2012届高考物理第一轮专题考点应用牛顿第二定律常用的方法复习教案.doc

2012届高考物理第一轮专题考点应用牛顿第二定律常用的方法复习教案 2012届高三物理一轮复习学案：第三章牛顿运动定律专题三 应用牛顿第二定律常用的方法【考点透析】一、本专题考点：应用牛顿第二定律解决物理问题。二、理解和掌握内容1合成法平行四边形法则：若物体只受两力作用而产生加速度时，应用力的合成法分析计算较简单解题时要准确做出力的平行四边形，若合成中有直角关系，要善于充分利用直角三角形有关知识分析计算2正交分解法：当物体受两个以上力作用而产生加速度时，常用正交分解法分析求解多数情况下常把力正交分解在加速度方向（如取x轴）和垂直于加速度的方向上（如取y轴），则有 Fxma, Fy=0特殊情况下，若有众多的力（特别是未知力）集中在两个垂直方向上，可以取相应的两个方向为分解轴，而将加速度分解到两个轴上，即Fx max, Fy = may3应用牛顿第二定律的解题步骤确定研究对象分析受力作受力示意图用平行四边形法则合成，或用正交分解法把各力沿x y轴分解应用牛顿第二定律列方程统一单位求解4难点释疑：如图316在密封的盒子内装有质量为m的光滑金属球球刚好能在盒子中自由移动若将盒竖直上抛，则运动过程中请思考：一、若有空气阻力则上升和下降时，球对盒的哪壁有压力？（2）若无空气阻力则上升和下降时，球对盒的哪壁有压力？思路点拨:对整体分析，向上和向下运动时整体受力分别如图甲乙所示由此可知，若有空气阻力向上运动时加速度a g,下降时a g，无空气阻力时，无论上下运动加速度a = g设球受到盒的作用力为N，取向下为正方向则： mg+N = ma, N=m () 有阻力：上升时，a g，N 0,球对盒的上壁有压力 下降时，a g，N 0,球对盒的下壁有压力由于无空气阻力时无论上下运动加速度a= g，故N0，即球对盒的上下壁均无压力牛顿第二定律为矢量定律，应特别注意各力方向及加速度a方向在定律表达式中体现充分理解“合外力的方向既是加速度方向”的深刻含义特别是未知力的方向不确切时，处理好矢量关系，建立正确的矢量表达式尤为重要【例题精析】例1 如图317所示木箱中有一倾角为的斜面，斜面上放一质量为m的物体斜面与物体间摩擦系数为 ，当木箱以加速度a水平向左运动时，斜面与物体相对静止求斜面对物体的支持力N和摩擦力f分析与解答：解法1对m作受力分析，沿水平、竖直分别取x轴和y轴，如图甲所示依牛顿第二定律有：FxNsinfcos FyNcos+fsin 由可得Ngcos+masin fmgsinmacos解法2对m作受力分析，平行于斜面、垂直于斜面分别取x轴和y轴如图乙所示：由牛顿第二定律可知：FxmgsinfcosFyNcosmasin 由可得Ngcos+masin fmgsinmacos由两种解法比较可知，合理巧妙选取坐标轴，可以减少矢量（特别是未知矢量）的分解，给解题带来极大方便本题两未知矢量N 、f相互垂直，解法1中沿水平、竖直分别取x轴和y轴，最后要处理二元一次方程组；解法二中以N、 f所在直线取x轴和y轴，最后处理一元一次方程就得到了结果思考与拓宽：让木箱以加速度a向上加速，M与斜面相对静止，求斜面对物体的支持力N和摩擦力f（如何建立坐标轴更合理、简捷？）一、如图318所示一倾角为的斜面上放一木块，木块上固定一支架，支架末端用丝线挂一小球木块、小球沿斜面向下共同滑动若丝线竖直与斜面垂直水平时，求上述三种情况下，木块下滑的加速度解：由题意可知，小球与木块的加速度相同三种情况下分析小球受力分别为如图a b c所示：一、如图a，T1与G均竖直，故不可能产生斜向加速度，木块匀速运动（2）如图b，T2与G的合力必沿斜面，由三角形关系可知F合msin ，aF合 / mgsin即木箱的加速度沿斜面向下，大小为gsin（3）如图c，T与G的合力必沿斜面，由三角形关系可知 F合m/sin, aF合 / mg/sin 即木箱的加速度沿斜面向下，大小为g/sin当物体仅受两力作用时，使用力的合成法则，配合有关几何知识解题非常简捷应用时特别注意F合 与a的对应性思考与拓宽：请大家思考：在满足什么条件下木块可作上述三种运动？