高考物理人教大一輪復(fù)習(xí)配套課件第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律基礎(chǔ)課2.ppt

1、基礎(chǔ)課2牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題,知識(shí)點(diǎn)一、牛頓第二定律單位制 1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_。加速度的方向與_方向相同。 (2)表達(dá)式：F_。 (3)適用范圍 只適用于_參考系(相對(duì)地面靜止或_運(yùn)動(dòng)的參考系)。 只適用于_物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。,正比,反比,作用力,ma,慣性,勻速直線,宏觀,2單位制 (1)單位制 由_和_一起組成了單位制。 (2)基本單位 _的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè)，它們分別是_、_和_，它們的國際單位分別是_、_和_。 (3)導(dǎo)出單位 由_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

2、位,導(dǎo)出單位,基本物理量,質(zhì)量,長度,時(shí)間,kg,m,s,基本單位,知識(shí)點(diǎn)二、兩類動(dòng)力學(xué)問題 1動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 第一類：已知受力情況求物體的_。 第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的_。,運(yùn)動(dòng)情況,受力情況,2解決兩類基本問題的方法 以_為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和_列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：,加速度,牛頓第二定律,思考判斷 (1)牛頓第二定律表達(dá)式Fma在任何情況下都適用。() (2)對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度。() (3)物體由于做加速運(yùn)動(dòng)，所以才受合外力作用。() (4)Fma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)。() (5)

3、物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小。(),(6)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系。() (7)運(yùn)動(dòng)物體的加速度可根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度、位移、時(shí)間等信息求解，所以加速度由運(yùn)動(dòng)情況決定。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7),對(duì)牛頓第二定律的理解,1牛頓第二定律的“五個(gè)性質(zhì)”,1對(duì)牛頓第二定律的理解由牛頓第二定律Fma可知，無論怎樣小的力都可能使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時(shí)，卻推不動(dòng)，這是因?yàn)?) A牛頓第二定律不適用于靜止的物體 B桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到 C推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度

4、為負(fù)值 D桌子所受的合力為零，加速度為零 答案D,2速度、加速度、合外力之間的關(guān)系(多選)下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是() A物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大 B物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0 C物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可能為0,解析物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個(gè)很大，另一個(gè)可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項(xiàng)C、D對(duì)。 答案CD,3應(yīng)用牛頓第二定律定性分析如圖1所示，彈簧左

5、端固定，右端自由伸長到O點(diǎn)并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體可以一直運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。如果物體受到的阻力恒定，則(),圖1,A物體從A到O先加速后減速 B物體從A到O做加速運(yùn)動(dòng)，從O到B做減速運(yùn)動(dòng) C物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，所受合力為零 D物體從A到O的過程中，加速度逐漸減小 解析物體從A到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合力向右。隨著物體向右運(yùn)動(dòng)，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運(yùn)動(dòng)至AO間某點(diǎn)(設(shè)為點(diǎn)O)時(shí)，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，,加速度為零，速度達(dá)到最大。此后，隨著

6、物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃蟆Ｖ罯點(diǎn)時(shí)彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O點(diǎn)后，合力(加速度)方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)。綜合以上分析，只有選項(xiàng)A正確。 答案A,牛頓第二定律的瞬時(shí)性,【典例】(2016安徽合肥一中二模)兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖2所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則(),圖2,Aa1g，a2gBa10，a22g Ca1g，a20Da12g，a20,解析由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后

7、小球A、B只受重力，其加速度a1a2g。故選項(xiàng)A正確。 答案A,【拓展延伸1】 把“輕繩”換成“輕彈簧” 在【典例】中只將A、B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如圖3所示，則典例選項(xiàng)中正確的是(),圖3,解析剪斷輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故小球A所受合力為2mg，小球B所受合力為零，所以小球A、B的加速度分別為a12g，a20。故選項(xiàng)D正確。 答案D,【拓展延伸2】 改變平衡狀態(tài)的呈現(xiàn)方式 把【拓展延伸1】的題圖放置在傾角為30的光滑斜面上，如圖4所示系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是(),圖4,解析細(xì)線被燒斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度

8、為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為T2mgsin ，燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin ，所以A球的瞬時(shí)加速度為aA2gsin 30g，故選項(xiàng)B正確。 答案B,抓住“兩關(guān)鍵”、遵循“四步驟” (1)分析瞬時(shí)加速度的“兩個(gè)關(guān)鍵”： 明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點(diǎn)。 分析瞬時(shí)前、后的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 (2)“四個(gè)步驟”： 第一步：分析原來物體的受力情況。 第二步：分析物體在突變時(shí)的受力情況。 第三步：由牛頓第二定律列方程。 第四步：求出瞬時(shí)加速度，并討論其合理性。,方法技巧,1靜態(tài)瞬時(shí)問題如圖5所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧

