高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义课件：第3章-第2讲-牛顿第二定律-两类动力学问题

1、考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,限时自测,练出高分,1.内容及表达式：物体加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟方向相同.表达式：Fma. 2.对定律的理解 (1)矢量性 a为研究对象在作用下产生的加速度；a与方向一致. (2)瞬时对应性 一物体所受合外力恒定时，加速度，物体做 直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为0时，加速度为，物体就处于静止或匀速直线运动状态.,合外力,合外力,合外力,恒定,匀变速,0,【考点逐项排查】,答案,1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这

2、跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ 答案没有矛盾,使物体运动,要有合力产生加速度,由于重力很大,合加速度仍为0. 2.判断下列说法是否正确. (1)物体所受合外力越大，加速度越大.( ) (2)物体所受合外力越大，速度越大.( ) (3)物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小.( ) (4)物体的加速度大小不变一定受恒力作用.( ),思维深化,答案,1.(多选)下列对牛顿第二定律的理解，正确的是() A.如果一个物体同时受到两个力的作用，则这两个力各自产生的加速度互不影响 B.如果一个物体同时受到几个力的作用，则这个物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生

3、加速度的矢量和 C.平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动 D.物体的质量与物体所受的合力成正比，与物体的加速度成反比,解析物体的质量是物体的固有属性，不会受到外界条件的影响(如：受 力，运动状态，在火星上还是地球上等)故D错误.,ABC,【题组阶梯突破】,解析答案,2,1,3,2.(多选)下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是() A.物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大 B.物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0 C.物体的速度为0，则加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D.物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力也可能为0,解析物体的速

4、度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个 可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一 物体所受合外力越大，加速度一定也越大，故选项C、D对.,CD,解析答案,2,1,3,3.(多选)如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的弹簧，则当木块接触弹簧后() A.木块立即做减速运动 B.木块在一段时间内速度仍可增大 C.当F等于弹簧弹力时，木块速度最大 D.弹簧压缩量最大时，木块加速度为0,B,O,A,O点：Fkx，向右加速,A点：F=kx， a=0， vmax,B点：Fkx，加速向左.,BC,解析答案,2,1,3,1.分析物体的运动性质，要从受力分

5、析入手，求合力，然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化. 2.特别要注意加速度与合力具有瞬时对应关系，而速度是不能突变的，速度的变化是需要时间的，vat.,技巧点拨,返回,两类模型 (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 ，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 .,立即消失,保持不变,【考点逐项排查】,答案,(1)如图甲、图乙中小球m1、m2原来均静止，现如果均从图中B处剪断，则图甲中的弹簧和图乙中的下段绳子，它们的拉

6、力将分别如何变化？ (2)如果均从图中A处剪断，则图甲中的弹簧和图乙中的下段绳子的拉力又将如何变化呢？ (3)由(1)(2)的分析可以得出什么结论？,甲 乙,答案(1)弹簧和下段绳的拉力都变为0. (2)弹簧的弹力来不及变化，下段绳的拉力变为0. (3)绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变.,思维深化,答案,4.(多选)质量均为m的A、B两个小球之间连接一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上.A球紧靠墙壁，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() A.A球的加速度为 2 B.A球的加速度为0 C.B球的加速度为 2 D.B球的加速度为 ,A球的合力为0，加速度

7、为0,B球加速度 a ,kx=F,kx=F,BD,【题组阶梯突破】,解析答案,4,5,5.(多选)如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长量分别记为l1和l2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间() A.a13g B.a10 C.l12l2 D.l1l2,F1=mg=kl1,F2=2mg=kl2,mg+F2=ma1,a13g,AC,返回,解析答案,4,5,1.动力学中常见的图象：vt图象、 图象、Ft图象、Fa图象等. 2

8、.解决图象问题的关键 (1)看清图象的 、 坐标所表示的物理量及 并注意坐标原来是否从 开始. (2)理解图象的物理意义，能够抓住图象的一些关键点，如 、 、 、交点、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解.,xt,横,纵,单位,0,斜率,截距,面积,【考点逐项排查】,答案,图象问题反映的是两个变量之间的 关系，因此在某些情况下，要用有关物理规律和公式进行推导，得到两个变量的关系来分析图象的有关问题.,思维深化,函数,答案,6.(多选)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示.在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有() A.t1

9、 B.t2 C.t3 D.t4,F合与v同向时，质点做加速运动. 由v-t图象可知，质点在t1、t3时刻加速，在t2、t4时刻减速.,AC,【题组阶梯突破】,解析答案,7,6,8,7.(多选)如图a，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图b所示.若重力加速度及图b中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出( ) 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,向上滑行时gsin gcos v 0 1 . 向下滑行时gsin gcos v 1 1 ，,可以求出 、,最大高度,ACD,解析答案,7,6,8,8.如图所示，一长木板在水平地

