2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 牛頓第二定律的應(yīng)用課件

1、牛頓第二定律的應(yīng)用力與運動關(guān)系歌牛頓定律明力性,運動和力實可分.任何物體有慣性,無力運動狀態(tài)定：靜止勻速直線動,參照物定狀態(tài)分.運動狀態(tài)若改變,所受外力不為零.受力平衡可等效,合力效果等于零.合力速度不共線,曲線運動見分明.速度合力夾銳角,加速運動要記清.合力速度相垂直,速度大小不改變.牛頓運動定律的意義 牛頓對力學(xué)的貢獻不僅表現(xiàn)在他建立的某一個定律當中,重要的是他以運動三定律、不多的幾個概念建立起來的完整的、系統(tǒng)的理論體系.這個體系是機械運動的普遍規(guī)律.他不僅囊括了當時力學(xué)研究的全部成果,而且成為力學(xué)發(fā)展的理論基礎(chǔ);它不僅解決地球.上物體的宏觀運動問題,而且解釋和預(yù)言天體的運動規(guī)律.從而實現(xiàn)

2、了物理學(xué)歷史上第一次理論大綜合.物理公式&單位制單位制一、單位制1.單位制:由 和導(dǎo)出單位組成.2.基本單位: 的單位.力學(xué)中的基本量有三個,它們分別是質(zhì)量、時間、 ,它們的國際單位分別是 、秒、米.3.導(dǎo)出單位:由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位.基本單位基本量長度千克物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l質(zhì)量m時間t電流I熱力學(xué)溫度T物質(zhì)的量n發(fā)光強度IV基本單位千克米秒開爾文,安培摩爾坎德拉.米千克秒安培開爾文摩爾坎德拉mkgsAKmolcd 在國際單位制中,下列單位均為國際單位制的基本單位的是為()A.千克、開爾文、時間B.秒、坎德拉、摩爾C.米、焦耳、秒D.庫侖、安培

3、、牛頓典例分析BP432.在國際單位制中,力學(xué)和電學(xué)的基本單位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培).導(dǎo)出單位V(伏特),用上述基本單位可表示為()A.m2kgs-4A-1B.m2kgs-3A-1C.m2kgs-2A-1D.m2kgs-1A-1典例分析B 在解答一道已知量完全由字母表達結(jié)果的計算題時,一個同學(xué)解得某物體位移 ,請你用單位制的知識檢查,說明這一結(jié)果是否可能正確.典例分析 在初中已經(jīng)學(xué)過,如果一個物體在力F的作用下沿著力的方向移動了一段距離S,這個力對物體做的功WFS.我們還學(xué)過,功的單位是焦耳（J）.請由此導(dǎo)出焦耳（J）與基本單位米（m）、千克（kg）、秒（s）之間的關(guān)

4、系.典例分析 2019年北京時間4月10日21時,人類歷史.上首張黑洞照片被正式披露,引起世界轟動.黑洞是一類特殊的天體,質(zhì)量極大,引力極強,在它附近(黑洞視界)范圍內(nèi),連光也不能逃逸,并伴隨很多新奇的物理現(xiàn)象.傳統(tǒng)上認為,黑洞“有進無出”,任何東西都不能從黑洞視界里逃逸出來.但霍金、貝肯斯坦等人經(jīng)過理論分析,認為黑洞也在向外發(fā)出熱輻射,此即著名的“霍金輻射”, 因此可以定義一個“黑洞溫度”T,其中h為普朗克常量,c為真空中的光速, G為萬有引力常量,M為黑洞質(zhì)量,k是一個有重要物理意義的常量,叫做“玻爾茲曼常量”.以不能用來表示“玻爾茲曼常量”單位的是( )A自主小練牛頓運動定律加速度加速度

5、定義式加速度決定式加速度常用矢量式力運動力與運動狀態(tài)改變的關(guān)系受力情況運動情況不受力受平衡力 受非平衡力動力小于阻力 動力大于阻力 力和運動方向不共線靜止或勻速直線運動靜止或勻速直線運動減速運動加速運動運動方向改變力是物體運動狀態(tài)改變的原因！力不是物體運動的原因！物體運動不需要力維持！典例分析P445.(多選)(人教版必修1P86例2改編)如圖所示,截面為直角三角形的木塊置于粗糙的水平地面上,其傾角=30,斜面長為7 m.現(xiàn)木塊上有一質(zhì)量為m=1.0 kg的滑塊從斜面頂端下滑,測得滑塊在0.40 s內(nèi)速度增加了1.4 m/s,且知滑塊滑行過程中木塊處于靜止狀態(tài),重力加速度g取10 m/s2,則

6、()A.滑塊的加速度大小為1.4 m/s2B.滑塊受到的合力大小為1.4 NC.滑塊滑行過程中受到的摩擦力大小為1.5 ND.滑塊滑到木塊底部時的速度大小為7 m/sD典例分析解析關(guān)閉 答案解析典例分析P452.一物塊沿傾角為的固定斜面底端上滑,到達最高點后又返回至斜面底端.已知物塊下滑的時間是上滑時間的3倍,則物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為()C典例分析P468.(多選)如圖(a),一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面,其運動的v-t圖線如圖(b)所示.若重力加速度及圖中的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.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行的最大高

