高考物理一轮总复习课件12.ppt

1 第2讲牛顿第二定律 第三章 牛顿运动定律 2 一 牛顿第二定律1 内容 物体的加速度跟所受的合外力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟合外力的方向相同 公式 f合 ma2 理解 3 1 矢量性 作用力f和加速度a都是矢量 所以牛顿第二定律的表达式f ma是一个矢量表达式 它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同 而速度方向与合外力方向没有必然联系 4 2 瞬时性 f ma是对运动过程中的每一瞬间成立的 某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比 即 有力作用就有加速度产生 外力停止作用 加速度随即消失 在持续不断的恒定外力作用下 物体具有持续不断的恒定加速度 外力随着时间而改变 加速度就随着时间而改变 5 3 独立性 作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度 合外力产生的加速度即是这些加速度的矢量和 4 适用范围 只适用于解决宏观物体的低速运动问题 6 物体运动的速度方向 加速度方向与物体所受合外力方向的关系是 a 速度方向 加速度方向 合外力方向三者总是相同的b 速度方向可与加速度方向成任何夹角 但加速度方向总是与合外力方向相同c 速度方向总是和合外力方向相同 而加速度方向可能和合外力相同 也可能不同d 速度方向 加速度方向 合外力方向之间可以成任意夹角 思考1 b 7 由 矢量性 可知 物体的加速度方向与物体所受合外力方向一定是相同的 而速度方向则可任意 8 二 力学单位制1 单位制 由基本单位和导出单位共同组成了单位制 国际单位制中有七个基本单位 力学中有三个基本单位 即米 千克 秒 在力学中称为力学单位制 2 国际单位制 si 中的七个基本物理量和相应的基本单位 9 10 3 在进行物理计算时 如已知量的单位都用国际单位表示时 不必要一一写出各量的单位 只要在数字后面写出正确的单位就可以了 在国际单位制中 力的单位是牛顿 牛顿这个单位是这样定义的 使质量为1kg的物体产生1m s2的加速度的力 叫做1n 即 1n 思考2 1kg m s2 11 三 运用牛顿运动定律解决两类基本问题1 已知物体的受力情况 确定物体的运动情况 在受力情况已知的情况下 要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动速度和位移等 处理此类问题的基本思路是先由牛顿第二定律求出物体的加速度 再利用运动学的有关公式求出速度和位移 12 一个质量m 2kg的木块 静止在光滑水平桌面上 受到三个大小均为f 10n 与桌面平行 互成120 角的拉力 恒力 作用 则物体的加速度为多大 若把其中一个力反向 大小不变 则物体3s末的位移为多大 三个拉力大小相等且处在同一平面内互成120 角 这三个拉力的合力为零 加速度也为零 思考3 13 当其中一个力反向时 由力的合成知识可知 三力的合力为2f 20n 故可求得加速度为所求位移为 14 2 已知物体的运动情况确定其受力情况 首先由物体的运动情况求出物体的加速度 然后由牛顿第二定律求出物体的合力 再对物体进行受力分析 确定物体的受力情况 这两类问题中 加速度 a 是联系 力 和 运动 的桥梁 15 飞船降落过程中 在离地面高度为h处速度为v0 此时开动反冲火箭 使飞船开始做减速运动 最后落地时的速度减为vt 若把这一过程作为匀减速直线运动来计算 则其加速度的大小等于已知地球表面的重力加速度为g 航天员的质量为m 在这过程中对坐椅的压力等于 思考4 16 由运动学公式v02 vt2 2ah可求得设椅子对航天员的支持力为 则由牛顿第二定律n mg ma 代入a可求得 所求的压力大小等于 17 静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变 大小从某一数值逐渐变小的水平外力作用时 木块将做 a 匀减速运动b 匀加速运动c 速度逐渐减小的变加速运动d 速度逐渐增大的变加速运动 d 18 运用牛顿第二定律解决简单的变力作用问题 考查运动与力的关系 物体受到的合外力从某一数值逐渐减小 加速度也逐渐减小 但速度一直在增大 19 因物体原来处于静止状态 当使其中一个向东的力减小时 物体受的合外力向西 根据力的变化可知 合外力先增大后减小 故加速度先增大后减小 但速度一直向西增大 20 如图3 2 4所示 p点是圆环上最高点 两个物体分别同时沿光滑滑板pq和pm滑下 它们到达q点和m点的时间说法正确的是 a 沿pq板的先到达b 沿pm板的先到达c 同时到达d 不能确定运用牛顿第二定律解决恒力作用的问题 考查运动与力的关系 图3 2 4 c 21 设圆环的直径为d 过p点的任意一条弦的长度为l dsin 是弦与水平方向的夹角 而物体下滑的加速度为a gsin 所以由则下滑的时间与角度 无关 所以同时到达q和m点 22 设圆环的直径为d 同上例题分析完全相同 可得下滑的时间与角度 无关 23 如图3 2 6 a 所示 一质量为m的物体系于长度分别为l1 l2的两根细线上 l1的一端悬挂在天花板上 与竖直方向夹角为 l2水平拉直 物体处于平衡状态 现将l2线剪断 求剪断瞬时物体的加速度 图3 2 6 24 若将图3 2 6 a 中的细线l1改为长度相同 质量不计的轻弹簧 如图3 2 6 b 所示 其他条件不变 也将l2线剪断 求剪断瞬时物体的加速度 轻弹簧和轻绳这两个理想模型的比较 轻弹簧具有质量和重力可忽略 能受拉力和压力 发生形变需要时间的积累且弹力不能突变的特点 轻绳也是理想模型 它具有质量和重力可忽略 只能受拉力 不可伸长且绳中张力可以突变的特点 25 图3 2 6 a 中 在剪断l2前 物体受三力平衡 如下图 a 当剪断l2的瞬时 t2突然消失 l1线上的张力发生突变 物体受力如下图 b 26 故有mgsin ma 解得a gsin 方向沿切线向下 图3 2 6 b 中 因为剪断l2的瞬时 虽然t2突然消失 但l1弹簧上的张力不发生突变 这一瞬间弹簧的形变量不变 故有mgtan ma 解得a gtan 方向水平向右 27 小球静止时受三个力 即重力mg 弹簧的弹力f和木板的支持力n 很容易求得当木板ab突然向下撤离的瞬间 重力mg 弹簧的弹力f都没有变化 故所求加速度大小为方向垂直木板向下 28 跳起摸高是现今学生进行的一项运动 某同学身高1 80m 质量65kg 站立举手达到2 2m高 他用力蹬地 经过0 45s竖直离地跳起 设他蹬