高考物理一輪復(fù)習(xí)課件安徽用第3章第2單元牛頓第二定律

1、一、牛頓第二定律 1內(nèi)容：物體的加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與作用力的方向相同 2表達(dá)式： . 3適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或做勻速直線運動的參考系) (2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運動 (遠(yuǎn)小于光速)的情況,二、單位制、基本單位、導(dǎo)出單位 1單位制： 和 一起組成了單位制 (1)基本量：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理公式推導(dǎo)出其他物理量的單位這些被選定的物理量叫做基本量 (2)基本單位：基本物理量的單位力學(xué)中的基本物理量有三個，它們分別是 、 、 ；它們的單位是基本單位，分別是 、 、

2、單位符號 、 、 . (3)導(dǎo)出單位：由基本單位根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位,基本單位,導(dǎo)出單位,質(zhì)量,時間,長度,千克,秒,米,kg,s,m,2國際單位制中的基本單位,(1)有些物理單位屬于基本單位，但不是國際單位，如厘米、克、小時等 (2)有些單位屬于國際單位，但不是基本單位，如米/秒(m/s)、帕斯卡、牛(頓)等,三、兩類動力學(xué)問題 牛頓第二定律確定了運動和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的受力情況與運動情況聯(lián)系起來 1已知受力情況求運動情況 已知物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律，可以求出物體的 ；已知物體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)運動學(xué)公式，就可以求出物體在任一時刻的速度和

3、位移，也就可以求解物體的運動情況 2已知物體的運動情況求物體的受力情況 根據(jù)物體的運動情況，由運動學(xué)公式可以求出 ，再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的 ，從而求出未知的力，或與力相關(guān)的某些物理量如動摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等,加速度,加速度,受力情況,四、超重和失重 1實重和視重 (1)實重：物體實際所受的重力，它與物體的運動狀態(tài)無關(guān) (2)視重：當(dāng)物體在 方向上有加速度時，物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力將不等于物體的 此時彈簧測力計的示數(shù)或臺秤的示數(shù)即為視重 2超重、失重和完全失重的比較,豎直,重力,(1)超重并不是指重力增加了，失重并不是指重力減小了，完全失重也不能理解為物體不受重力

4、了 (2)判斷一個物體處于超重還是失重狀態(tài)，主要根據(jù)加速度沿豎直方向的分量方向進(jìn)行判斷，若有向上的分量，則超重，若有向下的分量，則失重,1下列說法中不正確的是() A在力學(xué)中，力是基本概念，所以力的單位“牛頓”是力學(xué)單位制中的基本單位 B因為力的單位是牛頓，而1 N1 kgm/s2，所以牛頓是導(dǎo)出單位 C各物理量采用國際單位，通過物理公式運算的結(jié)果的單位一定為國際單位 D物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量間的單位關(guān)系 解析：“力”雖然是力學(xué)中的一個最基本的概念，但它的單位“牛頓”卻不是力學(xué)中的基本單位力學(xué)中的基本單位是千克、米、秒，其它皆為導(dǎo)出單位物理公式不僅確定了物理

5、量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量之間的單位關(guān)系已知量采用國際單位，通過物理公式運算的結(jié)果的單位一定為國際單位，單位制在力學(xué)計算中的意義正在于此 答案：A,2如圖所示是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空 的情景宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng) 受超重與失重的考驗，下列說法正確的是() A火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài) B飛船加速下落時，宇航員處于失重狀態(tài) C飛船落地前減速，宇航員對座椅的壓力小于其重力 D火箭上升的加速度逐漸減小時，宇航員對座椅的壓力小于其重力 解析：只要火箭或飛船的加速度豎直向上，宇航員就處于超重狀態(tài)；加速度豎直向下，宇航員就處于失重狀態(tài)，故A、C、D錯誤，B正

6、確 答案：B,3(2011年高考北京理綜)“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極 過程中最大加速度約為() AgB2g C3g D4g,答案：B,4固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g10 m/s2.求：,(1)小環(huán)的質(zhì)量m； (2)細(xì)桿與地面間的傾角.,答案：(1)1 kg(2)30 ,對牛頓第二定律的理解

7、,1牛頓第二定律的“五性”,2.瞬時加速度的問題分析 分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立,(1)剛性繩(或接觸面)：一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，不需要形變恢復(fù)時間，一般題目中所給的細(xì)線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理 (2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的,(1)力和加速度的瞬時對應(yīng)性是高考的重點物體的運動狀態(tài)應(yīng)符合物體的受力情況，當(dāng)外界因素發(fā)生變化(

