《奪冠之路》福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第3章第2課時 牛頓第二定律 單位制課件 魯科

2012高三物理復(fù)習(xí)課件（福建）第3章第二課時牛頓第二定律單位制1．通過復(fù)習(xí)理解牛頓第二定律及其物理意義，并靈活應(yīng)用牛頓第二定律計算瞬時加速度．2．知道力學(xué)單位制的基本物理量和基本單位，能夠運用公式推導(dǎo)出單位，了解單位制的應(yīng)用．3．知道牛頓第二定律的適用范圍．1．牛頓第二定律(1)內(nèi)容：物體加速度與所受合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同．(2)公式：F＝ma.(3)物理意義：反映物體運動的加速度大小、方向與所受合外力的關(guān)系，且這種關(guān)系是瞬時的．合力為零，a＝0；合外力增大，a增大；合外力減小，a減?。?4)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，不適用于高速(接近光速)運動的微觀粒子．2．單位制基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制．(1)基本單位：基本物理量的單位．力學(xué)中的基本量有三個，它們是質(zhì)量、長度、時間；它們的國際單位分別是千克、米、秒．(2)導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出的其他物理量的單位．(3)單位制的意義：選用了統(tǒng)一的單位制后，可使物理運算簡化．(4)單位制的應(yīng)用：單位制在物理計算中可以檢驗計算的結(jié)果是否正確．若發(fā)現(xiàn)等式兩邊的單位不一致，則說明計算有誤．解析：根據(jù)對單位和計算書寫方式的要求，D項正確．解析：做變速運動的物體，其合外力可以通過物體的質(zhì)量與加速度的乘積計算，物體質(zhì)量是物體的固有屬性，不隨外力和加速度的改變而改變，故①、②錯誤，③、④正確．3．如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上．一個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．在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是(

C

)A．小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B．從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點，小球的速度先增大后減小D．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點，小球的加速度一直減小為零解析：小球的加速度大小決定于小球受到的合外力．從接觸彈簧到到達(dá)最低點，彈力從零開始逐漸增大，所以合力先減小后增大，因此加速度先減小后增大．當(dāng)合力與速度同向時小球速度增大，所以當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時速度最大．選C.對牛頓第第二定律律的進(jìn)一一步理解解牛頓第二定律明確了物體的受力情況和運動情況之間的定量關(guān)系．聯(lián)系物體的受力情況和運動情況的橋梁或紐帶就是加速度．可從以下幾個方面理解牛頓第二定律：【例1】如圖(1)所示，一一質(zhì)量為為m的物體系系于長度度分別為為L1、L2的兩根細(xì)細(xì)線上，，L1的一端懸懸掛在天天花板上上，與豎豎直方向向夾角為為θ，L2水平拉直直，物體體處于平平衡狀態(tài)態(tài)．