（通用版）2020高考物理大一輪復習 第3單元 牛頓運動定律 第7講 牛頓第二定律的應用1課件 新人教版.ppt

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1、,教材知識梳理考點互動探究教師備用習題,一、動力學的兩類基本問題 1.由物體的受力情況求解運動情況的基本思路: 先求出幾個力的合力,由牛頓第二定律(F合=ma)求出,再由運動學的有關公式求出有關的運動量. 2.由物體的運動情況求解受力情況的基本思路: 已知加速度或根據(jù)運動規(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)系運動問題與受力問題的橋梁,加速度是解題的關鍵.,,加速度,加速度,二、超重和失重 1.超重與失重 物體對水平支持物的壓力(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,物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象. 2.完全失重 物體對水平支持物的壓力(或

2、對豎直懸掛物的拉力)的情況稱為完全失重現(xiàn)象.,,大于,小于,等于零,,【辨別明理】 (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)力不會影響系統(tǒng)整體的運動效果.() (3)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解,所以加速度由運動情況決定.() (4)物體處于超重狀態(tài)時,物體的重力大于mg.() (5)物體處于完全失重狀態(tài)時其重力消失.() (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.() (7)減速上升的升降機內(nèi)的物體對地板的壓力大于重力.(),,,答案(1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)(),考點

3、一動力學的兩類基本問題,解決動力學兩類問題的基本思路,例1 (9分)2018浙江4月選考 可愛的企鵝喜歡在冰面上玩游戲.如圖7-1所示,有一企鵝在傾角為37的傾斜冰面上,先以加速度a=0.5 m/s2從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”,t=8 s時,突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點,完成一次游戲(企鵝在滑動過程中姿勢保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)=0.25,已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2.求: (1)企鵝向上“奔跑”的位移大小; (2)企鵝在冰面滑動的加速度大小; (3)企鵝退滑到出發(fā)點時的速度大小.(計算結(jié)果可 用根式表示)

4、,,考向一已知受力求運動,,圖7-1,【規(guī)范步驟】 (1)向上“奔跑”過程的位移x=(2分) (2)上滑過程的加速度大小a1=(2分) 下滑過程的加速度大小a2=(2分) (3)上滑過程的位移x1=(1分) 設退滑到出發(fā)點的速度為v,則(1分) 解得v=(1分),,,,變式題 2018呼和浩特模擬 滑沙運動中,滑板相對沙地的速度大小會影響沙地對滑板的動摩擦因數(shù).假設滑沙者的速度超過8 m/s時,滑板與沙地間的動摩擦因數(shù)就會由1=0.5變?yōu)?=0.25.如圖7-2所示,一滑沙者從傾角=37的坡頂A處由靜止開始下滑,滑至坡底B(B處為一平滑小圓弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C處.已知滑板與水平

5、地面間的動摩擦因數(shù)恒為3=0.4,AB坡長L=20.5 m,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2,不計空氣阻力,求: (1)滑沙者到B處時的速度大小; (2)滑沙者在水平地面上運動的最大距離;,,(3)滑沙者在AB段下滑與在BC段滑動的時間之比.,,圖7-2,,答案 (1)10 m/s(2)12.5 m(3)95,,,,考向二已知運動求受力,,(1)請通過計算說明在加速階段飛行員是否暈厥; (2)求本次飛行測試中殲-20勻速飛行的時間; (3)求本次飛行測試中在加速階段殲-20發(fā)動 機提供的推力大小.,,,,圖7-3,,變式題 地球脈動2是BBC制作的大型紀錄片,該片

6、為了環(huán)保采用熱氣球進行拍攝.若氣球在空中停留一段時間后,攝影師扔掉一些壓艙物使氣球豎直向上做勻加速運動.假設此過程中氣球所受空氣作用力與停留階段相等,攝影師在4 s時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)氣球上升了4 m;然后保持質(zhì)量不變,通過減小空氣作用力使氣球速度再上升2 m過程中隨時間均勻減小到零.已知氣球、座艙、壓艙物、攝影 器材和人員的總質(zhì)量為1050 kg,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)勻加速階段的加速度大小; (2)扔掉的壓艙物質(zhì)量; (3)氣球速度均勻減小過程中所受空氣作用力的大小.,,,圖7-4,,答案 (1)0.5 m/s2(2)50 kg(3)9000 N,,考點二牛頓第二定律與圖像綜合問

