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.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 牛顿运动定律 第三章 第2讲牛顿第二定律两类动力学问题 第三章 1 理解牛顿第二定律的内容 表达式及性质 2 应用牛顿第二定律解决瞬时问题和两类动力学问题 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 它受到的作用力 物体的质量 作用力 f ma 惯性 静止或做匀速直线运动 宏观物体 单位制 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 基本单位 基本量 质量 时间 长度 米 m 基本 牛顿运动定律的应用 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 运动情况 受力情况 加速度 牛顿运动定律 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 答案 d 答案 b解析 本题考查基本单位与导出单位间的关系 意在考查考生对单位制的认识 由1j 1v a s 1kg m s 2 m可得 1v 1m2 kg s 3 a 1 因此选b 答案 cd解析 物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关 故c d正确 a b错误 对牛顿第二定律的理解 牛顿第二定律的 五性 思路引导 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 答案 c 名师归纳 力与运动的关系 1 力是产生加速度的原因 2 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律 3 速度的改变需经历一定的时间 不能突变 只要合力不为零就一定有加速度 但有力不一定有速度 a 物体从a到o先加速后减速b 物体从a到o做加速运动 从o到b做减速运动c 物体运动到o点时 所受合力为零d 物体从a到o的过程中 加速度逐渐减小答案 a 解析 物体从a到o 初始阶段受到的向右的弹力大于阻力 合力向右 随着物体向右运动 弹力逐渐减小 合力逐渐减小 由牛顿第二定律可知 加速度向右且逐渐减小 由于加速度与速度同向 物体的速度逐渐增大 当物体向右运动至ao间某点 设为点o 时 弹力减小到与阻力相等 物体所受合力为零 加速度为零 速度达到最大 此后 随着物体继续向右运动 弹力继续减小 阻力大于弹力 合力方向变为向左 至o点时弹力减为零 此后弹力向左且逐渐增大 所以物体越过o 点后 合力 加速度 方向向左且逐渐增大 由于加速度与速度反向 故物体做加速度逐渐增大的减速运动 正确选项为a 牛顿第二定律的瞬时性 牛顿第二定律瞬时性的 两种 模型牛顿第二定律f ma 其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系 两者总是同时产生 同时消失 同时变化 具体可简化为以下两种模型 思路引导 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 答案 a 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 答案 bd 动力学两类基本问题 动力学的两类基本问题的解题步骤 1 选取研究对象 根据问题的需要和解题的方便 选出被研究的物体 可以是一个物体 也可以是几个物体组成的整体 2 分析研究对象的受力情况和运动情况 注意画好受力分析图 明确物体的运动过程和运动性质 3 选取正方向或建立坐标系 通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向 4 求合外力f 5 根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解 必要时还要对结果进行讨论 思路引导 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 答案 20m s 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 1 滑块冲上斜面过程中的加速度大小 2 滑块与斜面间的动摩擦因数 3 判断滑块最后能否返回斜面底端 若能返回 求出返回斜面底端时的动能 若不能返回 求出滑块停在什么位置 答案 1 12m s2 2 0 81 3 不能返回 停在距底端1 5m处 运动状态判断失误导致受力分析错误 a 细绳与竖直方向的夹角 b 轻绳拉力的大小c 细杆对球的支持力d 风给小球的水平力 解析 两次实验中两球具有相同的加速度 以两球为研究对象 竖直方向只受系统重力和杆的支持力 如图甲 并且这两个力平衡 因此杆的支持力总等于系统重力不变 即fn ma mb g c项正确 水平方向 两球一起向右加速运动 因此整体水平方向合外力不变 套在杆上的球与杆之间是滑动摩擦力 由ff fn和fn ma mb g可知滑动摩擦力ff不变 由牛顿第二定律得风对小球的水平力f ff ma mb a ma mb g a 不变 d项正确 答案 cd 误区警示 在高中阶段 一般加速度相同的两个物体才能被选为整体 对于加速度不同的两物体一般不能选作整体 但用牛顿运动定律定性判断的问题 有时也可以将加速度不同的物体看作一个整体 答案 a解析 本题主要考查力的分解 解题的关键要明确弹力在竖直方向上的分力不变 因此对应伸长量在竖直方向上的分量不变 由于小球在竖直方向处于平衡状态 所以kx mg 即竖直方向上的伸长量不变 但由于原来有原长 原长沿竖直方向分量减小 所以竖直方向总长度减小 a正确 该题极具迷惑性 学生往往会从牛顿第二定律入手寻找关系 导致无法得出正确结论 牛顿第二定律与图象的结合 根据速度 时间图象或力 时间图象判断物体运动情况或受力情况分析 考查识图能力和从图中获取信息的能力 1 小球在0 2s内的加速度a1和2 5s内的加速度a2 2 小球与细杆间的动摩擦因数 和水平风力f的大小 答案 1 15m s2方向沿杆向上 10m s2方向沿杆向下 2 0 550n a 物体的初速率v0 3m sb 物体与斜面间的动摩擦因数 0 75c 取不同的倾角 物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin 1 44md 当某次 30 时 物体达到最大位移后将沿斜面下滑 答案 bc 答案 bc 答案 ac 解析 剪断细线前 把a b c看成整体 细线上的拉力为t 3mg 因在剪断瞬间 弹簧未发生突变 因此a b c之间的作用力与剪断细线之前相同 则将细线剪断瞬间 对a隔离进行受力分析 由牛顿第二定律得 3mg ma1得a1 3g a正确 b错误 由胡克定律知 2mg k l1 mg k l2 所以 l1 2 l2 c正确 d错误 a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度答案 acd a 此时轻弹簧的弹力大小为20nb 小球的加速度大小为8m s2 方向向左c 若剪断弹簧 则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m s2 方向向右d 若剪断弹簧 则剪断的瞬间小球的加速度为0答案 abd 解析 因为未剪断轻绳时水平面对小球的弹力为