《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓 第二定律的應(yīng)用(1)教學(xué)案（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓 第二定律的應(yīng)用(1)教學(xué)案（含解析）（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講牛頓第二定律的應(yīng)用(1) 教材知識(shí)梳理一、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1由物體的受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況的基本思路：先求出幾個(gè)力的合力，由牛頓第二定律(F合ma)求出_，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出速度或位移2由物體的運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況的基本思路：已知加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出_，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力說明：牛頓第二定律是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)問題與受力問題的橋梁，加速度是解題的關(guān)鍵二、超重和失重1超重物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)_物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象2失重物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)_物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象3完全失重物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)?/p>
2、豎直懸掛物的拉力)_的情況稱為完全失重現(xiàn)象4視重與實(shí)重(1)當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為_視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力(2)物體實(shí)際受到的重力大小稱為_三、連接體與隔離體1連接體與隔離體：兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為_如果把其中某個(gè)(或幾個(gè))物體隔離出來，該物體稱為_2外力和內(nèi)力(1)以物體系為研究對(duì)象，系統(tǒng)之外其他物體的作用力是系統(tǒng)受到的_，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為_(2)求外力時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮_；如果把物體隔離出來作為研究對(duì)象，則這些內(nèi)力將變?yōu)楦綦x體的_答案：一、1.加速度2.加速度二、1.大于
3、2.小于3.等于零4(1)視重(2)實(shí)重三、1.連接體隔離體2(1)外力內(nèi)力(2)內(nèi)力外力【思維辨析】(1)放置于水平桌面上的物塊受到的重力是物塊的內(nèi)力()(2)系統(tǒng)的內(nèi)力不會(huì)影響系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)效果()(3)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()(4)物體處于超重狀態(tài)時(shí)，物體的重力大于mg.()(5)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)其重力消失()(6)物體處于超重還是失重狀態(tài)，由加速度的方向決定，與速度方向無關(guān)()(7)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體對(duì)地板的壓力大于重力()答案：(1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)() 考點(diǎn)互動(dòng)探究考
4、點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的基本思路1 2016四川卷 (17分)避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖372所示，豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為的斜面一輛長(zhǎng)12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為23 m/s時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m，再過一段時(shí)間，貨車停止已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cos 1，
5、sin 0.1，g取10 m/s2.求：(1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；(2)制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度圖371圖372解答規(guī)范 (1)設(shè)貨物的質(zhì)量為m，貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)過程中，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，受摩擦力大小為f，加速度大小為a1，則_ma1(2分)f_(2分)聯(lián)立以上二式并代入數(shù)據(jù)得a15 m/s2(1分)a1的方向沿制動(dòng)坡床向下(1分)(2)設(shè)貨車的質(zhì)量為M，車尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v23 m/s.貨物在車廂內(nèi)開始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端s038 m的過程中，用時(shí)為t，貨物相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s2.貨車受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F，F(xiàn)是貨車和貨物總重的k倍，k0.44
