第3章第2講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題

1、第三章第三章 牛頓運(yùn)動定律牛頓運(yùn)動定律第2講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題考綱解讀理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì)理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì).應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時問題和兩類動力學(xué)問題應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時問題和兩類動力學(xué)問題.考點一考點一考點二考點二考點三考點三考點四考點四考點五考點五限時自測限時自測練出高分練出高分 考點一 牛頓第二定律的理解1.內(nèi)容及表達(dá)式：物體加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟方向相同.表達(dá)式：Fma.2.對定律的理解(1)矢量性a為研究對象在作用下產(chǎn)生的加速度；a與方向一致.(2)瞬時對應(yīng)性一物體所受合外力恒定時，加速度

2、，物體做 直線運(yùn)動；合外力隨時間改變時，加速度也隨時間改變；合外力為0時，加速度為，物體就處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài).合外力合外力合外力恒定勻變速0【考點逐項排查】答案 考點一 牛頓第二定律的理解1.從牛頓第二定律知道，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很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？答案沒有矛盾,使物體運(yùn)動,要有合力產(chǎn)生加速度,由于重力很大,合加速度仍為0.2.判斷下列說法是否正確.(1)物體所受合外力越大，加速度越大.( )(2)物體所受合外力越大，速度越大.( )(3)物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小

3、.( )(4)物體的加速度大小不變一定受恒力作用.( )思維深化答案 考點一 牛頓第二定律的理解1.(多選)下列對牛頓第二定律的理解，正確的是()A.如果一個物體同時受到兩個力的作用，則這兩個力各自產(chǎn)生的加速度互不影響B(tài).如果一個物體同時受到幾個力的作用，則這個物體的加速度等于所受各力單獨作用在物體上時產(chǎn)生加速度的矢量和C.平拋運(yùn)動中豎直方向的重力不影響水平方向的勻速運(yùn)動D.物體的質(zhì)量與物體所受的合力成正比，與物體的加速度成反比解析物體的質(zhì)量是物體的固有屬性，不會受到外界條件的影響(如：受力，運(yùn)動狀態(tài)，在火星上還是地球上等)故D錯誤.ABC【題組階梯突破】解析答案213 考點一 牛頓第二定律的

4、理解2.(多選)下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是()A.物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B.物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0C.物體的速度為0，則加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可能為0解析物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，另一個可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項C、D對.CD解析答案213 考點一 牛頓第二定律的理解3.(多選)如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)

5、木塊接觸彈簧后()A.木塊立即做減速運(yùn)動B.木塊在一段時間內(nèi)速度仍可增大C.當(dāng)F等于彈簧彈力時，木塊速度最大D.彈簧壓縮量最大時，木塊加速度為0BOAO點：Fkx，向右加速A點：F=kx， a=0， vmaxB點：Fkx，加速向左.BC解析答案213 考點一 牛頓第二定律的理解1.分析物體的運(yùn)動性質(zhì)，要從受力分析入手，求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化.2.特別要注意加速度與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，而速度是不能突變的，速度的變化是需要時間的，vat.技巧點撥返回 考點二 應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時問題兩類模型(1)剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈

6、力 ，不需要形變恢復(fù)時間.(2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成 .立即消失保持不變【考點逐項排查】答案 考點二 應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時問題(1)如圖甲、圖乙中小球m1、m2原來均靜止，現(xiàn)如果均從圖中B處剪斷，則圖甲中的彈簧和圖乙中的下段繩子，它們的拉力將分別如何變化？(2)如果均從圖中A處剪斷，則圖甲中的彈簧和圖乙中的下段繩子的拉力又將如何變化呢？(3)由(1)(2)的分析可以得出什么結(jié)論？甲 乙答案(1)彈簧和下段繩的拉力都變?yōu)?.(2)彈簧的彈力來不及變化，下段繩的拉力變?yōu)?