8、如撤力、變力、斷繩等)時，需重新進(jìn)行運動分析和受力分析 (2)細(xì)繩彈力可以發(fā)生突變而彈簧彈力一般不能發(fā)生突變,例1如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)求解下列問題： (1)現(xiàn)將線L2剪斷，求剪斷L2的瞬間物體的加速度 (2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長度相同(接m后)，質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖乙所示，其他條件不變，求剪斷L2的瞬間物體的加速度 思路點撥求解此題應(yīng)注意以下兩點： (1)其他力改變時，彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變 (2)其他力改變時，細(xì)繩上的彈力可以在瞬間發(fā)生突變,自主解答(1)當(dāng)線

9、L2被剪斷的瞬間，因細(xì)線L2對球的彈力突然消失，而引起L1上的張力發(fā)生突變，使物體的受力情況改變，瞬時加速度沿垂直L1斜向下方，為agsin . (2)當(dāng)線L2被剪斷時，細(xì)線L2對球的彈力突然消失，而彈簧的形變還來不及變化(變化要有一個過程，不能突變)，因而彈簧的彈力不變，它與重力的合力與細(xì)線L2對球的彈力是一對平衡力，等值反向，所以線L2剪斷時的瞬時加速度為agtan ，方向水平向右 答案(1)gsin 方向沿垂直于L1斜向下方 (2)gtan 方向水平向右,1(2010年全國高考卷)如圖所示，輕彈簧上端 與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的 木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑

10、木板上， 并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出， 設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有(),答案：C,整體法與隔離法的選取原則,1隔離法的選取原則：若連接體或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解 2整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個整體來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量) 3整體法、隔離法交替運用原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用

11、整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”,4涉及隔離法與整體法的具體問題 (1)涉及滑輪的問題，若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離法若繩跨過定滑輪，連接的兩物體雖然加速度方向不同，但大小相同 (2)固定斜面上的連接體問題這類問題一般多是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對靜止，即具有相同的加速度解題時，一般采用先整體、后隔離的方法建立坐標(biāo)系時也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度 (3)斜面體(或稱為劈形物體、楔形物體)與在斜面體上物體組成的連接體(系統(tǒng))的問題當(dāng)物體具有加速度，而斜面體靜止的情況，解

12、題時一般采用隔離法分析,思路點撥解答本題的關(guān)鍵是正確地判斷出當(dāng)輕繩拉力最大時，物體A、B間和物體C、D間的靜摩擦力哪一個達(dá)到了最大靜摩擦力,答案B,2如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個物體，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運動，則拉力F的最大值為() Amg B2mg C3mg D4mg,答案：C,解答動力學(xué)的兩類基本問題的方法和步驟,1動力學(xué)兩類基本問題的分析流程圖,2基本方法 (1)明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點，如果是比較復(fù)雜的問題，應(yīng)該明確整個物理現(xiàn)象是由哪幾個物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點，再分別研究每一個物

13、理過程,(2)根據(jù)問題的要求和計算方法，確定研究對象進(jìn)行分析，并畫出示意圖圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號和方向?qū)γ恳粋€力都明確施力物體和受力物體，以免分析力時有所遺漏或無中生有 (3)應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式求解，通常先用表示物理量的符號運算，解出所求物理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運算求結(jié)果 3應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟 (1)明確研究對象根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體 (2)分析物體的受力情況和運動情況畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程 (3)選取正方向或建立坐標(biāo)系通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向 (4)求合外

14、力F合 (5)根據(jù)牛頓第二定律F合ma列方程求解，必要時還要對結(jié)果進(jìn)行討論,(1)物體的運動情況是由所受的力及物體運動的初始狀態(tài)共同決定的 (2)無論是哪種情況，加速度都是聯(lián)系力和運動的“橋梁”,例3(2010年高考安徽卷)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的vt圖象如圖所示g取10 m/s2，求： (1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)； (2)水平推力F的大??； (3)010 s內(nèi)物體運動位移的大小,思路點撥解答本題時可按以下思路分析：,答案(1)0.2(2)6 N(3)46 m,3研究人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量

15、為990 kg.氣球在空中停留一段時間后，發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降，及時堵住堵住時氣球下降速度為1 m/s，且做勻加速運動，4 s內(nèi)下降了12 m為使氣球安全著陸，向艙外緩慢拋出一定的壓艙物此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運動，下降速度在5分鐘內(nèi)減少了3 m/s.若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略，重力加速度g9.89 m/s2，求拋掉的壓艙物的質(zhì)量,解析：設(shè)堵住漏洞后，氣球的初速度為v0，所受的空氣浮力為F，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得mgFma ,答案：101 kg,1(2012年阜陽模擬)將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變，則物體() A剛拋出時的速度最大 B在最高點的加速度為零 C上升時間大于下落時間 D上升時的加速度等于下落時的加速度,答案：A,2(2011年高考課標(biāo)全國卷)如圖所示， 在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的 木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(),答案：A,解析：當(dāng)m1m2時，兩物體處于平衡狀態(tài)，繩的拉力FT1m1gm2g