第三章　第2課時(shí)　牛頓第二定律的基本應(yīng)用-2025年高中物理大一輪復(fù)習(xí)

第2課時(shí)牛頓第二定律的基本應(yīng)用目標(biāo)要求1.掌握動力學(xué)兩類基本問題的求解方法。2.理解各種動力學(xué)圖像，并能分析圖像特殊點(diǎn)、斜率、截距、面積的物理意義?？键c(diǎn)一動力學(xué)兩類基本問題分析動力學(xué)兩類基本問題的關(guān)鍵(1)做好兩類分析：物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析；(2)搭建兩個(gè)橋梁：加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁；連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系各物理過程的橋梁。例1(2023·廣東潮州市聯(lián)考)連續(xù)剎車時(shí)，剎車片和剎車盤產(chǎn)生大量熱量，溫度升高很快，剎車效率迅速降低，容易造成剎車失靈。為了避免剎車失靈造成的危害，高速公路在一些連續(xù)下坡路段設(shè)置用沙石鋪成的緊急避險(xiǎn)車道，如圖所示?，F(xiàn)將某次貨車避險(xiǎn)過程簡化如下：一輛貨車在傾角為30°的長直下坡路上以20m/s的速度勻速行駛，突然剎車失靈開始加速，此時(shí)貨車所受阻力為車重的0.4倍(發(fā)動機(jī)關(guān)閉)，加速前進(jìn)15s后沖上了傾角為53°的避險(xiǎn)車道，在避險(xiǎn)車道上運(yùn)動17.5m后停下，將貨車的加速、減速過程視為勻變速直線運(yùn)動，求貨車：(sin53°＝0.8，g取10m/s2)(1)沖上避險(xiǎn)車道時(shí)速度的大??；(2)在避險(xiǎn)車道上所受摩擦阻力是車重的多少倍。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2023·山西太原市一模)2022北京冬殘奧會開幕式倒計(jì)時(shí)是以輪椅冰壺的形式出現(xiàn)的。若某次訓(xùn)練中，兩位輪椅冰壺運(yùn)動員用水平恒力將“冰壺”從起點(diǎn)推動5m后，撤去推力，同時(shí)啟動10秒倒計(jì)時(shí)，“冰壺”沿直線繼續(xù)滑行40m到達(dá)營壘，速度恰好為零，倒計(jì)時(shí)恰好結(jié)束。已知“冰壺”的質(zhì)量為20kg，重力加速度g取10m/s2。(1)求“冰壺”與冰面間的動摩擦因數(shù)及水平恒力的大?。?2)若“冰壺”與冰面間的動摩擦因數(shù)為0.1，且要求啟動10秒倒計(jì)時(shí)瞬間開始推動“冰壺”，并重復(fù)完成上述啟停過程，水平恒力的大小變?yōu)槎嗌?？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________動力學(xué)問題的解題思路例3(多選)如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，O′為圓心。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(未畫出)，兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速度釋放，一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速度釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、da到達(dá)a或b所用的時(shí)間。下列關(guān)系正確的是()A．t1＝t2 B．t2>t3C．t1<t2 D．t1＝t3拓展若沿cb放一個(gè)光滑細(xì)桿，小滑環(huán)從c處釋放，運(yùn)動時(shí)間為t4，t4和t1關(guān)系如何？________________________________________________________________________________________________________________________________________________等時(shí)圓模型1．質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等，如圖甲所示；2．質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖乙所示；3．兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)沿不同的光滑弦從上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖丙所示。考點(diǎn)二動力學(xué)圖像問題常見的動力學(xué)圖像v－t圖像、a－t圖像、F－t圖像、F－a圖像等。(1)v－t圖像：根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，再根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。(2)a－t圖像：注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動情況，然后結(jié)合物體的受力情況應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。(3)F－t圖像：結(jié)合物體受到的力，由牛頓第二定律求出加速度，分析每一段的運(yùn)動情況。(4)F－a圖像：首先要根據(jù)具體的物理情景，對物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量。例4(多選)(2023·全國甲卷·19)用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運(yùn)動，兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運(yùn)動后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知()A．m甲<m乙 B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙例5(多選)(2021·全國乙卷·21)水平地面上有一質(zhì)量為m1的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為m2的物塊，如圖(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示，其中F1、F2分別為t1、t2時(shí)刻F的大小。木板的加速度a1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(c)所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則()A．F1＝μ1m1gB．F2＝eq\f(m2m1＋m2,m1)(μ2－μ1)gC．μ2>eq\f(m1＋m2,m2)μ1D．在0～t2時(shí)間段物塊與木板加速度相等分析動力學(xué)圖像問題的方法技巧1．分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程。2．建立圖像與物體運(yùn)