現(xiàn)將將L2線剪斷，，求剪斷斷瞬間物物體的加加速度．．(1)下面是某某同學(xué)對對該題的的某種解解法：解：設(shè)L1線上拉力力為T1，L2線上拉力力為T2，重力為為mg，物體在在三力作作用下處處于平衡衡狀態(tài)，，T1cosθθ＝mg，T1sinθθ＝T2，解得T2＝mgtanθθ，剪斷L2線的瞬間間，T2突然消失失，物體體在T2反方向上上獲得加加速度，，因此mgtanθθ＝ma，加速度度a＝gtanθ，方向與與T2方向相反反．你認(rèn)認(rèn)為這個個結(jié)果正正確嗎？？說明理理由．(2)若將圖(1)中的細(xì)線線L1改為長度度相同、、質(zhì)量不不計的輕輕彈簧，，如圖(2)所示，其其他條件件不變，，求解的的步驟和和結(jié)果與與(1)完全相同同，即a＝gtanθ，你認(rèn)為為這個結(jié)結(jié)果正確確嗎？請請說明理理由．解析：(1)這個結(jié)果果是錯誤誤的．當(dāng)當(dāng)L2被剪斷的的瞬間，，因T2突然消失失，而引引起L1上的張力力發(fā)生突突變，使使物體的的受力情情況改變變，瞬時時加速度度沿垂直直L1(2)這個結(jié)果是正確的．當(dāng)L2被剪斷時，T2突然消失，而彈簧還來不及形變(變化要有一個過程，不能突變)．因而彈簧的彈力T1不變，它與重力的合力與T2是一對平衡力，等值反向，所以L2被剪斷時的瞬時加速度為a＝gtanθ，方向與T2的方向相反．答案：見解析此類問題應(yīng)注注意兩種基本本模型(1)鋼性繩(或接觸面)：認(rèn)為是一種種不發(fā)生明顯顯形變就能產(chǎn)產(chǎn)生彈力的物物體，若剪斷斷(或脫離)后，其中彈力力立即消失，，不需要形變變恢復(fù)時間．．(2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的的特點是形變變量大，形變變恢復(fù)需要較較長時間，在在瞬時問題中中，其彈力的的大小往往可可以看成不變變．針對訓(xùn)練11：(2011年甘肅省武威威六中月考)如圖所示，A、B兩物塊質(zhì)量均均為m，用一輕彈簧簧相連，將A用長度適當(dāng)?shù)牡妮p繩懸掛于于天花板上，，系統(tǒng)處于靜靜止?fàn)顟B(tài)，B物塊恰好與水水平桌面接觸觸，此時輕彈彈簧的伸長量量為x，現(xiàn)將懸繩剪剪斷，則下列列說法正確的的是()A．懸繩剪斷瞬瞬間A物塊的加速度度大小為0B．懸繩剪斷瞬瞬間C．懸繩剪斷后A物塊向下運動距離x時速度最大D．懸繩剪斷后A物塊向下運動距離2x時速度最大解析：懸繩剪斷之前，B物塊只受重力和彈簧拉力，由平衡條件：mg＝kx；懸繩剪斷瞬間，彈簧彈力仍保持不變，B所受的合力仍然為0，aB＝0；A的加速度由牛頓第二定律：maA＝kx＋mg＝2mg，aA＝2g，A、B錯誤；當(dāng)aA＝0時，A的加速度最大，由mg＝kx1可得x1＝x，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，則A物體向下運動的距離h＝x1＋x＝2x，D正確．答案：D.應(yīng)用牛頓第二二定律解題時時的常用方法法1．合成法根據(jù)牛頓第二二定律知，物物體的加速度度由物體所受受合外力決定定，若物體只只受兩個力作作用而產(chǎn)生加加速度時，可可直接應(yīng)用平平行四邊形定定則求合外力力，合外力的的方向即為加加速度的方向向．2．正交分解法法即把一個矢矢量分解在在兩個互相相垂直的坐坐標(biāo)軸上的的方法．(1)正交分解法法是解決動動力學(xué)問題題的最基本本的方法，，物體在受受到三個或或三個以上上的不在同同一直線上上的力作用用時，一般般都采用正正交分解法法．