第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

第二節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律高三第一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)安排：2課時(shí)第一課時(shí)重點(diǎn)：兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。難點(diǎn)：對(duì)牛頓第二定律的理解，特別是瞬時(shí)性；

求解瞬時(shí)加速度。第二課時(shí)重點(diǎn)：?jiǎn)挝恢?、?dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題。難點(diǎn)：物理模型——傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。補(bǔ)充?知識(shí)鏈接一、運(yùn)動(dòng)（一）速度與加速度的定性關(guān)系：當(dāng)速度變化時(shí)，速度加減看方向（）；變化快慢看大小（）。（二）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律（知三求二）1．速度與時(shí)間的關(guān)系式：_______________.2．位移與時(shí)間的關(guān)系式：_______________.3．位移與速度的關(guān)系式：_______________.（注意：本書中位移都用“x”表示，要更正為“s”）vt＝v0＋atv與a方向關(guān)系：同向加速，反向減速a的大小：a大變化快，a小變化慢二、力（一）受力分析的基本思路1．確定研究對(duì)象：順序（先易后難，先上后下）；方法（整體法和隔離法）2．受力分析順序：給定力、場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等)、彈力、摩擦力、其它力。方法：條件法、假設(shè)法（假設(shè)分離法、假設(shè)存在法、假設(shè)接觸面光滑法）、狀態(tài)法、相互作用法（牛頓第三定律法）、3．檢查多力（找施力物體）；少力（狀態(tài)法）二、力（二）力的合成與分解1．力的運(yùn)算法則平行四邊形定則、三角形定則2．對(duì)力的處理方法力的合成法（少力），力的正交分解法（多力），力的三角形法（平衡問(wèn)題）一、牛頓第二定律1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成________，跟物體的質(zhì)量成_______，加速度的方向跟作用力的方向_________．2．表達(dá)式：F合＝ma.3．適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面______________或_______________的參考系．(2)牛頓第二定律只適用于____________物體(相對(duì)于分子、原子等)、_______________運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況．正比反比相同靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)宏觀低速因果性力是產(chǎn)生加速度的原因同向性F合與a同向局限性①只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于微觀、高速運(yùn)動(dòng)的粒子②物體的加速度必須是相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)（即a=0）的參考系（慣性系）而言的補(bǔ)充?4．理解（六個(gè)性質(zhì)）同體性F=ma中,F,m,a對(duì)應(yīng)同一物質(zhì)或同一系統(tǒng)(整體法和隔離法)獨(dú)立性作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律。沿兩個(gè)方向分解：Fx合=max,Fy合=may

(力的正交分解：平行a；垂直a)瞬時(shí)性a與F對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻（2）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”模型?漸變模型：彈簧（或橡皮繩）（彈力可認(rèn)為瞬時(shí)不變）?突變模型：剛性繩（或接觸面）（彈力可突變）。（3）牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”題型?漸變過(guò)程分析?求解瞬時(shí)加速度速度與加速度的定性關(guān)系：當(dāng)速度變化時(shí)，速度加減看方向v與a方向關(guān)系：同向加速，反向減速

變化快慢看大小

a的大?。篴大變化快，a小變化慢μ＝0補(bǔ)充?一輕彈簧上端固定，下端掛一物塊甲，甲和乙用一細(xì)線相連，如圖所示，甲和乙的質(zhì)量均為m，兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)甲、乙之間的細(xì)線被剪斷的瞬間，甲、乙的加速度大小記作a甲、a乙，那么(

)D變式?把輕彈簧換成細(xì)線，答案（）A?求解瞬時(shí)加速度關(guān)鍵：作突變前后的受力分析圖，

找突變力與瞬時(shí)不變的力二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1．已知物體的受力情況，求物體的_______________．2．已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的_______________．補(bǔ)充?3、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題的基本思路運(yùn)動(dòng)情況受力情況▲受力分析a受力情況

運(yùn)動(dòng)情況▲運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析運(yùn)動(dòng)學(xué)公式F合＝ma3、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路<<課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)>>P22411.P22411.2014年10月，“遼寧艦”解纜起航，繼續(xù)進(jìn)行“殲－15”艦載機(jī)起降訓(xùn)練，如圖所示，航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l1＝1.6×102m的水平跑道和長(zhǎng)度為l2＝20m的傾斜跑道兩部分組成，水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h＝4.0m．一架質(zhì)量為m＝2.0×104kg的飛機(jī)，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F＝1.2×105N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的.假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn)，取g＝10m/s2.(1)求飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（補(bǔ)充?問(wèn)：和速度

）及到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小；(2)為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100m/s，外界還需要在整個(gè)水平跑道階段對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大小．作業(yè)布置P40例2和突破2P40例2(3)若在小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)0.80m時(shí)（補(bǔ)充?問(wèn)：求此時(shí)小物塊的速度），將拉力F撤去，求此后小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的距離．P40突破訓(xùn)練2求：（補(bǔ)充?問(wèn)：1、求木塊的所受的支持力和摩擦力，2、木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ）

