2019高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)學(xué)案-第2課時(shí)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題

1、2019高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)學(xué)案-第三章第2課時(shí)牛頓第二定律兩 類動(dòng)力學(xué)問題【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用范圍.2.學(xué)會(huì)分析兩類動(dòng)力學(xué)問題、基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考先想后轉(zhuǎn)包京杭基礎(chǔ)如也【一】牛頓第二定律基礎(chǔ)導(dǎo)引由牛頓第二定律可知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是，我們用力提一個(gè)很重的箱子，卻提不動(dòng)它、這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象？知識(shí)梳理1、內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的質(zhì)量成 ,加速 度的方向跟 相同、2、表達(dá)式： .3、適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于 參考系(相對(duì)地面靜止或 運(yùn)動(dòng)的參考 系)、(2)牛頓第二定律只適用于

2、物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速) 的情況、【二】兩類動(dòng)力學(xué)問題基礎(chǔ)導(dǎo)引以15m/s的速度行駛的無軌電車，在關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，經(jīng)過 10s停了下來、電車的質(zhì)量是4.0 X103kg,求電車所受的阻力、知識(shí)梳理1、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題(1)由受力情況判斷物體的 、(2)由運(yùn)動(dòng)情況判斷物體的 、2、解決兩類基本問題的方法：以 為橋梁，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和列方程求解、思考卜解決兩類動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵是什么？【三】力學(xué)單位制基礎(chǔ)導(dǎo)引如果一個(gè)物體在力 F的作用下沿著力的方向移動(dòng)了一段距離 I,這個(gè)力對(duì)物體做的功 W= Fl .我們還學(xué)過，功的單位是焦耳 (J)、請(qǐng)由此導(dǎo)出焦耳與基本單位米 (m)、千克

3、(kg)、秒 (s)之間的關(guān)系、知識(shí)梳理1、單位制由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成、2、力學(xué)單位制中的基本單位有 、時(shí)間(s)、3、導(dǎo)出單位有、等.課堂探究 *突破考點(diǎn)先做后聽翡同探究地律方法考點(diǎn)一牛頓第二定律的理解 【考點(diǎn)解讀】矢量性公式F- ma是矢量式，上-時(shí)刻，F(xiàn)與a總是同向瞬時(shí)性a與F對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻，即 a為某時(shí)刻的加速度時(shí)， F為該時(shí)刻物體所受 的合外力因果性F是產(chǎn)生加速度a的原因，加速度 a是F作用的結(jié)果同一性有二層意思：（1）加速度a是相對(duì)同一個(gè)慣性系的（一般指地面）；（2） F =ma中，F(xiàn)、m a對(duì)應(yīng)向一個(gè)物體或向一個(gè)系統(tǒng)；（3） F=ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位獨(dú)立性（1）作用

4、于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F=ma（2）物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和（3）分力和加速度在各個(gè)方向上的分量也滿足F= ma,即Fx=ma, Fy =ma【典例剖析】例1 如圖1所示，自由下落的小球下落一段時(shí)間后，與彈簧接觸，從它 0接觸彈簧開始，到彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度、加速度的變化情況如何？言方法突破利用牛頓第二定律分析物體運(yùn)動(dòng)過程時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1） a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，根據(jù)受力條件，確定加速度，以加速度確定物體速度和位移的變化、（2）速度與位移的變化與力相聯(lián)系，用聯(lián)翕，系的眼光看問題，分析出力的變化，從而確定加速度的變化，進(jìn)而確定速度與位

5、移的變化、跟蹤訓(xùn)練1如圖2所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點(diǎn)并系住物體 m現(xiàn)將彈簧壓縮到 A點(diǎn)，然后釋放，物體可以一直運(yùn)彳動(dòng)到B點(diǎn)，如果物體受到的阻力恒定，那么 （）時(shí)A、物體從A到O先加速后減速B、物彳從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng)船"*"?！盋、物體運(yùn)動(dòng)到 O點(diǎn)時(shí)所受合力為0H物體從A到O的過程加速度逐漸減小考點(diǎn)二兩類動(dòng)力學(xué)問題 【考點(diǎn)解讀】1、由受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，處理這類問題的基本思路是：先求出幾個(gè)力的合力， 由牛頓第二定律（F合=ma求出加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)公式求出速度或位移、2、由物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況，處理這類問題的基本思路是：加速度或