（如：斜面与木块的摩擦系数如何？或需加多大的沿斜面方向的拉力等）【能力提升】知识与技能一、如图319所示，O 、A、 B、 C、 D五点在同一圆周上OA、OB、OC、OD是四条光滑的弦，一小物体分别由O开始沿各弦下滑到A、B、C、D所用时间分别为tA、tB、tC、tD 则（ ）AtA tB tC tD B tA tB tC tD C tAtBtCtD D无法确定2如图320所示，几个倾角不同的光滑斜面有相同的底边一小物体分别从各斜面顶端下滑到底端A，关于所用时间，下面说法正确的是（ ）A倾角越大时间越短 B倾角越小时间越短C倾角为45时所用时间最短 D无法确定3如图321甲所示，一物体位于斜面上，若再在物体上放一物体m ，如图乙所示加一竖直向下的力Fmg，如图丙所示加一垂直斜面向下的力Fmg，如图丁，则以下说法错误的是（ ）一、若甲中物体静止，则乙 丙 丁中物体仍静止B若甲中物体向下加速，则乙 丙 丁中物体加速度不变C若甲中物体向下加速，则乙中物体加速度不变， 丙中物体加速度变大， 丁中物体加速度减小一、若甲中物体向下匀速，则乙 丙中物体仍匀速，丁中物体减速4一单摆悬挂于小车的支架上，随小车沿斜面下滑，如图322图中位置竖直，位置与斜面垂直，位置水平，则（ ）一、若斜面光滑，拉线与重合B若斜面光滑，拉线与重合C若斜面粗糙且摩擦力小于下滑力拉线位于之间一、若斜面粗糙且摩擦力大于下滑力拉线位于之间5如图323，电梯与地面成30 ，质量为m的人站在电梯上，人对电梯的压力为其重力的12倍，则人受电梯的摩擦力f大小为（ ）Af=mg/5 Bf=3mg/5 Cf=2mg/5 D f=3 mg/56如图324，质量为20kg的物体水平向右运动，物体与水平面的摩擦系数为02，与此同时物体还受到一水平向左的力F作用F5N，此时物体运动的加速度为 m/s2，方向为 能力与素质7汽车司机常在后视镜上吊小工艺品来点缀车内环境，利用它可以估算汽车启动或急刹车时的加速度，若汽车刹车时，小工艺品偏离竖直方向的角度为，则汽车加速度大小为 81999年10月1日晚上，在天安门广场举行了盛大的庆祝中华人民共和国成立50周年焰火晚会花炮的升空高度为100m，并在最高点爆炸花炮的质量为2Kg，在炮筒中运动时间为0.02s，则火药对花炮的平均推力约为 9风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力现将一套有小球的细杆放入风洞实验室小球的直径略大于杆的直径如图3-26水平固定时，调节风力大小使球在杆上匀速运动，此时风力为重力的05倍，求小球与杆的摩擦系数 保持风力不变，将杆与水平夹角调至37，则球从静止开始在杆上下滑距离S时所用时间为多少？【拓展研究】1实验室是通过调节风力大小来保持恒定推力的，若风洞实验室产生的风速是恒定不变的，那么对运动物体还能保持风力不变吗？答案是否定的，不能如图327所示，设杆光滑，开始时小球在风力的推动下，沿杆向左加速，当小球的速度逐渐增大时，风与小球的相对速度减小，这时风力减弱，当小球的速度等于风速时，对运动小球的风力将消失，但对其它固定不动物体的风力仍存在因而我们要理解第10题题设条件中“风力不变”的含义，不能误认为“风速不变”风速不变时，风对变速运动的风力不是恒力2鸵鸟是当今世界上最大的鸟有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来是不是这样呢？生物学统计的结论得出：飞翔的必要条件是空气的上举力F至少与体重G=mg平衡鸟煽动翅膀，获得上举力的大小可以表示为F=cSv2，式中S为翅膀展开后的面积，v为鸟的飞行速度，而c是一个比例常数我们作一个简单的几何相似形假设：设鸟的几何线度为L，那么其质量mL3，而翅膀面积SL2，已知小燕子的最小飞行速度