高考物理專題復(fù)習(xí)：牛頓第二定律的應(yīng)用

1、牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律的應(yīng)用p對(duì)對(duì)牛二牛二“性質(zhì)性質(zhì)”的解讀的解讀 牛頓第二定律：牛頓第二定律：物體加速度的大小與所受合外力的大小成物體加速度的大小與所受合外力的大小成正比正比，與物體的質(zhì)量成，與物體的質(zhì)量成反比反比，加速度方向與合外力方向，加速度方向與合外力方向相相同同 F合=ma 通過牛頓第二定律的學(xué)習(xí)，我們知道了加速度大小、方向通過牛頓第二定律的學(xué)習(xí)，我們知道了加速度大小、方向及其影響因素，但對(duì)于牛頓第二定律的認(rèn)識(shí)，還有待我們及其影響因素，但對(duì)于牛頓第二定律的認(rèn)識(shí)，還有待我們繼續(xù)深入研究繼續(xù)深入研究 學(xué)習(xí)回顧：學(xué)習(xí)回顧：你知道嗎？你知道嗎？利用牛頓第二定律可以測(cè)質(zhì)量！利用牛頓第二

2、定律可以測(cè)質(zhì)量！神舟飛船女宇航神舟飛船女宇航員員王亞平王亞平，進(jìn)行太空授課，進(jìn)行太空授課，講授失重情況下講授失重情況下測(cè)質(zhì)量的方法及測(cè)質(zhì)量的方法及原理原理神奇吧！讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)其他有趣的神奇吧！讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)其他有趣的應(yīng)用應(yīng)用 題題1： 一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后，在離開月一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后，在離開月球的過程中，如圖所示，由靜止開始沿著與月球表面成一球的過程中，如圖所示，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通過噴氣而獲得推動(dòng)力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的過噴氣而獲得推動(dòng)力，以下

3、關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是（是（ ）A. 探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣 B. 探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣 C. 探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣D. 探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練C一起為探月一起為探月加油！加油！勻速勻速直線直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)，所受合力為零，所受合力為零，因此推力方向必因此推力方向必須豎直向上，須豎直向上，噴噴氣方向豎直向下氣方向豎直向下。 解析：受力分析如圖所示解析：受力分析如圖所示 探測(cè)器探測(cè)器沿直線加速運(yùn)動(dòng)沿直線加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)，重

4、力方向豎直向下，由重力方向豎直向下，由平平行四邊形定則行四邊形定則知推力方向知推力方向必須斜向上方，由必須斜向上方，由力作用力作用的相互性的相互性可知，可知，噴氣方向噴氣方向斜向下方斜向下方；關(guān)鍵利用關(guān)鍵利用加速度加速度與合外力方向相同與合外力方向相同應(yīng)用一：利用應(yīng)用一：利用牛牛頓第頓第二定律的矢量性二定律的矢量性 力是力是矢量，既有大小又有方向，加速度也矢量，既有大小又有方向，加速度也是矢量是矢量。 根據(jù)牛頓第二定律可知，根據(jù)牛頓第二定律可知，分析分析加速度大小加速度大小取決于取決于合外力大小，加速度方向合外力大小，加速度方向總是總是與合外與合外力方向力方向相同相同牛頓第二定律的牛頓第二定律

5、的矢量性矢量性圖圖1 1 題題2. 如圖如圖1所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是（球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是（ ）A. A. 小球剛接觸彈簧瞬間速度最大小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B. B. 從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C. C. 從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小從小

6、球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小D. D. 從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大CD再說說彈簧！再說說彈簧！牛牛頓第頓第二定律的矢量性二定律的矢量性與瞬時(shí)性與瞬時(shí)性你看，通過簡(jiǎn)單的受力分析就可推導(dǎo)你看，通過簡(jiǎn)單的受力分析就可推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要不你也試試！出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要不你也試試！F彈彈mga=0 解析：解析： 1、從接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，彈力從零開始逐漸增大，從接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，彈力從零開始逐漸增大，所以合力先減小后增大，所以合力先減小后增大，因此加速度先減小后增大因此加速度先減小后增大。 2、當(dāng)合力與速度同

7、向時(shí)小球速度增大，合力與速度反向當(dāng)合力與速度同向時(shí)小球速度增大，合力與速度反向時(shí)小球速度減小時(shí)小球速度減小，因此速度先增大后減小。因此速度先增大后減小。 3、所以當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時(shí)，即合力為零所以當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時(shí)，即合力為零時(shí)時(shí)速度最大速度最大。牛牛頓第頓第二定律的矢量性二定律的矢量性與瞬時(shí)性與瞬時(shí)性 特別說明：特別說明： 當(dāng)加速度（合外力）與速度同向時(shí)，速度增加；反之減小。特別指出的是：在加速度為零時(shí)，速度有極值。在加速度為零時(shí)，速度有極值。 在上述分析過程中，我們認(rèn)為加速度總是對(duì)應(yīng)著合外力的改變，當(dāng)合外力變?yōu)榱銜r(shí)，加速度也變?yōu)榱?，這也是牛頓第二定律的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)原理：

