平衡条件和牛顿第二定律得f1cos g f2 f1sin ma 故随着加速度的增大 f1不变 f2增大 选项c正确 abd错误 c b c 例1 2017 浙江宁波一模 6分 如图所示 弹簧左端固定 右端自由伸长到o点并系住物体 现将弹簧压缩到a点 然后释放 物体一直可以运动到b点 如果物体受到的阻力恒定 则 a 物体从a到o先加速运动后减速运动b 物体从a到o加速运动 从o到b减速运动c 物体运动到o点时所受合力为零d 物体从a到o的运动过程中加速度逐渐减小 答题送检 来自阅卷名师报告 规范答题 解析 物体从a到o的运动过程中 弹力方向向右 初始阶段弹力大于阻力 合力方向向右 随着物体向右运动 弹力逐渐减小 合力逐渐减小 由牛顿第二定律可知 此阶段物体的加速度向右且逐渐减小 由于加速度与速度的方向相同 物体的速度逐渐增大 所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动 当物体向右运动至ao间某点 设为o 时 弹力减小到与阻力大小相等 物体所受合力为零 加速度为零 速度达最大 此后 随着物体继续向右运动 弹力逐渐减小 阻力大于弹力 合力方向变为向左 至o点时弹力减小到零 此后弹力向左且逐渐增大 所以物体离开o 点 加速度为零 速度最大 后的合力方向向左且合力逐渐增大 由牛顿第二定律可知 此阶段的物体的加速度向左且逐渐增大 由于加速度与速度的方向相反 物体做加速度逐渐增大的减速运动 故正确答案为a 答案 a 1 如右图所示 一根轻弹簧竖直立在水平地面上 下端固定 一小球从高处自由下落 落到弹簧上端 将弹簧压缩至最低点 能正确反映上述过程中小球的加速度的大小随下降位移x变化关系的图象可能是下图中的 a 2 2016 福建福州模拟 如图甲所