6、根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法 （平行四邊形定那么）或正交分解法、3、求解上述兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示:第一類牛頓第二定律物體的運(yùn)動(dòng)林況第二臭加速度、4中畫出物塊和木板的分析解決這類問題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁【典例剖析】例2 如圖3所示，質(zhì)量為 M= 2kg的足夠長的長木板，靜止放置在粗糙水平地面上，有一質(zhì)量為m= 3kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以某一水平初速度vo從左端沖上木板.4s后物塊和木板達(dá)到4m/s的速度并減速，12s末兩者同時(shí)靜止、求物塊的初速度并在圖v-1圖象、10

7、86圖4例3如圖5所示，物體 A放在足夠長的木板 B上，木板B靜«,兔止于水平面上、A的質(zhì)量nA和B的質(zhì)量m均為2.0kg ,A B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 呼= 0.2, B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)科2= 0.1 ,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10m/s2.假設(shè)從t = 0開始，木板B受Fi= 16N的水平恒力作用，t = 1s時(shí)Fi改為F2=4N,方向不變，t =3s時(shí)撤去F2.(1)木板B受F1=16N的水平恒力作用時(shí)，A、B的加速度 郃、aB各為多少？(2)從t = 0開始，至iJ A、B都靜止，A在B上相對(duì)B滑行的時(shí)間為多少？(3)請(qǐng)以縱坐標(biāo)表示 A受到B的

8、摩擦力Fta,橫坐標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t(從t=0開始，至ij A、B 都靜止)，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，在圖6中畫出FfAt的關(guān)系圖線(以圖線評(píng)分，不必寫出分析和計(jì)算過程)、圖6方法突破動(dòng)力學(xué)問題的求解方法1、物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷方法(1)明確物體的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v。)；(2)明確物體的受力情況(F合)；加速度變化情況及速度變(3)根據(jù)物體做各種性質(zhì)運(yùn)動(dòng)的條件即可判定物體的運(yùn)動(dòng)情況、化情況、2、求解兩類動(dòng)力學(xué)問題的方法(1)抓住物理量加速度，按下面的思路進(jìn)行；(2)認(rèn)真分析題意，明確量與所求量；(3)選取研究對(duì)象，分析研究對(duì)象的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況；(4)利用力的合成、分解等方法及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解、跟

9、蹤訓(xùn)練2如圖7所示，長12m質(zhì)量為50kg的木板右端有一立柱、木板置于水平地面上， 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 ,質(zhì)量為50kg的人立于木板左端，木板與人均靜止，當(dāng)人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至木板右端時(shí)，立刻抱住立柱(取g=10m/s2),求:JL-L圖7(1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小和方向；(2)人在奔跑過程中木板的加速度的大小和方向；(3)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時(shí)間、2.建立“運(yùn)動(dòng)模型”解決動(dòng)力學(xué)問題例4原地起跳時(shí)，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，從開始蹬地到離地是加速過程 (視為勻加速), 加速過程中重心上升的距離為“加速距離”、離地后重心繼續(xù)上升，在此過程

10、中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”、某同學(xué)身高1.8m,質(zhì)量80kg,在某一次運(yùn)動(dòng)會(huì)上，他參加 跳高比賽時(shí)“加速距離”為0.5m,起跳后身體橫著越過(背越式)2.15m高的橫桿，試估算 人的起跳速度 v和起跳過程中地面對(duì)人的平均作用力、(g取10m/s2)運(yùn)動(dòng)建?？梢园烟哌^程分為起跳和騰空兩個(gè)階段、把該同學(xué)看成質(zhì)量集中于重心的質(zhì) 點(diǎn)，把起跳過程等效成勻加速運(yùn)動(dòng)，騰空過程看成豎直上拋運(yùn)動(dòng)模型、當(dāng)我們遇到實(shí)際的運(yùn)建模感悟?qū)嶋H問題模型化是高中階段處理物理問題的基本思路和方法、如勻變速直線運(yùn)動(dòng)模型、類平動(dòng)問題時(shí)，要建立我們高中階段學(xué)習(xí)過的熟知的物理模型，拋運(yùn)動(dòng)模型等，運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律來處理、跟蹤

11、訓(xùn)練3 “引體向上運(yùn)動(dòng)”是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)、如圖 8所示，質(zhì)量為 m的某 同學(xué)兩手正握單杠， 開始時(shí)，手臂完全伸直，身體呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)，此時(shí)他的下顆距單杠面的高度為H,然后他用恒力 F向上拉，下顆必須超過單杠面方可視為合格、H= 0.6m, m=60kg,重力加速度g=10m/s2.不計(jì)空氣阻力，不考慮因手臂彎曲而引起的人的重心位置 的變化、開始時(shí)狀態(tài)下領(lǐng)到達(dá)單杠面圖8（1）第一次上拉時(shí)，該同學(xué)持續(xù)用力，經(jīng)過 t = 1s時(shí)間，下顆到達(dá)單杠面，求該恒力F的大小及此時(shí)他的速度大?。唬?）第二次上拉時(shí)，用恒力 F' = 720N拉至某位置時(shí)，他不再用力，而是依靠慣性繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，