9、相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時(shí)，擋板C與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有(),圖5,A兩圖中兩球加速度均為gsin B兩圖中A球的加速度均為零 C圖乙中輕桿的作用力一定不為零 D圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍 解析撤去擋板前，擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsin ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會(huì)突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為2mgsin ，加速度為2gsin ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱悖珹、B球所受合力均為mgsin ，加速度均為gsin ，可知只有D正確。 答案D,2動(dòng)態(tài)瞬時(shí)問題(2017蕪湖模

10、擬)如圖6所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度大小為a1和a2，則(),圖6,答案D,動(dòng)力學(xué)兩類基本問題,1解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵 (1)兩類分析物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過程分析； (2)一個(gè)“橋梁”物體運(yùn)動(dòng)的加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁。,2解決動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)對(duì)力的處理方法 (1)合成法： 在物體受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用“合成法”。 (2)正交分解法： 若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)，則采用“正交分解法”。,【典

11、例】(12分)如圖7所示為四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用。一架質(zhì)量m2 kg的無人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F36 N，運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為f4 N。g取10 m/s2。,圖7,(1)無人機(jī)在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛。求在t5 s時(shí)離地面的高度h； (2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度H100 m處，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力而墜落。求無人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v。 規(guī)范解答(1)設(shè)無人機(jī)上升時(shí)加速度為a，由牛頓第二定律，有 Fmgfma(2分) 解得a6 m/s2(2分),答案(1)75 m(2)40 m/s,【

12、拓展延伸】 在【典例】中在無人機(jī)墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動(dòng)力設(shè)備重新啟動(dòng)提供向上最大升力。為保證安全著地，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時(shí)間t1。,兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟,方法技巧,1已知受力分析運(yùn)動(dòng)(12分)為了減少汽車剎車失靈造成的危害，如圖8所示為高速路上在下坡路段設(shè)置的可視為斜面的緊急避險(xiǎn)車道。一輛貨車在傾角30的連續(xù)長直下坡高速路上，以v07 m/s的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛(在此過程及后面過程中，可認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)不提供牽引力)，突然汽車剎車失靈，開始加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)汽車所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.2。在加速前進(jìn)了x096 m后，貨車沖上了平滑連接的傾角37的避險(xiǎn)車

13、道，已知貨車在該避險(xiǎn)車道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.65。貨車的各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程均可視為直線運(yùn)動(dòng)，取sin 530.8，g10 m/s2。求：,(1)貨車剛沖上避險(xiǎn)車道時(shí)的速度大小v； (2)貨車在避險(xiǎn)車道上行駛的最大距離x。,圖8,答案(1)25 m/s(2)25 m,2已知運(yùn)動(dòng)分析受力(14分)一質(zhì)量為m2 kg的滑塊能在傾角為30的足夠長的斜面上以a2.5 m/s2勻加速下滑。如圖9所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑塊，使之由靜止開始在t2 s內(nèi)沿斜面運(yùn)動(dòng)，其位移x4 m。g取10 m/s2。求：,(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)恒力F的大小。,圖9,等時(shí)圓模型及應(yīng)用

14、 1模型特征,(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)沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖丙所示。,2思維模板,圖10,答案B,圖11,A在同一水平線上 B在同一豎直線上 C在同一拋物線上 D在同一圓周上,答案D,1(2016全國卷，19)(多選)兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落，假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關(guān)。若它

15、們下落相同的距離，則() A甲球用的時(shí)間比乙球長 B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功,答案BD,2(2015海南單科，8)(多選)如圖12所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將細(xì)線剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對(duì)于原長的伸長量分別記為l1和l2，重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間(),圖12,答案AC,3在遙控直升機(jī)下面用輕繩懸掛質(zhì)量為m的攝像機(jī)可以拍攝學(xué)生在操場上的跑操情況。開始時(shí)遙

16、控直升機(jī)懸停在C點(diǎn)正上方。若遙控直升機(jī)從C點(diǎn)正上方運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)正上方經(jīng)歷的時(shí)間為t，已知C、D之間距離為L，直升機(jī)的質(zhì)量為M，直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)視作水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在拍攝過程中懸掛攝像機(jī)的輕繩與豎直方向的夾角始終為，重力加速度為g，假設(shè)空氣對(duì)攝像機(jī)的作用力始終水平，則(),圖13,答案D,4(2016陜西西郊中學(xué)模擬)如圖14所示，水平平臺(tái)ab長為20 m，平臺(tái)b端與長度未知的特殊材料制成的斜面bc連接，斜面傾角為30。在平臺(tái)a端放上質(zhì)量為5 kg的物塊，并給物塊施加與水平方向成37角的大小為50 N的推力后，物塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6。,圖14,(1)求物塊由a運(yùn)動(dòng)到b所用的時(shí)間； (2)若物塊從a端運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)撤掉推力，則物塊剛好能從斜面b端開始下滑，則a