8、瞬時(shí)性瞬時(shí)性牛牛頓第頓第二定律的矢量性二定律的矢量性瞬時(shí)性瞬時(shí)性總結(jié)規(guī)律：總結(jié)規(guī)律： 綜合上述兩題綜合上述兩題的的分析分析過程，過程，體現(xiàn)出一種靈活體現(xiàn)出一種靈活的解題的解題思路：思路： 1、明確、明確研究對(duì)象研究對(duì)象； 2、做出、做出運(yùn)動(dòng)過程分析運(yùn)動(dòng)過程分析或或做出做出受力分析及示意圖受力分析及示意圖； 3、結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析、結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析加速度的特點(diǎn)加速度的特點(diǎn)； 4、利用加速度解決動(dòng)力學(xué)問題利用加速度解決動(dòng)力學(xué)問題 應(yīng)用二：利用應(yīng)用二：利用牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二定律的獨(dú)立性 獨(dú)立性：獨(dú)立性： 一個(gè)物體可以同時(shí)受幾個(gè)一個(gè)物體可以同時(shí)受幾個(gè)力的作用，每一個(gè)力都使力的作

9、用，每一個(gè)力都使物體產(chǎn)生一個(gè)效果，如同物體產(chǎn)生一個(gè)效果，如同其他力不存在一樣，即其他力不存在一樣，即力力與它的作用效果完全是獨(dú)與它的作用效果完全是獨(dú)立的立的，與其它方向的受力，與其它方向的受力情況無關(guān)，這就是情況無關(guān)，這就是力的獨(dú)力的獨(dú)立作用原理立作用原理。牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二定律的獨(dú)立性yyyymaFFFF4321xxxxmaFFF321這一特性又會(huì)有什么這一特性又會(huì)有什么“神奇妙用神奇妙用”呢？呢？所以牛頓第二定律在運(yùn)用中常按正交法分解為所以牛頓第二定律在運(yùn)用中常按正交法分解為兩個(gè)兩個(gè)獨(dú)立方程獨(dú)立方程列方程題題3. 某型航空導(dǎo)彈質(zhì)量為某型航空導(dǎo)彈質(zhì)量為M，從離地面，從離地面H高處水

10、平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)上水高處水平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)上水平發(fā)射，初速度為平發(fā)射，初速度為v0，發(fā)射之后助推火箭便給導(dǎo)彈以恒定的水平推力，發(fā)射之后助推火箭便給導(dǎo)彈以恒定的水平推力F作用使其加速，作用使其加速，不計(jì)空氣阻力和導(dǎo)彈質(zhì)量的改變不計(jì)空氣阻力和導(dǎo)彈質(zhì)量的改變，下列說法正確的，下列說法正確的有（有（ ）A. 推力推力F越大，導(dǎo)彈在空中飛行的時(shí)間越長越大，導(dǎo)彈在空中飛行的時(shí)間越長B. 不論推力不論推力F多大，導(dǎo)彈在空中飛行的時(shí)間一定多大，導(dǎo)彈在空中飛行的時(shí)間一定C. 推力推力F越大，導(dǎo)彈的射程越大越大，導(dǎo)彈的射程越大D. 不論推力不論推力F多大，導(dǎo)彈的射程一定多大，導(dǎo)彈的射程一定牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二

11、定律的獨(dú)立性BCBC牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二定律的獨(dú)立性XmgHFYSmFamaFxxx/合gamgmaFyyy合由獨(dú)立性由獨(dú)立性原理可知：原理可知：axay牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二定律的獨(dú)立性豎直方向的豎直方向的自由落體自由落體水平方向的勻水平方向的勻加速加速直線直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)初速度為水初速度為水平速度平速度v v0 0的的曲線曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)a ay y=g=gax=F/max=F/m水平恒力水平恒力F重力重力mg這就是傳說中的這就是傳說中的“化曲為直化曲為直”！牛牛頓第頓第二定律的獨(dú)立性二定律的獨(dú)立性解析：解析：因高度因高度H H一定，在豎直方向上，一定，在豎直方向上，導(dǎo)彈是自由落體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)彈是自由落體運(yùn)動(dòng)，故落地時(shí)間故落地時(shí)間決定，顯然決定，顯然F F越大，越大，a a越大，水平射程越大越大，水平射程越大。與與F F無關(guān)，為一定值。無關(guān)，為一定值。而水平方向?qū)椀纳涑潭椒较驅(qū)椀纳涑蹋ㄋ轿灰疲ㄋ轿灰疲┯捎赡憧?，只要你看，只要“化曲為直化曲為直”就能化繁為易！就能化繁為易！小結(jié)：對(duì)牛頓第二定律的三個(gè)性質(zhì)的理解小結(jié)：對(duì)牛頓第二定律的三個(gè)性質(zhì)的理解 1、矢量性：、矢量性：加速度的矢量特點(diǎn)取決于合外力的矢量特點(diǎn)加速度的矢量特點(diǎn)取決于合外力的矢量特