(1)地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向；(2)地面對(duì)斜面的支持力大小．課堂練習(xí)P39題2.(多選)(2013·高考浙江卷)如圖所示，總質(zhì)量為460kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2，當(dāng)熱氣球上升到180m時(shí)，以5m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)．若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說(shuō)法正確的是(

)A．所受浮力大小為4830NB．加速上升過(guò)程中所受空氣阻力保持不變C．從地面開始上升10s后的速度大小為5m/sD．以5m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230NAD

如圖所示，如圖所示，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，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(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）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(diǎn)，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(diǎn)，小球的

加速度先減小后增大CDBC1.(單選)(2015·孝感統(tǒng)測(cè))如圖所示，彈簧一端固定在天花板上，另一端連一質(zhì)量為M＝2kg的秤盤，盤內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的物體，秤盤在豎直向下的拉力F的作用下保持靜止，F(xiàn)＝30N，突然撤去拉力F的瞬間，物體對(duì)秤盤的壓力為(g＝10m/s2)(

)A．10NB．15NC．20ND．40NC謝謝大家！返回已知：小球質(zhì)量m、車的加速度a請(qǐng)對(duì)小球進(jìn)行受力分析：

補(bǔ)充?題一同P42.2P42

5．(單選)(2015·朝陽(yáng)區(qū)模擬)如圖甲所示，一個(gè)靜止在光滑水平面上的物塊，在t＝0時(shí)給它施加一個(gè)水平向右的作用力F，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，則物塊速度v隨時(shí)間t變化的圖象是()．C同P39自測(cè)2思考題P39考點(diǎn)一瞬時(shí)加速度問(wèn)題

2．牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”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，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間．補(bǔ)充?未剪斷的剛性繩（或接觸面）其彈力可突變。(2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)性問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變．如圖所示，天花板上用輕繩（不可伸長(zhǎng)）和輕彈簧依次懸掛著三個(gè)完全相同的小球A、B、C，質(zhì)量均為m,三個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài).問(wèn)：若剪斷繩子AB，在此瞬間，A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別為__________、_______、_______02g0求解瞬時(shí)加速度問(wèn)題的基本思路1、轉(zhuǎn)化問(wèn)題：aF2、力要分清：突變與瞬間不變3、受力分析：作突變前后的受力分析圖4、列式求解：利用力的平衡或牛頓第二定律如圖所示，天花板上用輕繩（不可伸長(zhǎng)）和輕彈簧依次懸掛著三個(gè)完全相同的小球A、B、C，質(zhì)量均為m,三個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài).

問(wèn)：

若剪斷繩子AB，在此瞬間，A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別為_________、_______、_______變式：若剪斷繩子0A，在此瞬間，A、B、C三個(gè)小球的加速度大小分別為_________、_______、_______02g01.5g1.5g0返回考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題1．圖象類型(1)已知物體在一過(guò)程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖象，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況．(2)已知物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移、速度、加速度隨時(shí)間變化的圖象，要求分析物體的受力情況．(3)已知物體在物理圖景中的運(yùn)動(dòng)初始條件，分析物體位移、速度、加速度隨時(shí)間的變化情況．2．問(wèn)題的實(shí)質(zhì)：是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題，求解這類問(wèn)題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點(diǎn)、線、截、斜、面六大功能．[審題點(diǎn)睛]

(1)θ＝0.5π時(shí)，物體做什么運(yùn)動(dòng)？(2)θ＝0時(shí)，斜面變?yōu)槭裁疵?？根?jù)上述兩個(gè)特殊情況分別求解哪個(gè)物理量？[答案]

(1)8m/s

(2)0.5

(3)37°能滑回底端，理由見解析[總結(jié)提升]數(shù)形結(jié)合解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(1)物理公式與物理圖象的結(jié)合是一種重要題型．對(duì)于已知圖象求解相關(guān)物理量的問(wèn)題，往往是結(jié)合物理過(guò)程從分析圖象的橫、縱坐標(biāo)軸所對(duì)應(yīng)的物理量的函數(shù)入手，分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義得出所求結(jié)果．(2)解決這類問(wèn)題必須把物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程與圖象結(jié)合，相互對(duì)應(yīng)起來(lái)．3.(單選)(2014·高考福建卷)如圖，滑塊以初速度v0沿表面粗糙且足夠長(zhǎng)的固定斜面,從頂端下滑,直至速度為零.對(duì)于該運(yùn)動(dòng)過(guò)程，若用h、s、v、a分別表示滑塊的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示時(shí)間，則下列圖象最能正確描述這一運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是(