12、為保證此次引體向上合格，恒力F'的作用時(shí)間至少為多少？即學(xué)即練提升解題能力分組訓(xùn)練,提升能力A組由運(yùn)動(dòng)情況確定受力問題1.建筑工人用如圖 9所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料、質(zhì)量為 70.0kg 建筑工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的 加速度上升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，那么建筑工 對(duì)地面的壓力大小為（g取10m/s2）（）A、510NB 490NC、890ND 910N2、（2017 上海單科 19）受水平外力F作用的物體，在粗糙水平面上做 直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖線如圖10所示，那么（）A、在0t1秒內(nèi)，外力F大小不斷增大B、在t1時(shí)刻，外力F

13、為零C、在t1t2秒內(nèi)，外力F大小可能不斷減小D、在t1t2秒內(nèi)，外力F大小可能先減小后增大3.如圖11所示，光滑的電梯壁上掛著一個(gè)質(zhì)量2kg的球，懸繩與豎直壁夾角0 =37° ,當(dāng)電梯以a =2m/s2的加速度豎直向上做勻加速直線運(yùn) 動(dòng)時(shí)，懸繩受到的拉力是多大？電梯壁受到的壓力是多大？ （取g=10 m/s ）B組由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況 4、如圖12甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運(yùn)動(dòng)， 其加速度a隨外力F變 化的圖象如圖乙所示，根據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)能計(jì) 算出來的有（）A、物體的質(zhì)量B、物體與水平面間的滑動(dòng)摩

14、擦力C、在F為10N時(shí)，物體的加速度大小D、在F為14N時(shí)，物體的速度大小5、利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)量快速變化的力的瞬時(shí)值，如圖13所示是用這種方法獲得的彈性細(xì)繩中拉力F隨時(shí)間t變化的圖線、實(shí)驗(yàn)時(shí),把小球舉到懸點(diǎn) O處，然后放手讓小球自由落下，由圖線所提供的信息可以判斷()gti2A、繩子的自然長度為TB、t 2時(shí)刻小球的速度最大 C、ti時(shí)刻小球處在最低點(diǎn)D、tl時(shí)刻到t 2時(shí)刻小球的速度先增大后減小6、為了減少戰(zhàn)斗機(jī)起飛時(shí)在甲板上加速的時(shí)間和距離，現(xiàn)代航母大多采用了蒸汽彈射技術(shù)、一架總質(zhì)量 M= 5.0 x 103kg的戰(zhàn)機(jī)、如果采用滑行加速 (只依靠自身動(dòng)力系統(tǒng)加速),要 達(dá)到Vo=6

15、0m/s的起飛速度，甲板水平跑道的長度至少為120m采用蒸汽彈射技術(shù)，戰(zhàn)機(jī)在自身動(dòng)力和持續(xù)的蒸汽動(dòng)力共同作用下只要水平加速60m就能達(dá)到起飛速度、假設(shè)戰(zhàn)機(jī)起飛過程是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，航母保持靜止，空氣阻力大小不變，取g=10m/s2.(1)采用蒸汽彈射技術(shù)，求戰(zhàn)機(jī)加速過程中加速度大小以及質(zhì)量亦60kg的飛行員受到座椅作用力的大小、(2)采用蒸汽彈射技術(shù)，彈射系統(tǒng)的彈力為多大？彈力在加速60m的過程中對(duì)戰(zhàn)機(jī)做的功是多少？選擇題1、(g2、3、4、5、課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練（限時(shí)：30分鐘）如圖1甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放 置一物體（物體與彈簧不連接），初始時(shí)物體處于靜止?fàn)?態(tài)、現(xiàn)用豎直向

16、上的拉力 F作用在物體上，使物體開始向上 做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力 F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示= 10m/s2）,那么以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是（）A、B、C、D、物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cm物體的質(zhì)量為3kg物體的加速度大小為 5m/s2質(zhì)量為0.3kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，圖2中兩直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉力時(shí)的速度一時(shí)間圖象，那么以 下說法正確的選項(xiàng)是（）A、B、C、D、物體所受摩擦力一定等于0.1N水平拉力一定等于 0.1N物體不受水平拉力時(shí)的速度一時(shí)間圖象一定是物體不受水平拉力時(shí)的速度一時(shí)間圖象一定是如圖3所示，靜止在光滑水平面上的物體A,

