高考物理一轮复习 第3章 力和运动 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题课件.ppt

第2课时牛顿第二定律两类动力学问题 考点一用牛顿第二定律分析瞬时加速度 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 此类问题应注意以下几种模型 例1 2016 泰安模拟 在光滑水平面上有一质量为1kg的物体 它的左端与一劲度系数为800n m的轻弹簧相连 右端连接一细线 物体静止时细线与竖直方向成37 角 此时物体与水平面刚好接触但无作用力 弹簧处于水平状态 如图所示 已知sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度g取10m s2 则下列判断正确的是 a 在剪断细线的瞬间 物体的加速度大小为7 5m s2b 在剪断弹簧的瞬间 物体所受合外力为15nc 在剪断细线的瞬间 物体所受合外力为零d 在剪断弹簧的瞬间 物体的加速度大小为7 5m s2 求解瞬时加速度问题时应抓住 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 反思总结 1 2016 洛阳模拟 如图所示 a b两小球分别连在轻绳两端 b球另一端用弹簧固定在倾角为30 的光滑斜面上 a b两小球的质量分别为ma mb 重力加速度为g 若不计弹簧质量 在绳被剪断瞬间 a b两球的加速度大小分别为 考点二动力学两类基本问题 1 物体运动性质的判断方法 1 明确物体的初始运动状态 v0 2 明确物体的受力情况 f合 3 根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况 加速度变化情况及速度变化情况 2 两类动力学问题的解题步骤 1 明确研究对象 根据问题的需要和解题的方便 选出被研究的物体 研究对象可以是某个物体 也可以是几个物体构成的系统 2 进行受力分析和运动状态分析 画好受力分析图 情景示意图 明确物体的运动性质和运动过程 例2 2016 丹东模拟 如图所示 物体a放在足够长的木板b上 木板b静止于水平面上 已知a的质量ma和b的质量mb均为2 0kg a b之间的动摩擦因数 1 0 2 b与水平面之间的动摩擦因数 2 0 1 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等 重力加速度g取10m s2 若从t 0开始 木板b受f1 16n的水平恒力作用 t 1s时f1改为f2 4n 方向不变 t 3s时撤去f2 1 木板b受f1 16n的水平恒力作用时 a b的加速度aa ab各为多少 2 从t 0开始 到a b都静止 a在b上相对b滑行的时间为多少 3 请以纵坐标表示a受到b的摩擦力ffa 横坐标表示运动时间t 从t 0开始 到a b都静止 取运动方向为正方向 在图中画出ffa t的关系图线 以图线评分 不必写出分析和计算过程 解析 1 根据牛顿第二定律得 1mag maaa aa 1g 0 2 10m s2 2m s2 f1 2 ma mb g 1mag mbab 代入数据得ab 4m s2 2 t1 1s时 a b的速度分别为va vb va aat1 2 1m s 2m s vb abt1 4 1m s 4m s f1改为f2 4n后 在b速度大于a速度的过程 a的加速度不变 b的加速度设为ab 根据牛顿第二定律得f2 2 ma mb g 1mag mbab 代入数据得ab 2m s2 设经过时间t2 a b速度相等 此后它们保持相对静止 则va aat2 vb ab t2 代入数据得t2 0 5s a在b上相对b滑行的时间为t t1 t2 1 5s 3 ffa t的关系图线如图所示 答案 1 2m s24m s2 2 1 5s 3 见解析图 反思总结 1 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 2 物体的运动情况由受力情况及物体运动的初始条件共同决定 2 2016 黄冈模拟 科研人员乘气球进行科学考察 气球 座舱 压舱物和科研人员的总质量为900kg 在空中停留一段时间后 科研人员发现气球因漏气而下降 及时堵住 堵住时气球下降速度为1m s且做匀加速运动 4s内下降了12m 若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略 重力加速度g取10m s2 求至少抛掉多重的压舱物才能阻止气球加速下降 利用整体法与隔离法求解动力学中的连接体问题1 连接体与隔离体两个或几个物体相连组成的物体系统为连接体 如果把其中某个物体隔离出来 该物体即为隔离体 2 外力和内力如果以物体系统为研究对象 物体受到的系统之外的作用力是该系统受到的外力 而系统内各物体间的相互作用力为内力 应用牛顿第二定律列方程不考虑内力 如果把某物体隔离出来作为研究对象 则这些内力将转换为隔离体的外力 方法技巧思维提升 3 解答连接体问题的常用方法 1 整体法 当系统中各物体的加速度相同时 我们可以把系统内的所有物体看成一个整体 这个整体的质量等于各物体的质量之和 当整体受到的外力已知时 可用牛顿第二定律求出整体的加速度 这种处理问题的思维方法称为整体法 2 隔离法 为了研究方便 当求系统内物体间相互作用的内力时 常把某个物体从系统中 隔离 出来进行受力分析 再依据牛顿第二定律列方程 这种处理连接体问题