7、.(3)繩的彈力可以突變而彈簧的彈力不能突變.思維深化答案 考點二 應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時問題 A球的合力為0，加速度為0 kx=Fkx=FBD【題組階梯突破】解析答案45 考點二 應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時問題5.(多選)如圖所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點O，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將細(xì)線剪斷.將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對于原長的伸長量分別記為l1和l2，重力加速度大小為g.在剪斷的瞬間()A.a13g B.a10C.l12l2 D.l1l2F1mg2mgF2mgF2F1=mg=kl1F2=

8、2mg=kl2mg+F2=ma1a13gAC返回解析答案45 考點三 動力學(xué)中的圖象問題1.動力學(xué)中常見的圖象：vt圖象、 圖象、Ft圖象、Fa圖象等.2.解決圖象問題的關(guān)鍵(1)看清圖象的 、 坐標(biāo)所表示的物理量及 并注意坐標(biāo)原來是否從 開始.( 2 ) 理 解 圖 象 的 物 理 意 義 ， 能 夠 抓 住 圖 象 的 一 些 關(guān) 鍵 點 ，如 、 、 、交點、拐點等，判斷物體的運(yùn)動情況或受力情況，再結(jié)合牛頓運(yùn)動定律求解.xt橫縱單位0斜率截距面積【考點逐項排查】答案 考點三 動力學(xué)中的圖象問題圖象問題反映的是兩個變量之間的 關(guān)系，因此在某些情況下，要用有關(guān)物理規(guī)律和公式進(jìn)行推導(dǎo)，得到兩個

9、變量的關(guān)系來分析圖象的有關(guān)問題.思維深化函數(shù)答案 考點三 動力學(xué)中的圖象問題6.(多選)一質(zhì)點在外力作用下做直線運(yùn)動，其速度v隨時間t變化的圖象如圖所示.在圖中標(biāo)出的時刻中，質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同的有()A.t1 B.t2 C.t3 D.t4F合與v同向時，質(zhì)點做加速運(yùn)動.由v-t圖象可知，質(zhì)點在t1、t3時刻加速，在t2、t4時刻減速.AC【題組階梯突破】解析答案768 考點三 動力學(xué)中的圖象問題7.(多選)如圖a，一物塊在t0時刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動的v-t圖線如圖b所示.若重力加速度及圖b中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出( )A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜

10、面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度 可以求出 、最大高度ACD解析答案768 考點三 動力學(xué)中的圖象問題8.如圖所示，一長木板在水平地面上運(yùn)動，在某時刻(t0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上.在物塊放到木板上之后，木板運(yùn)動的速度時間圖象可能是下列選項中的()解析在達(dá)到相同速度之前，有mg2mgma1 a13g達(dá)到相同速度之后，有2mgma2 a22ga數(shù)值v-t圖象斜率kA解析答案768 考點三 動力學(xué)中的圖象問題求解圖象問題的基本思路求解圖象問題的基

11、本思路看清坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位并注意坐標(biāo)原點是否從0開始，明確因變量與自變量間的制約關(guān)系，明確物理量的變化趨勢，分析圖線進(jìn)而弄懂物理過程，寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷.技巧點撥返回內(nèi)容呈現(xiàn) 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題1.連接體問題的類型物物連接體、輕桿連接體、彈簧連接體、輕繩連接體.2.整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的 ，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個 ，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量).3.隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的 不相同，或者要求出系

12、統(tǒng)內(nèi)各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.4.整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力時，一般采用“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”.加速度整體加速度【考點逐項排查】答案 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題 BC【題組階梯突破】解析答案1091112 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題10.如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(m1在光滑地面上，m2在空中).已知力F與水平方向的夾角為.則m1的加速度大小為()(m1+m2)gFNFx 解

13、析答案1091112 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題11如圖所示，裝有支架的質(zhì)量為M(包括支架的質(zhì)量)的小車放在光滑水平地面上，支架上用細(xì)線拖著質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小車在光滑水平地面上向左勻加速運(yùn)動時，穩(wěn)定后繩子與豎直方向的夾角為.求小車所受牽引力的大小小球與小車相對靜止加速度相同小車的加速度方向水平向左，小球的加速度方向也水平向左mgFTF合解析 對小球mgtan ma對小車和小球組成的整體F(Mm)a解得：F(Mm)gtan 解析答案1091112 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題解析答案1091112 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題解析小車靜止時，球受到重力和桿

