3-2牛顿第二定律两类动力学问题.ppt

考点一对牛顿第二定律的理解 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 考点三动力学两类基本问题 考点 第三章牛顿运动定律 高三物理一轮复习 第2节牛顿第二定律两类动力学问题 1 力 加速度和速度的关系 2013 高考海南卷 一质点受多个力的作用 处于静止状态 现使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的大小 在此过程中 其他力保持不变 则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是 A a和v都始终增大B a和v都先增大后减小C a先增大后减小 v始终增大D a和v都先减小后增大 质点受到的合外力先从0逐渐增大 然后又逐渐减小为0 合力的方向始终未变 故质点的加速度方向不变 先增大后减小 速度始终增大 本题选C 解析 答案 基础自测 C 2 牛顿第二定律的理解 根据牛顿第二定律 下列叙述正确的是 A 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B 物体所受合力必须达到一定值时 才能使物体产生加速度C 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时 物体水平加速度大小与其质量成反比 物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关 A项错误 物体所受合力不为0 则a 0 B项错误 加速度的大小与其所受的合力成正比 C项错误 基础自测 解析 答案 D 3 力学单位制的理解 关于单位制 下列说法中正确的是 A kg m s N是导出单位B kg m C是基本单位C 在国际单位制中 A是导出单位D 在国际单位制中 力的单位是根据牛顿第二定律定义的 在国际单位制中 kg m s属于基本单位 m s N C属于导出单位 A B均错误 A为国际单位制的基本单位 C错误 力的单位 N 是根据牛顿第二定律F ma导出的 D正确 基础自测 解析 答案 D 4 牛顿第二定律的应用 2015 山东师大附中质检 多选 如图所示 质量为m 1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0 3 当物体运动的速度为10m s时 给物体施加一个与速度方向相反的大小为F 2N的恒力 在此恒力作用下 取g 10m s2 A 物体经10s速度减为零B 物体经2s速度减为零C 物体速度减为零后将保持静止D 物体速度减为零后将向右运动 基础自测 解析 答案 图片显 隐 BC 一 牛顿第二定律1 内容 物体加速度的大小跟作用力成 跟物体的质量成 加速度的方向跟作用力的方向 2 表达式 F ma3 适用范围 1 牛顿第二定律只适用于惯性参考系 即相对于地面 或 的参考系 2 牛顿第二定律只适用于 物体 相对于分子 原子等 运动 远小于光速 的情况 教材梳理 正比 反比 相同 静止 匀 速直线运动 宏观 低速 二 两类动力学问题1 动力学的两类基本问题 1 由受力情况判断物体的 2 由运动情况判断物体的 2 解决两类基本问题的思路 以 为桥梁 由运动学公式和 列方程求解 三 力学单位制1 单位制由基本单位和导出单位共同组成 2 力学单位制中的基本单位有 时间 s 3 导出单位有 等 教材梳理 运动情况 受力情况 加速度 牛顿第二定律 长度 质量 牛顿 米 秒 米 秒2 1 牛顿第二定律的 五性 2 力 加速度 速度间的关系 1 加速度与力有瞬时对应关系 加速度随力的变化而变化 2 速度的改变需经历一定的时间 不能突变 加速度可以突变 考点一对牛顿第二定律的理解 考点阐释 题组一加速度与合外力的关系1 2013 高考新课标全国 卷 一物块静止在粗糙的水平桌面上 从某时刻开始 物块受到一方向不变的水平拉力作用 假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 以a表示物块的加速度大小 F表示水平拉力的大小 能正确描述F与a之间关系的图象是 物块的受力如图所示 当F不大于最大静摩擦力时 物块仍处于静止状态 故其加速度为0 当F大于最大静摩擦力后 由牛顿第二定律得F FN ma 即F FN ma F与a成线性关系 选项C正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 C 考点一对牛顿第二定律的理解 2 2015 云南第一次检测 物块A放置在与水平地面成30 角倾斜的木板上时 刚好可以沿斜面匀速下滑 若该木板与水平面成60 角倾斜 取g 10m s2 则物块A沿此斜面下滑的加速度大小为 题组设计 解析 答案 D 考点一对牛顿第二定律的理解 题组二加速度及速度的关系3 如图所示 一轻弹簧一端系在墙上的O点 自由伸长到B点 今用一小物体m把弹簧压缩到A点 然后释放 小物体能运动到C点静止 物体与水平地面间的动摩擦因数恒定 下列说法正确的是 A 物体从A到B速度越来越大 从B到C速度越来越小B 物体从A到B速度越来越小 从B到C加速度不变C 物体从A到B先加速后减速 从B到C一直减速运动D 物体在B点受力为零 物体在A点时受两个力作用 向右的弹力kx和向左的摩擦力Ff 合力F合 kx Ff 物体从A B的过程 弹力由大于Ff减至为零 所以开始一段合力向右 中途有一点合力为零 然后合力向左 而v一直向右 故先做加速度越来越小的加速运动 在A到B中途有一点加速度为零 速度达最大 接着做加速度越来越大的减速运动 物体从B C过程 F合 Ff为恒力 方向向左 所以继续做加速度不变的匀减速运动 故C正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 C 考点一对牛顿第二定律的理解 力和加速度 速度的动态分析技巧 1 若物体受到的某个力与物体的运动学量 如速度 位移等 密切联系 则常会出现 力影响运动 运动影响力 的动态过程 其分析思路如下 2 从动态过程中找到力和运动的转折点 临界点或稳定态是解决此类问题的关键 规律总结 考点一对牛顿第二定律的理解 1 两种模型 牛顿第二定律的表达式为F ma 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 具体可简化为以下两种模型 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 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 考点阐释 2 解题思路 考点阐释 