創(chuàng)新設(shè)計(jì)2018版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律基次2牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題課件

1、基礎(chǔ)課2　牛頓第二定律　兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)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①只適用于_______參考系(相對(duì)地面靜止或__________運(yùn)動(dòng)的參考系)。②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。,

2、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(guó)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(lái)的其他物理量的單位。,基本單位,導(dǎo)出單位,基本物理量,質(zhì)量,長(zhǎng)度,時(shí)間

3、,kg,m,s,基本單位,知識(shí)點(diǎn)二、兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1．動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題第一類(lèi)：已知受力情況求物體的__________。第二類(lèi)：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(lèi)基本問(wèn)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F＝ma在任何情況下都適用。(　　)(2

4、)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)F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無(wú)關(guān)。(　　)(5)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

5、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F＝ma可知，無(wú)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

6、C．推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(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0C．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

7、0,解析　物體的速度大小和加速度大小沒(méi)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，彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)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

8、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(guò)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，隨著物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)

9、，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?。至O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(guò)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

10、球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則(　　),圖2,A．a(chǎn)1＝g，a2＝gB．a(chǎn)1＝0，a2＝2gC．a(chǎn)1＝g，a2＝0D．a(chǎn)1＝2g，a2＝0,解析　由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g。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

11、，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a1＝2g，a2＝0。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θ＝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(shuō)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，加速度為零。燒斷前，分析整體受力

12、可知線的拉力為T(mén)＝2mgsin θ，燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin θ，所以A球的瞬時(shí)加速度為aA＝2gsin 30°＝g，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”：①明確繩或線類(lèi)、彈簧或橡皮條類(lèi)模型的特點(diǎn)。②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(lái)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

13、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(wèn)題]如圖5所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，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 θB．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

14、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 θ，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 θ，加速度為2gsin θ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A、B球所受合力均為mgsin θ，加速度均為gsin θ，可知只有D正確。答案　D,2．[動(dòng)態(tài)瞬時(shí)問(wèn)題](2017·蕪湖模擬)如圖6所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一

15、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(lèi)基本問(wèn)題,1．解決兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)兩類(lèi)分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(wèn)題時(shí)對(duì)力的處理方法(1)合成法：在物體受力個(gè)數(shù)

16、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”。,【典例】　(12分)如圖7所示為四旋翼無(wú)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(lái)越廣泛的應(yīng)用。一架質(zhì)量m＝2 kg的無(wú)人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F＝36 N，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小恒為f＝4 N。g取10 m/s2。,,圖7,(1)無(wú)人機(jī)在地面上從靜止開(kāi)始，以最大升力豎直向上起飛。

17、求在t＝5 s時(shí)離地面的高度h；(2)當(dāng)無(wú)人機(jī)懸停在距離地面高度H＝100 m處，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無(wú)人機(jī)突然失去升力而墜落。求無(wú)人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v。規(guī)范解答　(1)設(shè)無(wú)人機(jī)上升時(shí)加速度為a，由牛頓第二定律，有F－mg－f＝ma(2分)解得a＝6 m/s2(2分),答案　(1)75 m　(2)40 m/s,【拓展延伸】在【典例】中在無(wú)人機(jī)墜落過(guò)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

18、飛行器從開(kāi)始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t1。,,兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)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(chē)剎車(chē)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(chē)道。一輛貨車(chē)在傾角θ＝30°的連續(xù)長(zhǎng)直下坡高速路上，以v0＝7 m/s的速度在剎車(chē)狀態(tài)下勻速行駛(在此過(guò)程及后面過(guò)程中，可認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)不提供牽引力)，突然汽車(chē)剎車(chē)失靈，開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)汽車(chē)所受到的摩擦力和空氣阻力共為車(chē)重的0

19、.2。在加速前進(jìn)了x0＝96 m后，貨車(chē)沖上了平滑連接的傾角α＝37°的避險(xiǎn)車(chē)道，已知貨車(chē)在該避險(xiǎn)車(chē)道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車(chē)重的0.65。貨車(chē)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程均可視為直線運(yùn)動(dòng)，取sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2。求：,(1)貨車(chē)剛沖上避險(xiǎn)車(chē)道時(shí)的速度大小v；(2)貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)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m＝2

20、kg的滑塊能在傾角為θ＝30°的足夠長(zhǎng)的斜面上以a＝2.5 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(kāi)始在t＝2 s內(nèi)沿斜面運(yùn)動(dòng)，其位移x＝4 m。g取10 m/s2。求：,,(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)恒力F的大小。,圖9,等時(shí)圓模型及應(yīng)用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(kāi)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)

21、沿不同的光滑弦由靜止開(kāi)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(guò)切點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)沿不同的光滑弦上端由靜止開(kāi)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(guó)卷Ⅱ，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

22、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(wú)關(guān)。若它們下落相同的距離，則(　　)A．甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng)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(guò)系在a上的細(xì)線懸掛于固

23、定點(diǎn)O，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(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(zhǎng)的伸長(zhǎng)量分別記為Δl1和Δl2，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(chǎng)上的跑操情況。開(kāi)始時(shí)遙控直升機(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(zhǎng)，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)

24、。在拍攝過(guò)程中懸掛攝像機(jī)的輕繩與豎直方向的夾角始終為β，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(zhǎng)為20 m，平臺(tái)b端與長(zhǎng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知物塊與平臺(tái)間的

25、動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6。,,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(kāi)始下滑，則a、P間的距離為多少？(物塊在b端無(wú)能量損失)(3)若物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μbc＝0.277＋0.03Lb，式中Lb為物塊在斜面上所處的位置離b端的距離，在(2)中的情況下，物塊沿斜面滑到什么位置時(shí)速度最大？,(3)物塊沿斜面