7、度ACD典例分析典例分析P469.(多選)如圖甲所示,用一水平力F拉著一個靜止在傾角為的光滑固定斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.根據(jù)圖乙中所提供的信息可以計算出 ( )A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角正弦值C.加速度為6 m/s2時物體的速度D.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力ABD典例分析解析關(guān)閉 如圖所示,在傾角37足夠長的斜面上有一個質(zhì)量為1kg的物體,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為0.3.物體在拉力F的作用下由靜止開始運動,F的大小為10N,方向沿斜面向上.加速一段

8、時間后撤去F,讓物體在斜面上運動.g取10m/s2,問：（1）物體從靜止開始一共經(jīng)歷了哪幾個勻變速直線運動過程？（2）這幾個勻變速直線運動的加速度的大小和方向如何？典例分析 一個質(zhì)量為m=2 kg的滑塊能在傾角為=30的足夠長的斜面上以a=2.5 m/s2的加速度勻加速下滑.如圖7-所示,若用一水平向右的恒力F 作用于滑塊,使其由靜止開始在t=2 s內(nèi)能沿斜面運動位移x=4 m.g 取10 m/s2,求:(1)滑塊和斜面間的動摩擦因數(shù) ;(2)恒力F的大小.典例分析 (多選)如圖所示, 截面為直角三角形的木塊置于粗糙的水平地面上,其傾角=30,斜面長為 7 m.現(xiàn)木塊上有一質(zhì)量為m=1.0 k

9、g 的滑塊從斜面頂端由靜止下滑,測得滑塊在0.40 s內(nèi)速度增加了1.4 m/s,且在滑塊滑行過程中木塊處于靜止狀態(tài),重力加速度g取10 m/s2,則( )A.滑塊滑行過程中受到的摩擦力大小為1.2 NB.滑塊滑行過程中受到的摩擦力大小為1.5 NC.滑塊滑到木塊底部時的速度大小為5 m/sD.滑塊滑到木塊底部時的速度大小為7 m/s典例分析BDBDBD典例分析P456.如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運動.以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是()A典例

10、分析【解析】設(shè)P靜止時,彈簧的壓縮量為x0,則有kx0=mg,在彈簧恢復(fù)原長前,P受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律得F+k(x0-x)-mg=ma,整理得F=kx+ma,即F是x的一次函數(shù),選項A正確.典例分析P467.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上.一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處自由下落,接觸彈簧后繼續(xù)向下運動.觀察小球從開始下落到第一次運動至最低點的過程,下列關(guān)于小球的速度v或加速度a隨時間t變化的圖象中符合實際情況的是（ ）A【解析】小球開始接觸彈簧時,合力向下,向下做加速度逐漸減小的加速運動,運動到某個位置時,重力等于彈簧彈力,合力為零,加速度為零,速

11、度最大,然后重力小于彈力,合力方向向上,向下做加速度逐漸增大的減速運動,運動到最低點時,速度為零,加速度最大,根據(jù)對稱性可知,到達最低端時加速度大于g,且加速度a隨時間t的變化為非線性變化,故A正確,B、C、D錯誤.典例分析 如圖所示,一輕彈簧豎直固定在水平地面上,彈簧正上方有一個小球自由下落.從小球接觸彈簧上端O點到將彈簧壓縮至最短的過程中,如圖K6-6所示的關(guān)于小球的加速度a隨時間t或者隨與O點的距離x變化的關(guān)系圖線正確的是()變式訓(xùn)練B變式訓(xùn)練【解析】 從小球接觸彈簧上端O點到將彈簧壓縮至最短的過程中,彈簧彈力F=kx,由牛頓第二定律可得mg-kx=ma,解得a=g- x,選項B正確,選

12、項D錯誤;加速度隨時間的變化是先減小再反向增大,但不是按線性關(guān)系變化,選項A、C錯誤.正確答案為B.自主小練A 如圖 ,一位滑雪者,人與裝備的總質(zhì)量為 75 kg,以 2 m/s 的初速度沿山坡勻加速直線滑下,山坡傾角為 30,在 5 s 的時間內(nèi)滑下的路程為 60 m.求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）,g=10 m/s2 .典例分析 如圖所示,民航客機都有緊急出口,發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后,打開緊急出口,狹長的氣囊會自動充氣,生成一條連接出口與地面的斜面,人員可沿斜面滑行到地面.若機艙口下沿距地面3.2 m,氣囊所構(gòu)成的斜面長度為6.5 m,一個質(zhì)量為60 k