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 题组一 刚性绳 与 弹簧 组合1 2015 山东大学附中检测 如图所示 A B两小球分别连在轻线两端 B球另一端与弹簧相连 弹簧固定在倾角为30 的光滑斜面顶端 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 在线被剪断瞬间 A B两球的加速度大小分别为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 C 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 2 2015 银川模拟 多选 如图所示 A B球的质量相等 弹簧的质量不计 倾角为 的斜面光滑 系统静止时 弹簧与细线均平行于斜面 在细线被烧断的瞬间 下列说法正确的是 A 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下 大小均为gsin B B球的受力情况未变 瞬时加速度为零C A球的瞬时加速度沿斜面向下 大小为2gsin D 弹簧有收缩的趋势 B球的瞬时加速度向上 A球的瞬时加速度向下 瞬时加速度都不为零 对A B两球在细线烧断前 后的瞬间分别受力分析如图所示 细线烧断瞬间 弹簧还未形变 弹簧弹力与原来相等 B球受力平衡 mgsin kx 0 即aB 0 A球所受合力为mgsin kx maA即 2mgsin maA 解得aA 2gsin 故A D错误 B C正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 BC 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 题组二 刚性杆 与 弹簧 组合3 2015 滁州模拟 如右图所示 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 题组设计 解析 答案 图片显 隐 B 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 题组设计 解析 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 在求解瞬时性加速度问题时的 两点注意 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 而速度和位移的变化需要一个积累的过程 不会发生突变 易误警示 考点二牛顿第二定律瞬时性的分析 1 求解两类问题的思路 可用下面的框图来表示 2 分析解决这两类问题的关键 应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁 加速度 考点三动力学两类基本问题 考点阐释 题组一已知受力求运动1 2015 内蒙古包头测评 多选 如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪 用于对旅客的行李进行安全检查 其传送装置可简化为如图乙的模型 紧绷的传送带始终保持v 1m s的恒定速率运行 旅客把行李无初速度地放在A处 设行李与传送带之间的动摩擦因数 0 1 A B间的距离为2m g取10m s2 若乘客把行李放到传送带的同时也以v 1m s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李 则 题组设计 解析 答案 图片显 隐 BD 考点三动力学两类基本问题 A 乘客与行李同时到达B处B 乘客提前0 5s到达B处C 行李提前0 5s到达B处D 若传送带速度足够大 行李最快也要2s才能到达B处 题组设计 解析 考点三动力学两类基本问题 题组二已知运动求受力2 质量为0 1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落 该下落过程对应的v t图象如图所示 球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3 4 设球受到的空气阻力大小恒为f 取g 10m s2 求 1 弹性球受到的空气阻力f的大小 2 弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 题组设计 解析 图片显 隐 考点三动力学两类基本问题 题组设计 解析 答案 考点三动力学两类基本问题 3 2013 高考山东卷 如图所示 一质量m 0 4kg的小物块 以v0 2m s的初速度 在与斜面成某一夹角的拉力F作用下 沿斜面向上做匀加速运动 经t 2s的时间物块由A点运动到B点 A B之间的距离L 10m v v0 at 联立 式 代入数据得a 3m s2 v 8m s 题组设计 解析 考点三动力学两类基本问题 2 设物体所受支持力为FN 所受摩擦力为Ff 拉力与斜面间的夹角为 受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 沿斜面方向 Fcos mgsin Ff ma 垂直斜面方向 Fsin FN mgcos 0 又Ff FN 题组设计 解析 考点三动力学两类基本问题 题组设计 解析 答案 考点三动力学两类基本问题 1 解决动力学基本问题时对力的处理方法 合成法 在物体受力个数较少 2个或3个 时一般采用 合成法 正交分解法 若物体的受力个数较多 3个或3个以上 则采用 正交分解法 2 解答动力学两类问题的基本程序 明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点 根据问题的要求和计算方法 确定研究对象 进行分析 并画出示意图 应用牛顿运动定律和运动学公式求解 规律总结 考点三动力学两类基本问题 本节课重点要掌握住牛顿第二定律的 五性 两模型 及分析两类问题的 两分析 一桥梁 1 牛顿第二定律的 五性 两模型 名师 微点拨 2 动力学问题的 两分析 一桥梁 整体法 隔离法的选用1 整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度 且不需要求物体之间的作用力 可以把它们看成一个整体 分析整体受到的外力 应用牛顿第二定律求出加速度 或其他未知量 2 隔离法的选取原则当需要求出系统内两物体之间的作用力时 就应把物体从系统中隔离出来 应用牛顿第二定律列方程求解 思想方法 3 整体法 隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度 且要求物体之间的作用力时 可以先用整体法求出加速度 然后再用隔离法选取合适的研究对象 应用牛顿第二定律求作用力 即 先整体求加速度 后