)B物理模型——傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1．模型特征一個(gè)物體以速度v0(v0≥0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上開始運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型，如圖甲、乙、丙所示．2．建模指導(dǎo)傳送帶模型問(wèn)題包括水平傳送帶問(wèn)題和傾斜傳送帶問(wèn)題．(1)水平傳送帶問(wèn)題：求解的關(guān)鍵在于對(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷．根據(jù)物體與傳送帶的相對(duì)速度方向判斷摩擦力方向．兩者速度相等是摩擦力突變的臨界條件．(2)傾斜傳送帶問(wèn)題：求解的關(guān)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，從而確定其是否受到滑動(dòng)摩擦力作用．如果受到滑動(dòng)摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況．當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí)，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變．(18分)(2015·四川成都七中開學(xué)考試)如圖所示，傳送帶與地面傾角θ＝37°，從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝10.25m，傳送帶以v0＝10m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．在傳送帶上端A無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5.煤塊在傳送帶上經(jīng)過(guò)會(huì)留下黑色痕跡．已知sin37°＝0.6，g＝10m/s2，求：(1)煤塊從A到B的時(shí)間；(2)煤塊從A到B的過(guò)程中傳送帶上形成痕跡的長(zhǎng)度．[審題點(diǎn)睛]

(1)煤塊剛放上時(shí)，判斷摩擦力的方向，計(jì)算加速度．(2)判斷煤塊能否達(dá)到與傳送帶速度相等，若不能，煤塊從A→B加速度不變，若能，則要進(jìn)一步判斷煤塊能否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)．(3)達(dá)到相同速度后，若煤塊不再滑動(dòng)，則勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，形成的痕跡長(zhǎng)度等于傳送帶和煤塊對(duì)地的位移之差．煤塊若相對(duì)傳送帶滑動(dòng)，之后將以另一加速度運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，形成的痕跡與上段留下的痕跡重合，最后結(jié)果取兩次痕跡長(zhǎng)者．[答案]

(1)1.5s

(2)5mBC本部分內(nèi)容講解結(jié)束按ESC鍵退出全屏播放

第13講

│要點(diǎn)探究

例2

[2010·四川卷]質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為s.耙地時(shí)，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿的質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角θ保持不變．求：(1)拖拉機(jī)的加速度大小．(2)拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大?。?3)時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對(duì)耙做的功．(2)設(shè)連接桿對(duì)拖拉機(jī)的拉力為F1，拖拉機(jī)受力如圖所示，由牛頓第二定律得：第13講

│要點(diǎn)探究第13講

│要點(diǎn)探究

[解析]當(dāng)剪斷P的瞬間，由于彈簧還來(lái)不及縮短，彈簧彈力不變，球A受重力和彈簧彈力均向下，合力為2mg，A的加速度為2g，球B的受力不變，仍處于平衡狀態(tài)，加速度為零．剪斷Q之前，球A受重力、繩的拉力和彈簧彈力，三力平衡；剪斷瞬間，彈簧彈力消失，球A只受重力和繩的拉力，此時(shí)繩的拉力發(fā)生突變，與球的重力平衡，所以球A的加速度為零．當(dāng)剪斷Q的瞬間，由于彈簧還來(lái)不及縮短，彈簧彈力不變，球B的受力不變，仍處于平衡狀態(tài)，其加速度仍為零．第13講

│要點(diǎn)探究C三、力學(xué)單位制1．單位制：由_________單位和_____________單位一起組成了單位制．2．基本單位：基本物理量的單位，基本物理量共七個(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，它們是_________、________、___________，它們的單位分別是______、_________、________．3．導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)_______________推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位．基本導(dǎo)出長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間米千克秒物理關(guān)系3.(單選)(2013·高考福建卷)在國(guó)際單位制(簡(jiǎn)稱SI)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．m2·kg·s－4·A－1B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1D．m2·kg·s－1·A－1B[思路點(diǎn)撥]細(xì)線燒斷瞬間，彈簧的彈力變化嗎？繩上的彈力還存在嗎？A球受力如何變化？B球受力又如何變化？[規(guī)律總結(jié)]解決瞬時(shí)加速度問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清哪些力發(fā)生了突變，哪些力瞬間不變，正確畫出變化前后的受力圖．解析：由于拉力F撤去之前秤盤和物體均保持靜止，系統(tǒng)受力平衡，在拉力F撤去的瞬間，系統(tǒng)所受合力方向向上，對(duì)整體由牛頓第二定律可得F＝(M＋m)a，對(duì)物體再根據(jù)牛頓第二定律可得FN－mg＝ma，兩式聯(lián)立解得FN＝20N，再根據(jù)牛頓第三定律可知物體對(duì)秤盤的壓力大小為20N，方向豎直向下，C正確．考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題求解兩類問(wèn)題的思路，可用下面的框圖來(lái)表示：分析解決這兩類問(wèn)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——加速度．[思路點(diǎn)撥]

(1)F作用時(shí)，物塊受力情況如何？(2)撤去F后，物塊受力情況如何？加速度大小、方向如何？(3