14、的彈力作用，由平衡條件可得桿對球的作用力Fmg，方向豎直向上，選項A、B錯誤；答案D1091112 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題輕繩、輕桿和輕彈簧三種模型的異同輕繩、輕桿和輕彈簧三種模型的異同1.三個模型的相同點：(1)“輕”質(zhì)量和重力均不計.(2)在任何情況下，繩中張力相等，繩、桿和彈簧兩端受到的彈力也相等.2.三個模型的不同點：(1)施力和受力特點輕繩只能產(chǎn)生沿繩方向的拉力.輕桿不僅可以產(chǎn)生和承受沿桿方向的拉力和壓力，還可以產(chǎn)生和承受不沿桿方向的拉力和壓力.輕彈簧可以產(chǎn)生和承受沿彈簧伸縮方向的拉力和壓力.規(guī)律總結(jié)內(nèi)容呈現(xiàn) 考點四 應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題(2)力的變化特

15、點輕繩拉力的產(chǎn)生、變化或消失不需要時間，具有突變性和瞬時性.輕桿拉力和壓力的產(chǎn)生、變化或消失不需要時間，具有突變性和瞬時性.輕彈簧彈力的產(chǎn)生、變化或消失需要時間，不具有突變性，即只能漸變，但具有瞬時性，即不同形變的瞬間，對應(yīng)不同的彈力.(注意：當(dāng)輕彈簧的自由端無重物時，形變消失不需要時間，即具有突變性)返回內(nèi)容呈現(xiàn) 考點五 動力學(xué)兩類基本問題1.已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動情況解這類題目，一般是應(yīng)用牛頓第二定律求出物體的 ，再根據(jù)物體的初始條件，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式，求出物體的運(yùn)動情況.2.已知物體的運(yùn)動情況，求解物體的受力情況解這類題目，一般是應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的 ，再應(yīng)用牛頓第二定律求

16、出物體所受的合外力，進(jìn)而求出物體所受的 .加速度加速度某個力【考點逐項排查】答案 考點五 動力學(xué)兩類基本問題13.如圖所示，一物體以v02 m/s的初速度從粗糙斜面頂端下滑到底端用時t1 s.已知斜面長度L1.5 m，斜面的傾角30，重力加速度取g10 m/s2.求：(1)物體滑到斜面底端時的速度大?。?2)物體沿斜面下滑的加速度大小和方向；(3)物體與斜面間的動摩擦因數(shù). amgFNFf【題組階梯突破】解析答案141315 考點五 動力學(xué)兩類基本問題14.如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成37，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F1

17、0 N，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點，刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)為0.5，天花板長為L4 m，取sin 370.6，試求：(1)刷子沿天花板向上運(yùn)動的加速度大小；(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間. 解析答案141315 考點五 動力學(xué)兩類基本問題 解析答案141315 考點五 動力學(xué)兩類基本問題解決兩類動力學(xué)問題的兩個關(guān)鍵點解決兩類動力學(xué)問題的兩個關(guān)鍵點1.把握“兩個分析”“一個橋梁”兩個分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動過程分析.一個橋梁：加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動和受力的橋梁.2.尋找多過程運(yùn)動問題中各過程間的相互聯(lián)系.如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度，畫圖找出

18、各過程的位移之間的聯(lián)系.技巧點撥返回內(nèi)容呈現(xiàn) 限時自測1一物塊靜止在粗糙的水平桌面上從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()解析 FFfm時，根據(jù)Ffma知：隨F的增大，加速度a增大.解析答案21345 限時自測2.如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體m，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動到B點.如果物體受到的阻力恒定，則()A.物體從A到O先加速后減速B.物體從A到O加速運(yùn)動，從O到B減速運(yùn)動C.物體運(yùn)動到O點時所受合力為0D.物體

19、從A到O的過程中加速度逐漸減小CFfkx 解析答案21345 限時自測 FNmgFFN 解析答案21345 限時自測4.如圖所示，一小車上有一個固定的水平橫桿，左邊有一輕桿與豎直方向成角與橫桿固定，下端連接一質(zhì)量為m的小球P.橫桿右邊用一根細(xì)線吊一相同的小球Q.當(dāng)小車沿水平面做加速運(yùn)動時，細(xì)線保持與豎直方向的夾角為.已知，則下列說法正確的是()A.小車一定向右做勻加速運(yùn)動B.輕桿對小球P的彈力沿輕桿方向C.小球P受到的合力大小為mgtan D.小球Q受到的合力大小為mgtan 桿：彈力不一定沿桿桿：彈力不一定沿桿F合mgFTmgtan ma，得到agtan 對小球P、Q ： Fmamgtan