(2)牛頓第二定定律的分量量式：F合x＝max，F(xiàn)合y＝may；(3)為了減少矢矢量的分解解，建立坐坐標(biāo)系時，，確定x軸正方向主主要有以下下兩種方法法：①分解力而不不分解加速速度，此種種方法一般般規(guī)定加速速度a的方向為x軸正方向；；②分解加速度度而不分解解力，把加加速度分解解在x軸和y軸上．在建立坐標(biāo)標(biāo)系時，不不管選取哪哪個方向為為x軸正方向，，所得的最最后結(jié)果都都是一樣的的，但是為為了方便解解題，我們們應(yīng)考慮盡盡量減少矢矢量的分解解，即要盡盡量使較多多的矢量在在坐標(biāo)軸上上．【例2】(12分)如圖所示，，傳送帶與與地面的夾夾角θ＝37°，從A到B長度為16m，傳送帶以以10m/s的速率逆時時針轉(zhuǎn)動，，在傳送帶帶上端A無初速度地地放一個質(zhì)質(zhì)量為m＝0.5kg的小物體，，它與傳送送帶之間的的動摩擦因因數(shù)為0.5.求物體從A運動到B所需時間是是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)思路點撥：：作好對物體體受力和運運動過程的的分析，利利用正交分分解法研究究各方向的的運動狀態(tài)態(tài)及滿足的的方程，并并注意挖掘掘題目中的的隱含條件件．答案：2s(1)本題中物體體的運動分分幾個階段段？有何不不同？(2)正交分解法法的優(yōu)點是是什么？應(yīng)應(yīng)注意什么么？答案：(1)分兩個階段段，階段一一摩擦力方方向向下，，階段二摩摩擦力方向向向上．(2)解決物體受受力個數(shù)較較多時轉(zhuǎn)化化為兩個方方向，狀態(tài)態(tài)分析比較較清晰，方方程書寫簡簡單明了，，建坐標(biāo)系系時要注意意盡可能多多的力在坐坐標(biāo)軸上，，一般以加加速度方向向或垂直加加速度方向向為軸．針對訓(xùn)練21：(2011年福建省師師大附中模模擬)在一粗糙斜斜面上，斜斜面的傾斜斜角為θ，如圖(甲)所示．現(xiàn)用用沿斜面向向上的力F拉彈簧的另另一端，通通過傳感器器得到物體體A運動的加速速度a與F的關(guān)系圖象象，如圖(乙)所示，已知知當(dāng)拉力為為3F1時，物體的的加速度為為a1.假設(shè)物體A與斜面間的的最大靜摩摩擦力等于于滑動摩擦擦力，重力力加速度為為g，求：(1)物體A的質(zhì)量；(2)物體A與斜面間的的動摩擦因因數(shù)．考點：正交交分解法的的應(yīng)用【例題】(能力題)如圖所示，，質(zhì)量為m的人站在自自動扶梯上上，扶梯正正以加速度度a向上減速運運動，a與水平方向向的夾角為為θ，求人受的的支持力和和摩擦力．．解析：以人為研究究對象，他他站在減速速上升的電電梯上，受受到豎直向向下的重力力mg和豎直向上上的支持力力N，還受到水水平方向的的靜摩擦力力，由于扶扶梯斜向下下的加速度度有一個水水平向左的的分量，故故可判斷靜靜摩擦力的的方向水平平向左．人人受力如圖圖所示，建建立如圖所所示的坐標(biāo)標(biāo)系，并將將加速度分分解為水平平加速度ax和豎直加速速度ay，則：ax＝acosθθ，ay＝asinθθ由牛頓第二二定律得：：f＝max，mg－N＝may求得f＝macosθ，N＝m(g－asinθθ)．答案：m(g－asinθθ)，方向豎直直向上macosθ，方向水平平向左本題考查對對牛頓第二二定律的理理解，屬低低檔題，解解決本題的的關(guān)鍵是彈彈簧在木板板抽出后的的瞬間彈力力不變．【測控導(dǎo)航】考點題號1.牛頓第二定律公式的理解及應(yīng)用2、6、72.加速度瞬時性的分析與計算1、3、43.合成法、正交分解法的應(yīng)用5、81．如圖所示示，A、B質(zhì)量均為m，中間有一一輕質(zhì)彈簧簧相連，A用繩懸于O點，當(dāng)突然然剪斷OA繩時，關(guān)于于A物體的加速速度，下列列說法正確確的是(C)A．