13、g的人沿氣囊滑下時所受的阻力是240 N,那么,人滑至氣囊底端時的速度是多少？ g=10 m/s2 . 典例分析 如圖所示為能垂直起降的遙控?zé)o人機,當按上升鍵后,無人機從地面由靜止開始豎直上升,當放開上升鍵后,無人機立即失去升力,當無人機速度減小到零時,無人機又自動恢復(fù)升力與重力平衡,使無人機懸浮在空中.某次試飛時,小明按上升鍵6 s,無人機一共飛行7 s后懸浮在離地42 m高空.若無人機質(zhì)量為3 kg,無人機加速上升時提供的升力和所受阻力大小均不變.求:(1)無人機在飛行過程中的最大速率;(2)無人機所受阻力Ff的大小;典例分析【解析】無人機減速飛行時間為t2=1 s,設(shè)其減速時加速度大小為

14、a2,有vm=a2t2 a2=12 m/s2 mg+Ff=ma2 解得Ff=6 N【解析】無人機加速飛行時間為t1=6 s,設(shè)其加速時加速度大小為a1,有vm=a1t1 a1=2 m/s2F-mg-Ff=ma1 解得F=42 N典例分析 如圖所示,質(zhì)量為2.5kg的一只長方體形空鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運動,鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)1為0.3.這時鐵箱內(nèi)一個質(zhì)量為0.5kg的木塊恰好能靜止在后壁上.木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)2為0.25.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2.求：（1）木塊對鐵箱壓力的大?。唬?）水平拉力F的大?。唬?）減小拉力F,經(jīng)過一段時間,木

15、塊沿鐵箱左側(cè)壁落到底部且不反彈,當箱的速度為6m/s時撤去拉力,又經(jīng)1s時間木塊從左側(cè)到達右側(cè),則鐵箱的長度是多少？典例分析 某人想測量地鐵啟動過程中的加速度,他把一根細繩的下端綁著一支圓珠筆,細繩的上端用電工膠布臨時固定在地鐵的豎直扶手上.在地鐵起動后的某段加速過程中,細繩偏離了豎直方向,他用手機拍攝了當時情景的照片,如圖所示,拍攝方向跟地鐵前進方向垂直.根據(jù)這張照片估算此時地鐵的加速度是多少？加速度方向指向照片的哪個方向？請寫明測量步驟、數(shù)據(jù)、計算過程和結(jié)果.典例分析 在民航機場和火車站可以看到用于對行李進行安全檢查的水平傳送帶.旅客把行李放到傳送帶上時,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始

16、運動,隨后它們保持相對靜止,行李隨傳送帶一起前進.若傳送帶勻速前進的速度v為0.25m/s,某木箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2.問：該木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下一段多長的摩擦痕跡？典例分析 某同學(xué)為研究雨滴下落的規(guī)律查閱資料,了解到：較大的雨滴是從大約1000m的高空形成并下落的,到達地面的速度大約為4m/s.根據(jù)以上信息,可以把雨滴的運動模型看成是1000m高空的物體在有空氣阻力的空間中由靜止開始下落的運動,落地速度4m/s.請你分析雨滴下落的運動過程,描述雨滴下落過程中速度和加速度的變化,并定性作出雨滴下落的v-t圖像.典例分析 如圖所示,兩個質(zhì)量相同的小球A

17、和B之間用輕彈簧連接,然后用細繩懸掛起來,剪斷細繩的瞬間,A球和B球的加速度分別是多少？典例分析超重與失重從加速度的角度判斷從受力的角度判斷從速度變化的角度判斷物體向上加速或向下減速時,超重物體向下加速或向上減速時,失重當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時,物體處于超重狀態(tài);小于重力時,物體處于失重狀態(tài);等于零時,物體處于完全失重狀態(tài)當物體具有向上的加速度時,物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時,物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時,物體處于完全失重狀態(tài)判斷角度判斷方法特點無論超重還是失重,物體的重力都不變！典例分析P444.(多選)一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時

18、間t變化的圖線如圖所示,以豎直向上為a的正方向,則人對地板的壓力( )A.t=2 s時最大B.t=2 s時最小C.t=8.5 s時最大D.t=8.5 s時最小【解析】當t=2 s時a豎直向上且有最大值,故超重最明顯,人對地板的壓力最大,選項A正確、C錯誤;當t=8.5 s時,a豎直向下且有最大值,故失重最明顯,人對地板的壓力最小,選項B錯誤、D正確.AD典例分析C 如圖所示,豎直懸掛的輕彈簧下連接一個小球,開始時用手托起小球,使彈簧處于壓縮狀態(tài).迅速放手后,小球在豎直方向做直線運動.已知重力加速度為g,下列說法正確的是()A.小球開始時向下做勻加速運動B.彈簧恢復(fù)原長時小球的速度達到最大C.彈簧恢復(fù)原長時小球的加速度等于零D.小球運動過程中的最大加速度大于g典例分析D 小明住的樓房中有一部電梯,小明用了兩種方法估測電梯在加速和減速過程中的加速度. 方法1：用測力計懸吊一個重物,保持測力計相對電梯靜止,測得電梯上升加速時測力計讀數(shù)為G1,減速時為 G2.小明了解到該電梯加速和減速過程的加速度大小是相同的.由此,請估算電梯變速運動時加速度有多大？方法2：用手機的加速度傳感器測量電梯上升中由起動到停止的加速度.請描述此過程電梯的