6、，貨車長(zhǎng)度l012 m，制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度為l，則Mgsin FfMa2(2分)Fk(mM)g(2分)s1_(2分)s2_(2分)s_(1分)ll0s0s2(1分)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得l98 m(1分)答案：fmgsin mgcos vta1t2vta2t2s1s2式題1 研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖373甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t00.4 s，但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以v072 km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L39 m減速過程中汽車位移x與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)重力加速度的大小g取1
7、0 m/s2.求：(1)減速過程中汽車加速度的大小及所用時(shí)間；(2)飲酒使志愿者比一般人增加的反應(yīng)時(shí)間；(3)減速過程中汽車對(duì)志愿者的作用力大小與志愿者重力大小的比值圖373答案：(1)8 m/s22.5 s(2)0.3 s(3)解析 (1)設(shè)減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時(shí)間為t，由題可得，初速度v020 m/s，末速度v0，位移x25 m，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2axt聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得a8 m/s2，t2.5 s(2)設(shè)志愿者正常情況下反應(yīng)時(shí)間為t，飲酒后反應(yīng)時(shí)間的增加量為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Lv0txttt0聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得t0.3 s(3)設(shè)志愿者所受的合外力大小為F，汽
8、車對(duì)志愿者的作用力大小為F0，志愿者質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得Fma由平行四邊形定則得FF2(mg)2聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得.式題2 2016合肥質(zhì)量檢測(cè) 如圖374所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點(diǎn)，O點(diǎn)恰好是半圓的圓心，圓和半圓處在同一豎直平面內(nèi)現(xiàn)有三條光滑軌道AOB、COD、EOF，它們的兩端分別位于圓和半圓的圓周上，軌道與圓的豎直直徑的夾角關(guān)系為.現(xiàn)讓小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端，則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為()圖374AtABtCDtEFBtABtCDtEFCtABtCDtEFDtABtCD可知，tABtCDtEF，選項(xiàng)B正確考點(diǎn)
9、二超重與失重問題2 2016江蘇南通如皋模擬 我國(guó)“80后”女航天員王亞平在“天宮一號(hào)”里給全國(guó)的中小學(xué)生們上了一堂實(shí)實(shí)在在的“太空物理課”在火箭發(fā)射、飛船運(yùn)行和回收過程中，王亞平要承受超重或失重的考驗(yàn)，下列說法正確是()A飛船在降落時(shí)需要打開降落傘進(jìn)行減速，王亞平處于超重狀態(tài)B飛船在降落時(shí)需要打開降落傘進(jìn)行減速，王亞平處于失重狀態(tài)C飛船在繞地球勻速運(yùn)行時(shí)，王亞平處于超重狀態(tài)D火箭加速上升時(shí)，王亞平處于失重狀態(tài)答案：A解析 飛船在降落時(shí)需要打開降落傘進(jìn)行減速，加速度方向向上，王亞平處于超重狀態(tài)，故A正確，B錯(cuò)誤；飛船在繞地球勻速運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，加速度方向向下，王亞平處于失重狀態(tài)，故
10、C錯(cuò)誤；火箭加速上升時(shí)，加速度方向向上，王亞平處于超重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤 題根分析本題通過受力分析和牛頓第二定律，考查運(yùn)動(dòng)過程中的超重、失重問題對(duì)超重、失重問題的分析應(yīng)注意：(1)超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是物體的重力的效果發(fā)生了變化，重力的效果增大，則物體處于超重狀態(tài)；重力的效果減小，則物體處于失重狀態(tài)重力的作用效果體現(xiàn)在物體對(duì)水平面的壓力、物體對(duì)豎直懸線的拉力等方面，在超重、失重現(xiàn)象中物體的重力并沒有發(fā)生變化(2)物體是處于超重狀態(tài)，還是失重狀態(tài)，取決于加速度的方向，而不是速度的方向只要加速度有豎直向上的分量，物體就處于超重狀態(tài)；只要加速度有豎直向下的分量，物體就處于失重狀態(tài)，當(dāng)物體的加速度等于重力
11、加速度時(shí)(豎直向下)，物體就處于完全失重狀態(tài)(3)在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平不能測(cè)量物體的質(zhì)量、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等 變式網(wǎng)絡(luò)式題1 2016合肥質(zhì)量檢測(cè) 如圖375所示，在教室里某同學(xué)站在體重計(jì)上研究超重與失重她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()圖375A只有“起立”過程才能出現(xiàn)超重的現(xiàn)象B只有“下蹲”過程才能出現(xiàn)失重的現(xiàn)象C“下蹲”的過程中，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象D“起立”“下蹲”的過程中，都能出現(xiàn)超重和失重的現(xiàn)象答案：
12、D解析 “起立”的過程中，先加速向上后減速向上運(yùn)動(dòng)，加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，減速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向向下，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，即“起立”過程先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象；“下蹲”的過程中，先加速向下后減速向下運(yùn)動(dòng)，加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向向下，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，即“下蹲”過程先出現(xiàn)失重現(xiàn)象后出現(xiàn)超重現(xiàn)象，D正確，A、B、C錯(cuò)誤式題2 2016福建質(zhì)量檢測(cè) 如圖376所示，質(zhì)量為M的纜車車廂通過懸臂固定懸掛在纜繩上，車廂水平底板上放置一質(zhì)量為m的貨物，在纜繩牽引下貨物隨車廂一起斜向上加速運(yùn)動(dòng)若運(yùn)動(dòng)過程中懸臂和車廂始終處于豎直方向，重力加速度大