10、面上运动，在某时刻(t0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上.在物块放到木板上之后，木板运动的速度时间图象可能是下列选项中的(),解析在达到相同速度之前，有 mg2mgma1 a13g 达到相同速度之后，有 2mgma2 a22g,a数值,v-t图象斜率k,A,解析答案,7,6,8,求解图象问题的基本思路 看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始，明确因 变量与自变量间的制约关系，明确物理量的变化趋势，分析图线进而弄懂 物理过程，写出相应的函数关系式，进

11、而明确“图象与公式”“图象与物体” 间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断.,技巧点拨,返回,内容呈现,1.连接体问题的类型 物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体. 2.整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的 ，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个 ，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量). 3.隔离法的选取原则 若连接体内各物体的 不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解. 4.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，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先

12、整体求加速度，后隔离求内力”.,加速度,整体,加速度,【考点逐项排查】,答案,9.(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为 2 3 a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为() A.8 B.10 C.15 D.18,每节车厢的质量为m， 设PQ西边有n节车厢，则Fnma 设PQ东边有k节车厢，则Fkm 2 3 a 联立得 3n2k 则总车厢数N=n+k只能为5的整数倍,B

13、C,【题组阶梯突破】,解析答案,10,9,11,12,10.如图所示，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(),Fx,Fcos (m1m2)a， 所以a cos 1 + 2,解析答案,10,9,11,12,11如图所示，装有支架的质量为M(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上，支架上用细线拖着质量为m的小球，当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时，稳定后绳子与竖直方向的夹角为.求小车所受牵引力的大小,小球与小车相对静止,加速度相同,小车的加速度方向水平向左

14、，,小球的加速度方向也水平向左,mg,FT,F合,解析 对小球 mgtan ma 对小车和小球组成的整体 F(Mm)a 解得：F(Mm)gtan ,解析答案,10,9,11,12,解析答案,10,9,11,12,解析小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力Fmg，方向竖直向上，选项A、B错误；,答案D,10,9,11,12,轻绳、轻杆和轻弹簧三种模型的异同 1.三个模型的相同点： (1)“轻”质量和重力均不计. (2)在任何情况下，绳中张力相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力也相等. 2.三个模型的不同点： (1)施力和受力特点 轻绳只能产生沿绳方向的拉力. 轻杆不仅可以

15、产生和承受沿杆方向的拉力和压力，还可以产生和承受不 沿杆方向的拉力和压力. 轻弹簧可以产生和承受沿弹簧伸缩方向的拉力和压力.,规律总结,内容呈现,(2)力的变化特点 轻绳拉力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性. 轻杆拉力和压力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性. 轻弹簧弹力的产生、变化或消失需要时间，不具有突变性，即只能渐变， 但具有瞬时性，即不同形变的瞬间，对应不同的弹力.(注意：当轻弹簧的自由 端无重物时，形变消失不需要时间，即具有突变性),返回,内容呈现,1.已知物体的受力情况，求解物体的运动情况 解这类题目，一般是应用牛顿第二定律求出物体的 ，再根据物体的初

16、始条件，应用运动学公式，求出物体的运动情况. 2.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 解这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的 ，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出物体所受的 .,加速度,加速度,某个力,【考点逐项排查】,答案,13.如图所示，一物体以v02 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t1 s.已知斜面长度L1.5 m，斜面的倾角30，重力加速度取g10 m/s2.求： (1)物体滑到斜面底端时的速度大小； (2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向； (3)物体与斜面间的动摩擦因数.,解析(1) L v 0 +v 2 t 得：v1 m/s (2)因vv0物体做

17、匀减速运动，加速度方向沿斜面向上， a v 0 v 1 m/s2. (3)由牛顿定律得：Ffmgsin ma FfFNmgcos 解得： + gsin gcos = 2 3 5,a,【题组阶梯突破】,解析答案,14,13,15,14.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5，天花板长为L4 m，取sin 370.6，试求： (1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小； (2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.

18、,解析(1) (Fmg)sin Ffma (Fmg)cos FN0 又FfFN 联立解得：a2 m/s2. (2)L 1 2 at2 解得：t 2 a 2 s,解析答案,14,13,15,15.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s.当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m.设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的 2 5 .若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度.,解析设路面

19、干燥时，0mgma0 sv0t0 v 0 2 2 0 设在雨天行驶时， 2 5 0 mgma svt0 v 2 2 联立式并代入题给数据得 v20 m/s(72 km/h),解析答案,14,13,15,解决两类动力学问题的两个关键点 1.把握“两个分析”“一个桥梁” 两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分析. 一个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁. 2.寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系.如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度，画图找出各过程的位移之间的联系.,技巧点拨,返回,内容呈现,1一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

20、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之间的关系的图象是(),解析 FFfm时，根据Ffma知：随F的增大，加速度a增大.,解析答案,2,1,3,4,5,2.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点.如果物体受到的阻力恒定，则() A.物体从A到O先加速后减速 B.物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C.物体运动到O点时所受合力为0 D.物体从A到O的过程中加速度逐渐减小,C,C点：kx=Ff， AC:加速度减小的加速运动 COB:加速度增大的减速运动,解析答案,2,1,

