高考總復(fù)習(xí)物理課件必修1第3章第2講-牛頓第二定律

第2講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題本節(jié)目錄根底再現(xiàn)對點自測知能演練輕巧奪冠考點探究講練互動技法提煉思維升華要點透析直擊高考基礎(chǔ)再現(xiàn)對點自測知識清單一、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＝ma3．適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對于地面______或______________的參考系．(2)牛頓第二定律只適用于_____物體(相對于分子、原子等)、_____運動(遠(yuǎn)小于光速)的情況．正比反比相同靜止勻速直線運動宏觀低速二、兩類動力學(xué)問題1．物體的受力情況，求物體的_________．2．物體的運動情況，求物體的_________．運動情況受力情況三、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．根本單位：根本物理量的單位，根本物理量共七個，其中力學(xué)有三個，它們是_____、_____、_____，它們的單位分別是____、______、_____．3．導(dǎo)出單位：由根本物理量根據(jù)__________________推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．根本導(dǎo)出長度質(zhì)量時間米千克秒物理規(guī)律與公式4．1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制，簡稱SI.物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol發(fā)光強度Iv坎[德拉]cd熱身體驗1.(2012·高考海南卷)根據(jù)牛頓第二定律，以下表達(dá)正確的選項是()A．物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B．物體所受合力必須到達(dá)一定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度C．物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比D．當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比2．(單項選擇)如下圖，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時物體受到一個水平向右的推力F＝20N的作用，那么物體產(chǎn)生的加速度是(g取10m/s2)()A．0B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向左D．2m/s2，水平向右3．如果要測量國際單位制中規(guī)定的三個力學(xué)根本物理量，應(yīng)該選用的儀器是()A．米尺、彈簧測力計、秒表B．量筒、天平、秒表C．米尺、天平、秒表D．米尺、電子測力計、打點計時器熱身體驗答案與解析一、對牛頓第二定律的理解1．牛頓第二定律的“五性”要點透析直擊高考同向性公式F合＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)合與a同向瞬時性a與F合對應(yīng)同一時刻，即F合為某時刻物體所受合外力時，a為該時刻的加速度因果性F合是加速度a產(chǎn)生的因，加速度是F合作用的果同一性F合＝ma中，F(xiàn)合、m、a對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)，各量統(tǒng)一使用國際單位獨立性①作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律②物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和2.關(guān)于瞬時加速度分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．在求解瞬時性問題時應(yīng)注意：(1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進行受力分析和運動分析．(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變．即時應(yīng)用1對靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力F，當(dāng)力剛開始作用瞬間(

)A．物體立即獲得速度B．物體立即獲得加速度C．物體同時獲得速度和加速度D．由于物體沒有來得及運動，所以速度和加速度都為零解析：選B.加速度與力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，而Δv＝at，故需要一段時間物體速度才能改變，故只有B對．二、解決動力學(xué)的兩類根本問題的方法和步驟1．動力學(xué)兩類根本問題的分析流程圖2．解題步驟(1)明確研究對象．根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．(2)分析物體的受力情況和運動情況．畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程．(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系．通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向．(4)求合外力F合．(5)根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma列方程求解，必要時還要對結(jié)果進行討論．即時應(yīng)用2(2013·大連測試)如下圖,質(zhì)量為10kg的物體拴在一個被水平拉伸的輕質(zhì)彈簧一端,彈簧的拉力為5N時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)小車以1m/s2的加速度水平向右運動,物體相對小車仍然靜止，那么(g＝10m/s2)()A．因為物體相對小車靜止，所以其合力為0B．因為物體向右加速運動，所受合力F＝5NC．因為物體相對小車靜止，所以所受摩擦力未變D．物體所受摩擦力大小仍為5N，方向變?yōu)橄蛴医馕觯哼xD.F合＝ma＝10×1N＝10N，故A、B錯；原來的靜摩擦力Ff＝F＝5N，方向向左，加速后，選向右為正方向，那么F＋F′f＝ma，F(xiàn)′f＝5N，方向向右，摩擦力方向發(fā)生了改變，故C錯D對．考點探究講練互動例1A．物體從A到B速度越來越大，從B到C速度越來越小B．物體從A到B速度越來越小，從B到C加速度不變C．物體從A到B先加速后減速,從B到C一直做減速運動D．物體在B點所受合力為零【解析】物體在A點時受兩個力作用，向右的彈力kx和向左的摩擦力Ff，合力F合＝kx－Ff，物體從A→B的過程，彈力由大于Ff減至零，所以開始一段合力向右，中途有一點合力為零，然后合力為向左，而v一直向右，故先做加速度越來越小的加速運動，在A到B中途有一點加速度為零，速度達(dá)最大，接著做加速度越來越大的減速運動．物體從B→C過程，F(xiàn)合＝Ff為恒力，方向向左，所以繼續(xù)做加速度不變的勻減速運動，故C正確．【答案】

C【方法總結(jié)】

彈簧類動態(tài)問題的分析思維流程：考點2兩類動力學(xué)問題的求解如圖，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10m/s2)．(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體,使物體從A處由靜止開始運動并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t.例2【思路點撥】(1)“物體靜止于水平地面的A處”，“經(jīng)t0＝2s拉至B處”→運動情況求受力情況．(2)“該力作用的最短時間t”→說明物體先加速，撤去外力后做勻減速運動，到達(dá)B處時速度恰好為零．【答案】

(1)0.5

(2)1.03s【方法總結(jié)】解決動力學(xué)問題，首先判斷屬于哪類問題.假設(shè)是力求運動，先應(yīng)用牛頓第二定律求a，再用運動學(xué)公式求運動；假設(shè)是運動求力，先利用運動學(xué)公式求a，再應(yīng)用牛頓第二定律求力．考點3動力學(xué)圖象問題飛船返回艙返回時，翻開降落傘后豎直減速下降，這一過程假設(shè)返回艙所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)為k，從某時刻起開始計時，返回艙的v－t圖象如下圖，圖中AE是曲線在A點的切線,切線交橫軸于一點E，其坐標(biāo)為(8,0)，CD是AB的漸近線,返回艙質(zhì)量M＝400kg，g取10m/s2.試問：(1)返回艙在這一階段做什么運動？(2)設(shè)在初始時刻vA＝120m/s，此時它的加速度為多大？(3)空氣阻力系數(shù)k為多少？例3【答案】

(1)見解析(2)15m/s2

(3)250kg/m【方法總結(jié)】

牛頓第二定律與v－t圖象相結(jié)合的問題，一般先由v－t圖象分析物體的加速度及其變化規(guī)律，再由牛頓第二定律列方程求解，或者先由牛頓第二定律分析加速度及其變化規(guī)律，再判斷圖象形狀．思維建模建立“研究對象模型”，解決瞬時問題【范例】如下圖,物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接,物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m,2、4質(zhì)量為M，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，那么有()技法提煉思維升華建模點撥此題屬于研究牛頓第二定律的瞬時性問題，關(guān)鍵是要求分析清楚此瞬間各個物體的受力情況以及各個模型的受力方向和大小變化特點．左圖中是輕桿模型,彈力可發(fā)生突變,右圖中是輕彈簧模型，彈力不能突變．【答案】

C【建模感悟】