13、小為g，則()圖376A車廂對(duì)貨物的作用力大小等于mgB車廂對(duì)貨物的作用力方向平行于纜繩向上C懸臂對(duì)車廂的作用力大于(Mm)gD懸臂對(duì)車廂的作用力方向沿懸臂豎直向上答案：C解析 貨物隨車廂一起斜向上加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知，車廂與貨物的重力和懸臂對(duì)車廂的作用力的合力方向應(yīng)與加速度方向一致，故懸臂對(duì)車廂的作用力方向是斜向上的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于車廂和貨物在豎直方向有向上的分加速度，處于超重狀態(tài)，故懸臂對(duì)車廂的作用力大于(Mm)g，選項(xiàng)C正確；同理，對(duì)車廂中貨物用隔離法分析可知，車廂對(duì)貨物的作用力大于mg，方向是斜向上的，但不平行于纜繩，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤式題3 (多選)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇
14、航員處于完全失重狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是()A宇航員不受任何力作用B宇航員處于平衡狀態(tài)C地球?qū)τ詈絾T的引力全部用來提供向心力D正立和倒立時(shí)宇航員一樣舒服答案：CD解析 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛船以及里面的宇航員都受到地球的萬有引力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；宇航員隨飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員受到地球的萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，不是處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；完全失重狀態(tài)下，重力的效果完全消失，正立和倒立情況下，身體中的器官都是處于懸浮狀態(tài)，沒有差別，所以一樣舒服，選項(xiàng)D正確考點(diǎn)三連接體問題應(yīng)用牛頓第二定律解決連接體類問題時(shí)，正確地選取研究對(duì)象是解題的關(guān)鍵若連接體內(nèi)各物體具有相同
15、的加速度，且不需要求物體之間的作用力，則可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)；若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者需要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力，則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解；若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且需要求物體之間的作用力，則可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”3 如圖377所示，一足夠長(zhǎng)的固定光滑斜面的傾角37，大小可以忽略的兩個(gè)小物體A、B的質(zhì)量分別為mA1 kg、mB4 kg，兩物體之間的輕繩長(zhǎng)L0.5 m，輕繩
16、可承受的最大拉力為T12 N對(duì)B施加一沿斜面向上的力F，使A、B由靜止開始一起向上運(yùn)動(dòng)，力F逐漸增大，g取10 m/s2.(sin 370.6，cos 370.8)(1)若某一時(shí)刻輕繩被拉斷，求此時(shí)外力F的大??；(2)若輕繩拉斷瞬間A、B的速度為3 m/s，繩斷后保持外力F不變，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，求A、B之間的距離圖377解析 (1)對(duì)整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得F(mAmB)gsin (mAmB)a隔離A物體，根據(jù)牛頓第二定律得TmAgsin mAa聯(lián)立解得F60 N(2)取沿斜面向上為正方向隔離A物體，根據(jù)牛頓第二定律得mAgsin mAaA解得aAgsin 6 m/s2則A物體到最
17、高點(diǎn)所用時(shí)間t0.5 s此過程A物體的位移為xAt0.75 m隔離B物體，根據(jù)牛頓第二定律得FmBgsin mBaB解得aBgsin 9 m/s2此過程B物體的位移為xBv0taBt22.625 m兩者間距為xBxAL2.375 m.式題1 2016湖南衡陽月考 如圖378所示，質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)材料相同的物體用細(xì)線相連，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，在三個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)中，線上的拉力大小()圖378A由大變小B由小變大C始終不變且大小為FD由大變小再變大答案：C解析 在水平面上時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律得F(m1m2)g(m1m2)a1
18、，對(duì)質(zhì)量為m1的物體，由牛頓第二定律得T1m1gm1a1，聯(lián)立解得T1F；在斜面上時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律得F(m1m2)gcos (m1m2)gsin (m1m2)a2，對(duì)質(zhì)量為m1的物體，由牛頓第二定律得T2m1gcos m1gsin m1a2，聯(lián)立解得T2F；在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律得F(m1m2)g(m1m2)a3，對(duì)質(zhì)量為m1的物體，由牛頓第二定律得T3m1gm1a3，聯(lián)立解得T3F.綜上分析可知，線上的拉力大小始終不變且大小為F，選項(xiàng)C正確式題2 a、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連當(dāng)用大小為F的恒力豎直向上拉著a，使a、b一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x1；當(dāng)用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a，使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x2，如圖379所示，下列說法正確的是()圖379Ax1一定等于x2Bx1一定大于x2C若m1m2，則x1x2D若m1m2，則x15 m/s，故熱氣球不是勻加速上升，說明隨著速度的增加，空氣阻力也越來越大，故B錯(cuò)誤如果熱氣球一直勻加速上升，則上升180 m所用的時(shí)間t12 s10 s，說明上升10 s后還未上升到180 m處，速度小于5 m/s，故C錯(cuò)誤以5 m/s的速度勻速上升階段，空氣阻力fFmg230 N，故D正確12
2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓 第二定律的應(yīng)用(1)教學(xué)案（含解析）