21、3,4,5,3.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() A.0 B. 2 3 3 g C.g D. 3 3 g,FN突然消失而其他力不变， F合 mg cos 30 2 3 3 mg， a 2 3 3 g,解析答案,2,1,3,4,5,4.如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为.已知，则下列说法正确的是() A.小车一定向右做匀

22、加速运动 B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向 C.小球P受到的合力大小为mgtan D.小球Q受到的合力大小为mgtan ,杆：弹力不一定沿杆,F合,mg,FT,mgtan ma，得到agtan ,对小球P、Q ： Fmamgtan ,解析答案,2,1,3,4,5,5.如图甲所示，质量m1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt图象)如图乙所示，g取10 m/s2，求： (1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程L；,解析在2 s内，由图乙知： 物块上升的最大距离：x1 1 2 21 m1 m 物

23、块下滑的距离：x2 1 2 11 m0.5 m 所以位移大小xx1x20.5 m 路程Lx1x21.5 m,解析答案,2,1,3,4,5,解析由图乙知，所求两个阶段加速度的大小 a14 m/s2 a24 m/s2 设斜面倾角为，斜面对物块的摩擦力为Ff， 根据牛顿第二定律有00.5 s内：FFfmgsin ma1 0.51 s内：Ffmgsin ma2 由式得F8 N,返回,(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F.,解析答案,2,1,3,4,5,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1.(多选)由牛顿第二定律表达式Fma可知() A.质量m与合外力F成正比，与加

24、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 解析对于给定的物体，其质量是不变的，合外力变化时，加速度也变 化，合外力与加速度的比值不变，A、B错； 加速度的方向总是跟它所受合外力的方向相同，C正确； 由a F m 可知D正确.,CD,解析答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看成匀加速直线运动.第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1，第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2，则() A.a

25、1a2 B.a1a2 C.a1a2 D.无法判断,A,答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,3.滑雪运动员由斜坡高速向下滑行时的vt图象如图乙所示，则由图中AB段曲线可知，运动员在此过程中() A.所受外力的合力一定不断增大 B.运动轨迹一定是曲线 C.加速度一定减小 D.斜坡对运动员的作用力一定是竖直向上的,C,答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,4.(多选)如图所示，一质量为m的滑块，以初速度v0从倾角为的斜面底端滑上斜面，当其速度减为零后又沿斜面返回底端，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，若滑块所受的摩擦力为Ff、所受的合外力为F合、加速度为a、速度为v，

26、规定沿斜面向上为正方向，在滑块沿斜面运动的整个过程中，这些物理量随时间变化的图象大致正确的是(),AD,答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,5.如图所示，放在固定粗糙斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则() A.物块可能匀速下滑 B.物块将以加速度a匀加速下滑 C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑 解析设斜面的倾角为，物块与斜面间动摩擦因数为，施加一个竖直向下的恒力F时，加速度为a.根据牛顿第二定律，不施加恒力F时：mgsin mgcos ma，得ag(sin cos )0；施加一个竖直向下的恒

27、力F时：(mgF)sin (mgF)cos ma，得a(g F )(sin cos )a.故选项C正确.,C,解析答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,D,解析答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,7.如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为，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0 C.图乙中轻杆的作用力一定不为0 D.图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍 解析撤去挡板前，挡板对B

28、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0，加速度为0，B球所受合力为2mgsin ，加速度为2gsin ；图乙中杆的弹力突变为0，A、B两球所受合力均为mgsin ，加速度均为gsin ，可知只有D对.,D,解析答案,8.(多选)如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，上面穿着质量为M的滑块，滑块又通过细线悬吊着一个质量为m的小铁球.此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速度直线运动，而滑块、小铁球均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为.若小车的加速度逐渐增大，滑块始终和小车保持相对静止，当加速度增大到2a时() A.横杆对滑

29、块向上的弹力不变 B.横杆对滑块的摩擦力变为原来的2倍 C.细线对小铁球的竖直方向的分力增大了 D.细线对小铁球的水平方向的分力增大了，增大的倍数小于2 解析对整体：竖直方向FN=(M+m)g，水平方向Ff(Mm)a，当小车的加速度增大到2a时，FN保持不变，而Ff增加到原来的2倍.对小铁球：细线F1xmg， F2yma，所以当小车的加速度增加到2a时，F1x不变，F2y变为原来的2倍.,AB,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析答案,9.成都“欢乐谷”是大型的游乐性主题公园，园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”.让人体验短暂的“完全失重”，非常刺激，参加游戏的游客被安全带固定在座

30、椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50 m高处，然后由静止释放，为研究方便，认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面5 m高处时速度刚好减小到0，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面.(取g10 m/s2) 求：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？ (2)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析答案,2,1,3,4,5,6,7,8,9,10,11,10.观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要，科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研