20、解析答案21345 限時自測5.如圖甲所示，質(zhì)量m1 kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，t0.5 s時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關(guān)系圖象(vt圖象)如圖乙所示，g取10 m/s2，求：(1)2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L； 解析答案21345 限時自測解析由圖乙知，所求兩個階段加速度的大小a14 m/s2a24 m/s2設(shè)斜面傾角為，斜面對物塊的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律有00.5 s內(nèi)：FFfmgsin ma10.51 s內(nèi)：Ffmgsin ma2由式得F8 N返回(2)沿斜面向上運(yùn)動兩個階段加速度大小a1、a2和拉力大小F.解析

21、答案21345 練出高分2134567891011 CD解析答案 練出高分21345678910112.一個小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動可看成勻加速直線運(yùn)動.第一次小孩單獨從滑梯上滑下，加速度為a1，第二次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2，則()A.a1a2B.a1a2C.a1a2D.無法判斷A答案 練出高分21345678910113.滑雪運(yùn)動員由斜坡高速向下滑行時的vt圖象如圖乙所示，則由圖中AB段曲線可知，運(yùn)動員在此過程中()A.所受外力的合力一定不斷增大B.運(yùn)動軌跡一定是曲線C.加速度一定減小D.斜坡對運(yùn)動員的作用力一定是豎直向上的C答案 練出高分21345

22、678910114.(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊，以初速度v0從傾角為的斜面底端滑上斜面，當(dāng)其速度減為零后又沿斜面返回底端，已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，若滑塊所受的摩擦力為Ff、所受的合外力為F合、加速度為a、速度為v，規(guī)定沿斜面向上為正方向，在滑塊沿斜面運(yùn)動的整個過程中，這些物理量隨時間變化的圖象大致正確的是()AD答案 練出高分2134567891011 C解析答案 練出高分2134567891011D解析答案 練出高分21345678910117.如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜

23、面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有()A.兩圖中兩球加速度均為gsin B.兩圖中A球的加速度均為0C.圖乙中輕桿的作用力一定不為0D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍解析撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為2mgsin ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為0，加速度為0，B球所受合力為2mgsin ，加速度為2gsin ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)?，A、B兩球所受合力均為mgsin ，加速度均為gsin ，可知只有D對.D解析答案 練出高分8.(多選)如圖所示，bc為固定在小車上的水平橫桿，上面穿著質(zhì)量為M的滑塊，滑塊又通

24、過細(xì)線懸吊著一個質(zhì)量為m的小鐵球.此時小車正以大小為a的加速度向右做勻加速度直線運(yùn)動，而滑塊、小鐵球均相對小車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為.若小車的加速度逐漸增大，滑塊始終和小車保持相對靜止，當(dāng)加速度增大到2a時()A.橫桿對滑塊向上的彈力不變B.橫桿對滑塊的摩擦力變?yōu)樵瓉淼?倍C.細(xì)線對小鐵球的豎直方向的分力增大了D.細(xì)線對小鐵球的水平方向的分力增大了，增大的倍數(shù)小于2解析對整體：豎直方向FN=(M+m)g，水平方向Ff(Mm)a，當(dāng)小車的加速度增大到2a時，F(xiàn)N保持不變，而Ff增加到原來的2倍.對小鐵球：細(xì)線F1xmg， F2yma，所以當(dāng)小車的加速度增加到2a時，F(xiàn)1x不變，F(xiàn)2y變?yōu)樵?/p>

25、來的2倍.AB2134567891011解析答案 練出高分9.成都“歡樂谷”是大型的游樂性主題公園，園內(nèi)有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”.讓人體驗短暫的“完全失重”，非常刺激，參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面50 m高處，然后由靜止釋放，為研究方便，認(rèn)為人與座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動2 s后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動，且下落到離地面5 m高處時速度剛好減小到0，然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面.(取g10 m/s2)求：(1)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度是多大？(2)在勻減速階段，座椅對游客的作用力大小是游客體重的多少倍？2134567891011解析答案 練出高分213