17、 一端靠著處于自然狀態(tài)的彈簧、現(xiàn)對(duì)物體作用一水平恒力，在彈簧被壓縮到最 短的過程中，物體的速度和加速度的變化情況是（）A、B、C、D、速度增大，加速度增大速度增大，加速度減小速度先增大后減小，加速度先增大后減小 速度先增大后減小，加速度先減小后增大如圖4甲所示，在粗糙水平面上，物塊A在水平向右的外力速度一時(shí)間圖象如圖乙所示，以下判斷正確的選項(xiàng)是（）77777777777777777777o 1甲乙圖4A、B>GD在在在在01s13s34s34s內(nèi), 內(nèi), 內(nèi), 內(nèi),外力外力外力外力F不斷增大F的大小恒定F不斷減小F的大小恒定質(zhì)量為圖i1 2 3 4 5 6 的5432I 0F的作用下做直

18、線運(yùn)動(dòng)，其m的物體從高處靜止釋放后豎直下落，在某時(shí)刻受到的空氣阻力為Ff,加速度為1a=3g,那么Ff的大小是（）A、Ff = 3斤1卦 Ff = 3mg4C、Ff = mg> Ff = 3mg6、如圖5所示，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M中心穿過橫桿，M通過細(xì)線懸吊著小物體簿當(dāng)小車在水平地面上運(yùn)動(dòng)的 過程中，M始終未相對(duì)桿bc移動(dòng)，M m與小車保持相對(duì)靜止， 懸線與豎直方向夾角為 “.那么M受到橫桿的摩擦力為（） A、大小為（m Mgtan a ,方向水平向右ME（要求畫出受力圖）B、大小為Mgan a ,方向水平向右C、大小為（/Mgtan a ,方向水平向左D、大小為 Mga

19、n a ,方向水平向左7、如圖6所示，質(zhì)量為 m的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的 車廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過光滑定滑輪連接質(zhì)量為m的物體1,與物體1相連接的繩與豎直方向保持。角不變，那么（）A、車廂的加速度為 gsin 0mgB、繩對(duì)物體1的拉力為cos 0C、底板又中物體2的支持力為（m2m）gD、物體2所受底板的摩擦力為 mgsin 0【二】非選擇題8、如圖7所示，一輕繩上端系在車的左上角的A點(diǎn)，另一輕繩一端系在車左端 B點(diǎn)，B點(diǎn)在A點(diǎn)正下方，A、B距離為b,兩輕 繩另一端在C點(diǎn)相結(jié)并系一質(zhì)量為 m的小球，輕繩AC長度為能 b,輕繩BC長度為b.兩輕繩能夠承受的最大拉力均為2mg問：（

20、1）輕繩BC剛好被拉直時(shí)，車的加速度是多大？（要求畫出受力圖（2）在不拉斷輕繩的前提下，求車向左運(yùn)動(dòng)的最大加速度是多大？復(fù)習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)基礎(chǔ)導(dǎo)引沒有矛盾、 牛頓第二定律公式 F= ma中白F指的是物體所受的合力， 而不是其中的 某一個(gè)力、我們用力提一個(gè)放在地面上的很重的物體時(shí)，物體受到的力共有三個(gè)：手對(duì)物體向上的作用力Fi、豎直向下的重力 G以及向上的支持力 F2,這三個(gè)力的合力 F= 0,故物體的 加速度為零，物體保持不動(dòng)、知識(shí)梳理1.正比反比作用力的方向2、F=m由.(1)慣性勻速直線(2)宏觀【二】基礎(chǔ)導(dǎo)引6.0X103N,方向與電車初速度方向相反知識(shí)梳理1.(1)運(yùn)動(dòng)情況(2)受力情況2、加速度牛頓第二定律思考：解答動(dòng)力學(xué)兩類問題的關(guān)鍵：(1)做好受力分析，正確畫出受力圖，求出合力、(2)做好運(yùn)動(dòng)過程分析，畫出運(yùn)動(dòng)過程簡圖，確定各物理量間的關(guān)系、 【三】基礎(chǔ)導(dǎo)引1J=1N 1m又由1N 2=1kg 1m/s那么 1J = 1kg 1m/s 1m= 1kg m/s知識(shí)梳理2.長度(m)質(zhì)量(kg)3、力(N)速度(m/s)加速度(m/s2)課堂探究例1見解析解析小球接觸彈簧上