高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题课件 新人教版必修

第三章牛顿运动定律 必修一 第2讲牛顿第二定律两类动力学问题 知识梳理自测 1 内容 物体加速度的大小跟 成正比 跟 成反比 加速度的方向跟 的方向相同 2 表达式 3 适用范围 1 牛顿第二定律只适用于 参考系 即相对地面 的参考系 2 牛顿第二定律只适用于 相对于分子 原子 低速运动 远小于光速 的情况 牛顿第二定律 它受到的合外力 物体的质量 合外力 F ma 惯性 静止或做匀速直线运动 宏观物体 思考 如图所示 小强自己拉车子时 无论怎么用力也难以拉动 最后在小红的帮助下 他们才将车子拉着前进 1 根据牛顿第二定律 有力作用就产生加速度 为什么小强用力拉车时车子不动呢 小强的拉力不产生加速度吗 2 小强和小红一起用力的瞬间 车子是否马上获得加速度 是否马上获得速度 答案 1 车还受摩擦力作用 小强的拉力产生加速度 2 是否 1 定义 由 和导出单位一起组成了单位制 2 分类 1 基本单位 的单位 力学中的基本量有三个 它们分别是 和 它们的国际单位分别是千克 kg 秒 s 和 2 导出单位 由 量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位 单位制 基本单位 基本量 质量 时间 长度 米 m 基本 1 动力学的两类基本问题 第一类 已知受力情况求物体的 第二类 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 由运动学公式和 列方程求解 具体逻辑关系如图 两类动力学问题 运动情况 受力情况 加速度 牛顿运动定律 思考 如图所示 质量为m的物体在粗糙程度相同的水平面上从速度vA均匀减为vB的过程中前进的距离为x 1 物体做什么运动 能求出它的加速度吗 2 物体受几个力作用 能求出它受到的摩擦力吗 思维辨析 1 物体加速度的方向与所受合外力的方向可以不同 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 4 物体所受合外力变小 物体的速度一定变小 5 物体所受合外力大 其加速度就一定大 6 牛顿第二定律适用于一切运动情况 7 单位 牛顿 是基本单位 答案 1 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 3 物体由于受合外力作用才做加速运动 4 虽然物体所受合外力变小 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 牛顿运动定律只适用于惯性参考系 低速运动的情况 7 牛顿 是导出单位 1N 1kg m s2 解析 老鹰沿虚线MN斜向下减速俯冲的过程中 可认为老鹰受两个力的作用 一是重力 二是空气的作用力 二力的合力沿MN从N指向M 所以空气对老鹰的作用力可能是F2 选项B正确 B 解析 重物匀速运动过程 弹簧对重物的弹力与重力平衡 手突然停止运动后 重物由于惯性继续下降 弹簧伸长量变大 弹力变大 故重力与弹力的合力变大 根据牛顿第二定律 重物的加速度变大 故选项B正确 选项A C D错误 B C A 核心考点突破 牛顿第二定律的理解 C 解题探究 1 其中一个力的大小逐渐减小到零 再沿原方向逐渐恢复到原来大小的过程中 质点所受合外力的大小 方向如何变化 加速度如何变化 速度如何变化 2 画出质点运动的v t图象 解析 质点受多个力的作用 处于静止状态 则多个力的合力为零 其中任意一个力与剩余所有力的合力大小相等 方向相反 使其中一个力的大小逐渐减小到零再恢复到原来的大小 则所有力的合力先变大后变小 但合力的方向不变 根据牛顿第二定律 a先增大后减小 v始终增大 故选C 类题演练1 B 解析 打开伞瞬间如果阻力大于重力 加速度向上 运动员做减速运动 根据阻力与速度成正比及牛顿第二定律得加速度逐渐减小 最后减为零 因此运动员先做加速度逐渐减小的减速运动 最后做匀速运动 A正确 打开伞瞬间如果阻力小于重力 加速度向下 运动员做加速运动 由阻力与速度成正比及牛顿第二定律得加速度逐渐减小 因此运动员先做加速度逐渐减小的加速运动 最后做匀速运动 D正确 打开伞的瞬间如果阻力等于重力 运动员做匀速直线运动 C正确 加速度大小先增大最后为零是不可能的 B错误 1 两种模型加速度与合外力具有瞬时对应关系 二者总是同时产生 同时变化 同时消失 具体可简化为以下两种模型 应用牛顿第二定律分析瞬时问题 A 解题探究 1 试分析线断之前 球A B受力情况 2 线断的瞬间 球A B受力是否会发生变化 答案 1 球A受重力 弹簧的弹力和细线的拉力作用 球B受重力 弹簧弹力的作用 2 球A所受细线的拉力减小为零 球B受力不会发生变化 名师归纳 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 类题演练2 BC 解析 在AC被突然剪断的瞬间 BC对小球拉力发生突变 但不是零 沿BC方向 受力平衡 拉力T mgcos 垂直绳BC方向合力为mgsin 所以加速度大小为gsin 故A错B对 D 解析 甲图中弹簧弹力不变 A球受力不发生变化A球加速度为零 而B球因撤去挡板而支持力消失 B球受力沿斜面向下 F弹 mgsin F弹 F弹 mgsin 则a弹 2gsin 而乙图中去掉挡板杆弹力发生突变 变为0 则乙图中A B两球所受合力均为mgsin 则两球加速度均为gsin 则aB甲 2aB乙 D正确 其余选项不正确 动力学两类基本问题的解题思路 动力学两类基本问题 解题探究 1 在人的反应时间内 汽车做什么运动 2 试分析在安全距离内汽车的运动性质 答案 1 汽车做匀速直线运动 2 在安全距离内 汽车先做匀速直线运动 再做匀减速直线运动直至停下 名师归纳 解决动力学两类基本问题应把握的关键 1 两类分析 物体的受力分析和物体的运动过程分析 2 两个桥梁 加速度是联系运动和力的桥梁 速度是各物理过程间相互联系的桥梁 类题演练3 答案 1 12m s 2 4 8s 3 1 25 阶段培优微专题 等时圆模型1 模型的两种情况 1 质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等 如图甲所示 2 质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端