高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2课时 牛顿第二定律创新课件.ppt

第2课时牛顿第二定律 1 牛顿第二定律的内容物体加速度的大小跟作用力成 跟物体的质量成 加速度的方向与 相同 2 表达式 f 3 适用范围 1 只适用于 参考系 相对地面静止或 运动的参考系 2 只适用于 物体 相对于分子 原子 低速运动 远小于光速 的情况 正比 反比 作用力方向 ma 惯性 匀速直线 宏观 4 对牛顿第二定律的理解 思考判断 1 合外力越大的物体 加速度一定越大 2 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情形 3 物体加速度的方向一定与合外力方向相同 4 质量越大的物体 加速度越小 5 物体的质量与加速度成反比 6 物体受到外力作用 立即产生加速度 7 可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况 8 物体所受的合外力减小 加速度一定减小 而速度不一定减小 考点一对牛顿第二定律的理解与应用 d d 要点突破 1 运用牛顿第二定律解题的一般步骤 确定研究对象 进行受力分析和运动状态分析 画出受力的示意图 建立直角坐标系 或选取正方向 写出已知量 根据定律列方程 统一已知量单位 代值求解 检查所得结果是否符合实际 舍去不合理的解 2 牛顿第二定律常用方法 典例剖析 例1 在光滑水平面上 一个质量为m的物体 受到的水平拉力为f 物体由静止开始做匀加速直线运动 经过时间t 物体的位移为x 速度为v 则 解析由牛顿第二定律可知 物体的加速度由合外力和物体的质量来决定 答案b 例2 如图所示 楼梯口一倾斜的天花板与水平面成 37 角 一装潢工人手持木杆梆着刷子粉刷天花板 工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上 大小为10n 刷子的质量m 0 5kg 刷子可视为质点 刷子与天花板间的动摩擦因数 0 5 天花板长为l 4m sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 试求 1 刷子沿天花板向上的加速度大小 2 工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间 解析 1 刷子受力如图所示 答案 1 2m s2 2 2s 针对训练 1 如图所示 位于水平地面上的质量为m的小木块 在大小为f 方向与水平方向成 角的拉力作用下沿地面做匀加速运动 若木块与地面之间的动摩擦因数为 则木块的加速度为 答案d 2 如图所示 质量m 10kg的物体在水平面上向左运动 物体与水平面间的动摩擦因数为0 2 与此同时物体受到一个水平向右的推力f 20n的作用 则物体产生的加速度是 g取10m s2 a 0b 4m s2 水平向右c 2m s2 水平向左d 2m s2 水平向右 答案b 3 在一个倾角为 的斜面上有一木块 木块上固定一支架 支架末端用丝线悬挂一小球 已知小球质量为m 木块在斜面上下滑时 小球与木块相对静止 共同运动 求下述三种情况下木块下滑的加速度大小及丝线拉力的大小 1 丝线沿竖直方向 2 丝线与斜面方向垂直 3 丝线沿水平方向 考点二牛顿第二定律的瞬时性 d d 要点突破 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 典例剖析 例1 如图所示 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 答案b 例2 如图所示 轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连 下端与另一质量为m的木块2相连 整个系统置于水平放置的光滑木板上 并处于静止状态 现将木板沿水平方向突然抽出 设抽出后的瞬间 木块1 2的加速度大小分别为a1 a2 重力加速度大小为g 则有 答案c 方法总结 1 求瞬时加速度的基本思路 1 首先 确定该瞬时物体受到的作用力 还要注意分析物体在这一瞬时前 后的受力及其变化情况 2 由牛顿第二定律列方程 求解瞬时加速度 2 求解瞬时加速度问题关键 1 区分两种不同的弹力模型 轻弹簧 两端有物体连着 弹力不会突变 其他弹力会突变 2 注意分析清楚物体在瞬间前后受力情况 针对训练 1 如图所示 物体在力f的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动 某一时刻突然撤去外力f 关于物体此后的运动情况 下列判断正确的是 a 停止运动b 做匀速运动c 做匀加速运动d 做匀减速运动答案b 2 如图所示 两小球悬挂在天花板上 a b两小球用细线连接 上面是一轻质弹簧 a b两球的质量分别为m和2m 在细线烧断瞬间 a b两球的加速度为 取向下为正方向 a 0 gb g gc 2g gd 2g 0 答案c 3 质量均为m的a b两个小球之间系一质量不计的弹簧 放在光滑的台面上 a紧靠墙壁 如图所示 今用恒力f将b球向左挤压弹簧 达到平衡时 突然将力撤去 此瞬间 答案d 考点三动力学的两类基本问题 d d 要点突破 动力学的两类基本问题运用牛顿运动定律研究力和运动的关系包括两类基本问题 分析思路如下 说明 解决两类基本问题的方法 以加速度为桥梁 由牛顿第二定律和运动学公式列方程求解 典例剖析 例1 2016 浙江4月选考 如图是上海中心大厦 小明乘坐大厦快速电梯 从底层到达第119层观光平台仅用时55s 