高考物理大一轮复习 3.2牛顿第二定律及基本应用课件.ppt

第2课时牛顿第二定律及基本应用 知识梳理 知识点一 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 加速度的方向与相同 2 表达式 f 正比 反比 作用力方向 ma 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 惯性 匀速直线 宏观 知识点二 单位制1 单位制由和一起组成了单位制 2 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 和 3 导出单位由根据物理关系推导出来的其他物理量的单位 基本单位 导出单位 基本物理量 质量 长度 时间 kg m s 基本单位 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 1 牛顿第二定律表达式f ma在任何情况下都适用 2 物体只有在受力的前提下才会产生加速度 因此 加速度的产生要滞后于力的作用 3 f ma是矢量式 a的方向与f的方向相同 与速度方向无关 4 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 5 物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系 同时也确定了物理量间的单位关系 答案 1 2 3 4 5 题组自测 题组一牛顿第二定律的理解及应用1 双选 由牛顿第二定律表达式f ma可知 a 质量m与合外力f成正比 与加速度a成反比b 合外力f与质量m和加速度a都成正比c 物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致d 物体的加速度a跟其所受的合外力f成正比 跟它的质量m成反比 答案cd 2 双选 关于力与运动的关系 下列说法正确的是 a 物体的速度不断增大 表示物体必受力的作用b 物体的位移不断增大 表示物体必受力的作用c 若物体的位移与时间的平方成正比 表示物体必受力的作用d 物体的速率不变 则其所受合力必为零 解析物体的速度不断增大 表明物体有加速度 所以a对 物体匀速运动也会导致位移增大 故b错 位移与时间的平方成正比表明物体在做加速运动 所以c对 物体的速率不变 但速度方向改变 物体仍然有加速度 所以合力可以不为零 故d错 答案ac 3 如图1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 图1 答案b 题组二方法技巧练4 整体法 隔离法 2014 长春调研 如图2所示 物块a b的质量分别为m和2m 用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上 对b施加向右的水平拉力f 稳定后a b相对静止地在水平面上运动 此时弹簧长度为l1 若撤去拉力f 换成大小仍为f的水平推力向右推a 稳定后a b相对静止地在水平面上运动 此时弹簧长度为l2 则下列判断正确的是 图2 答案d 5 正交分解法 2014 河南郑州模拟 如图3所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向向右做匀加速直线运动 m1在光滑地面上 m2在空中 已知力f与水平方向的夹角为 则m1的加速度大小为 图3 答案a 考点一牛顿第二定律的瞬时性在分析瞬时对应关系时应注意区分动力学中的几种模型 图4 答案c 分析瞬时问题的注意要点 1 分析物体的瞬时问题 关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态 再由牛顿第二定律求出瞬时加速度 2 分析此类问题应特别注意绳或线类 弹簧或橡皮绳类模型的特点 变式训练 1 如图5所示 a b两球质量相等 滑斜面的倾角为 图甲中 a b两球用轻弹簧相连 图乙中a b两球用轻质杆相连 系统静止时 挡板c与斜面垂直 轻弹簧 轻杆均与斜面平行 则在突然撤去挡板的瞬间有 a 两图中两球加速度均为gsin b 两图中a球的加速度均为零c 图乙中轻杆的作用力一定不为零d 图甲中b球的加速度是图乙中b球加速度的2倍 图5 解析撤去挡板前 挡板对b球的弹力大小为2mgsin 因弹簧弹力不能突变 而杆的弹力会突变 所以撤去挡板瞬间 图甲中a球所受合力为零 加速度为零 b球所受合力为2mgsin 加速度为2gsin 图乙中杆的弹力突变为零 a b球所受合力均为mgsin 加速度均为gsin 可知只有d对 答案d 考点二整体法和隔离法在连接体中的应用 例2 如图6所示 两块粘连在一起的物块a和b 质量分别为ma和mb 放在光滑的水平桌面上 现同时给它们施加方向如图6所示的水平推力fa和水平拉力fb 已知fa fb 则a对b的作用力 a 必为推力b 必为拉力c 可能为推力 也可能为拉力d 不可能为零 图6 答案c 解决连接体类问题的关键正确地选取研究对象是解题的首要环节 弄清各物体之间哪些属于连接体 哪些物体应该单独分析 并分别确定出它们的加速度 然后根据牛顿运动定律列方程求解 变式训练 2 质量分别为m 2m的物块a b用轻弹簧相连 设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同 当用水平力f作用于b上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时 弹簧的伸长量为x1 如图7甲所示 当用同样大小的力f竖直共同加速提升两物块时 弹簧的伸长量为x2 如图乙所示 当用同样大小的力f沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时 弹簧的伸长量为x3 如图丙所示 则x1 x2 x3等于 图7 a 1 1 1b 1 2 3c 1 2 1d 无法确定 答案a 考点三力与运动的关系 例3 如图8所示 一物块从某一高度自由落下 落在竖立于地面的轻弹簧上 物块在a处开始与弹簧接触 到b处时物块速度为零 然后被弹回 下列说法正确的是 a 物块从a处下降到b处的过程中 速率不断减小b 物块从b处上升到a处的过程中 速率不断增大c 物块在b处时 所受合力为零d 物块从a处下降到b处的过程中速率先增大 后减小 图8 解析物块在a处与弹簧接触后 物块所受合力与加速度关系为mg kx ma 刚开始一段时间内弹簧对物块的支持力fn kx比重力mg小 物块所受的合外力方向竖直向下 与速度方向相同 物块竖直向下做加速运动 速度不断增大 选项a错误 随着物块向下运动 x不断增大 合外力减小 加速度减小 当fn mg时 加速度为零 速度最大 之后物块继续压缩弹簧 x继续增大 fn mg 合外力方向改为竖直向上 与速度方向相反 物块竖直向下做减速运动 到b处时速度为零 即物块从a处下降到b处的过程中 先加速后减速 物块速度先增大后减小 选项d正确 物块在b处时 所受合力最大 选项c错误 物块从a处下降到b处与从b处上升到a处互为逆运动 即物块从b处上升到a处的过程中速率先增大 后减小 选项b错误 答案d 弹簧弹力作用下的动态运动问题的基本处理方法宜采用 逐段分析法 与 临界分析法 相结合 将运动过程划分为几个不同的子过程 而找中间的转折点是划分子过程的关键 1 合外力为零的点即加速度为零的点 是加速度方向发生改变的点 在该点物体的速度具有极值 2 速度为零的点 是物体运动方向 速度方向 发生改变的转折点 变式训练 3 一皮带传送装置如图9所示 皮带的速度v足够大 轻弹簧一端固定 另一端连接一个质量为m的滑块 已知滑块与皮带之间存在摩擦 当滑块放在皮带上时 弹簧的轴线恰好水平 若滑块放到皮带的瞬间 滑块的速度为零 且弹簧正好处于自然长度 则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中 滑块的速度和加速度变化的情况是 a 速度增大 加速度增大b 速度增大 加速度减小c 速度先增大后减小 加速度先增大后减小d 速度先增大后减小 加速度先减小后增大 图9 解析滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力f和弹簧向右的拉力