0B．gC．2gD．無法確定定解析：剪斷繩前，，繩中拉力力為2mg，彈簧中的的彈力為mg向下，剪斷斷繩后，繩繩中拉力突突然消失，，而其他力力不變，故故物體A所受合力的的大小為向向下的2mg，加速度為為向下的2g，故C正確．2．搬運工人人沿粗糙斜斜面把一個個物體拉上上卡車，當(dāng)當(dāng)力沿斜面面向上，大大小為F時，物體的的加速度為為a1；若保持力力的方向不不變，大小小變?yōu)?F時，物體的的加速度為為a2，則(D)A．a(chǎn)1＝a2B．a(chǎn)1＜a2＜2a1C．a(chǎn)2＝2a1D．a(chǎn)2＞2a13．(2010年廈廈門門質(zhì)質(zhì)檢檢)如圖圖，，一一輛輛有有動動力力驅(qū)驅(qū)動動的的小小車車上上有有一一水水平平放放置置的的彈彈簧簧，，其其左左端端固固定定在在小小車車上上，，右右端端與與一一小小球球相相連連．．設(shè)設(shè)在在某某一一段段時時間間內(nèi)內(nèi)小小球球與與小小車車相相對對靜靜止止且且彈彈簧簧處處于于壓壓縮縮狀狀態(tài)態(tài)．．若若忽忽略略小小球球與與小小車車間間的的摩摩擦擦力力，，則則在在此此段段時時間間內(nèi)內(nèi)小小車車可可能能是是(D)①向右右做做加加速速運運動動②向右右做做減減速速運運動動③向左左做做加加速速運運動動④向左左做做減減速速運運動動A．①②②B．③④④C．①③③D．①④④解析析：：由于于小小球球的的慣慣性性，，當(dāng)當(dāng)小小車車向向右右加加速速或或向向左左減減速速時時，，彈彈簧簧處處于于壓壓縮縮狀狀態(tài)態(tài)，，故故①、④正確確，，當(dāng)當(dāng)小小車車向向右右減減速速或或向向左左加加速速時時，，彈彈簧簧處處于于拉拉伸伸狀狀態(tài)態(tài)，，故故②、③錯．．選選D.4．(拓展展探探究究題題)如圖圖所所示示是是一一種種汽汽車車安安全全帶帶控控制制裝裝置置的的示示意意圖圖，，當(dāng)當(dāng)汽汽車車處處于于靜靜止止或或勻勻速速直直線線運運動動時時，，擺擺錘錘豎豎直直懸懸掛掛，，鎖鎖棒棒水水平平，，棘棘輪輪可可以以自自由由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，安安全全帶帶能能被被拉拉動動．．當(dāng)當(dāng)汽汽車車突突然然剎剎車車時時，，擺擺錘錘由由于于慣慣性性繞繞軸軸擺擺動動，，使使得得鎖鎖棒棒鎖鎖定定棘棘輪輪的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，安安全全帶帶不不能能被被拉拉動動．．若若擺擺錘錘從從圖圖中中實實線線位位置置擺擺到到虛虛線線位位置置，，汽汽車車的的可可能能運運動動方方向向和和運運動動狀狀態(tài)態(tài)是是(B)A．向左行駛、、突然剎車B．向右行駛、、突然剎車C．向左行駛、、勻速直線運運動D．向右行駛、、勻速直線運運動解析：當(dāng)擺錘在虛線線位置時，擺擺錘、車具有有向左的加速速度，車的運運動情況可能能為向左加速速行駛或向右右減速行駛，，故A錯誤、B正確；當(dāng)車勻勻速運動時，，無論向哪個個方向，擺錘錘均處于豎直直位置不擺動動，故C、D均錯誤．5．如圖所示，，斜劈形物體體A的質(zhì)量為M，放在水平地地面上，質(zhì)量量為m的粗糙物塊B以某一初速度度沿斜劈的斜斜面向上運動動，至速度為為零后又加速速返回，而斜斜劈始終保持持靜止，則物物塊B上、下滑動的的整個過程中中，以下說法法不正確的是是(A)A．地面對斜劈劈A的摩擦力方向向先向左后向向右B．地面對斜劈劈A的摩擦力方向向沒有改變C．地面對斜劈劈A的支持力總小小于(M＋m)gD．物塊B上、下滑