若电梯先以加速度a1做匀加速运动 达到最大速度18m s 然后以最大速度匀速运动 最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台 假定观光平台高度为549m 1 若电梯经过20s匀加速达到最大速度 求加速度a1及上升高度h 2 在 1 问中的匀加速上升过程中 若小明的质量为60kg 求小明对电梯地板的压力 3 求电梯匀速运动的时间 答案 1 0 9m s2180m 2 654n 3 6s 例2 如图所示 倾角为30 的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接 现将一滑块 可视为质点 从斜面上的a点由静止释放 最终停在水平面上的c点 已知a点距水平面的高度h 0 8m b点距c点的距离l 2 0m 滑块经过b点时没有能量损失 取g 10m s2 求 1 滑块在运动过程中的最大速度 2 滑块与水平面间的动摩擦因数 3 滑块从a点释放后 经过时间t 1 0s时速度的大小 3 设滑块在斜面上运动的时间为t1 vmax a1t1 得t1 0 8s 由于t t1 故滑块已经经过b点 做匀减速运动的时间为t t1 0 2s 设t 1 0s时速度大小为v 则v vmax a2 t t1 解得v 3 2m s 答案 1 4m s 2 0 4 3 3 2m s 方法总结 多过程问题的处理方法1 将复杂物理过程分解为几个子过程 2 分析每一个子过程中物体受力情况 运动情况 约束条件 3 注意子过程之间的联系 可以从时间 位移 速度等方面寻找 4 注意画好受力分析图和运动示意图 针对训练 1 如图所示 某次滑雪训练 运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力f 84n 而从静止向前滑行 其作用时间为t1 1 0s 撤除水平推力f后经过t2 2 0s 他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力 作用距离与第一次相同 已知该运动员连同装备的总质量为m 60kg 在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为ff 12n 求 1 第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移 2 该运动员 可视为质点 第二次撤除水平推力后滑行的最大距离 答案 1 1 2m s0 6m 2 5 2m 2 中央电视台推出了一个游戏节目 推矿泉水瓶 选手们从起点开始用力推瓶一段时间后 放手让瓶向前滑动 若瓶最后停在桌上有效区域内 视为成功 若瓶最后不停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下 均视为失败 其简化模型如图所示 ac是长度为l1 5m的水平桌面 选手们可将瓶子放在a点 从a点开始用一恒定不变的水平推力推瓶 bc为有效区域 已知bc长度为l2 1m 瓶子质量为m 0 5kg 瓶子与桌面间的动摩擦因数 0 4 某选手作用在瓶子上的水平推力f 20n 瓶子沿ac做直线运动 g取10m s2 假设瓶子可视为质点 那么该选手要想游戏获得成功 试问 1 推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少 2 推力作用在瓶子上的距离最小为多少 解析 1 要想游戏获得成功 瓶子滑到c点速度正好为零时 推力作用时间最长 设最长作用时间为t 有力作用时瓶子做匀加速运动 设加速度为a1 t时刻瓶子的速度为v 力停止作用后瓶子做匀减速运动 设此时加速度大小为a2 由牛顿第二定律得 f mg ma1 mg ma2 3 如图所示 一倾角为 的光滑斜面固定在水平地面上 质量m 1kg的物体在平行于斜面向上的恒力f作用下 从a点由静止开始运动 到达b点时立即撤去拉力f 此后 物体到达c点时速度为零 每隔0 2s通过传感器测得物体的瞬时速度 下表给出了部分测量数据 求 1 恒力f的大小 2 撤去外力f的时刻 答案 1 11n 2 1 5s 1 质量为1t的汽车在平直公路上以10m s的速度匀速行驶 阻力大小不变 从某时刻开始 汽车牵引力减少2000n 那么从该时刻起经过6s 汽车行驶的路程是 a 50mb 42mc 25md 24m 答案c 2 如图所示 几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边ab 若物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端 下面哪些说法是正确的 a 倾角为30 时所需时间最短b 倾角为45 时所需时间最短c 倾角为60 时所需时间最短d 所需时间均相等 答案b 3 在水平地面上有一质量为10kg的物体 在水平拉力f的作用下由静止开始运动 10s后拉力大小减为f 4 方向不变 再经过20s停止运动 该物体的速度与时间的关系如图所示 g取10m s2 求 1 整个过程中物体的位移大小 2 水平拉力f的大小 3 物体与地面间的动摩擦因数 答案 1 150m 2 20n 3 0 1 4 2017 舟山模拟 当地时间2016年3月19日凌晨 一架从阿拉伯联合酋长国迪拜飞往俄罗斯西南部城市顿河畔罗斯托夫的客机 在俄机场降落时坠毁 机上62人全部遇难 专家初步认定 恶劣天气是导致飞机失事的原因 为了保证安全 避免在意外事故发生时出现更大损失与伤害 民航客机都有紧急出口 打开紧急出口 狭长的气囊会自动充气 生成一条连接出口与地面的斜面 人员可