7、題,1.常見的動力學圖像 v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像、F-a圖像等. 2.解題策略 (1)動力學圖像問題實質(zhì)是求解力與運動的關系,解題關鍵在于弄清圖像斜率、截距、交點、拐點、面積的物理意義. (2)應用物理規(guī)律列出與圖像對應的函數(shù)關系式,進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關系,以便對有關物理問題進行準確判斷.,例3 2018全國卷 如圖7-5所示,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運動,以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復原長前,如圖7-6所示表示F和x之間關系的圖像可能正確的是(),,,圖7-

8、5,,圖7-6,,答案 A,,,變式題1 如圖7-7甲所示,一個質(zhì)量為3 kg的物體放在粗糙水平地面上,從零時刻起,物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運動.在03 s時間內(nèi)物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,則() A.F的最大值為12 N B.01 s內(nèi)和23 s內(nèi)物體加速度的方向 相反 C.3 s末物體的速度最大,最大速度為8 m/s D.01 s內(nèi)物體做勻加速運動,23 s內(nèi)物體做勻減速運動,,圖7-7,,答案 C,,變式題2 (多選)如圖7-8甲所示,一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面,其運動的v-t圖線如圖乙所示.若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量,則可求出()

9、A.斜面的傾角 B.物塊的質(zhì)量 C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度,,,,甲乙 圖7-8,,答案 ACD, 要點總結(jié),解決圖像綜合問題的關鍵 (1)分清圖像的類別:即分清橫、縱坐標所代表的物理量,明確其物理意義,掌握物理圖像所反映的物理過程,會分析臨界點. (2)明確能從圖像中獲得哪些信息:把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來,再結(jié)合斜率、特殊點、面積等的物理意義,確定從圖像中反饋出來的有用信息,這些信息往往是解題的突破口或關鍵點.,,考點三 超重與失重問題,例4 人教版必修1改編 如圖7-9所示,小芳在體重計上完成下蹲動作,反映體重計示數(shù)隨時間變化的F-t圖像可能正確

10、的是圖7-10中的(),,圖7-9,,,,,圖7-10,,答案 C, 題根分析,本題通過受力分析和牛頓第二定律,考查運動過程中的超重、失重問題.對超重、失重問題的分析應注意: (1)超重、失重現(xiàn)象的實質(zhì)是物體的重力的作用效果發(fā)生了變化,重力的作用效果增強,則物體處于超重狀態(tài);重力的作用效果減弱,則物體處于失重狀態(tài).重力的作用效果體現(xiàn)在物體對水平面的壓力、物體對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

11、態(tài),當物體的加速度等于重力加速度時(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)象都會完全消失,如天平不能測量物體的質(zhì)量、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強等.,, 變式網(wǎng)絡,,,,,圖7-11,,答案 AD,,,,變式題2 (多選)如圖7-12甲所示為一條傾斜的傳送軌道,B是傳送貨物的平臺,可以沿著斜面上的直軌道運送物體.某次傳送平臺B沿軌道將貨物A向下傳送到斜面軌道下端,運動過程可用如圖乙所示的速度時間圖像表示.下列分析中不正確的是(),,圖7-12,,,,A.0t1時間內(nèi),B對A的支持力小于重力,摩擦力水平向右 B.t1t2時間

12、內(nèi),B對A的支持力等于重力,摩擦力水平向左 C.t2t3時間內(nèi),B對A的支持力大于重力,摩擦力水平向右 D.0t1時間內(nèi)出現(xiàn)失重現(xiàn)象,t2t3時間內(nèi)出現(xiàn)超重現(xiàn)象,,,答案 BC,解析 由圖像可知,0t1時間內(nèi),整體沿斜面向下做勻加速運動,此加速度可以分解為水平向右和豎直向下的加速度,再分析A的受力可以得到,豎直方向上A有向下的加速度,則B對A的支持力小于重力,而水平方向上A有向右的加速度,則A受到水平向右的摩擦力,故A正確;,,由圖像可知,t1t2時間內(nèi),整體向下做勻速運動,A受力平衡,所以豎直方向上B對A的支持力等于重力,水平方向上不受摩擦力的作用,故B錯誤;由圖像可知,t2t3時間內(nèi),整體

13、沿斜面向下做勻減速運動,此加速度可以分解為水平向左和豎直向上的加速度,再分析A的受力可以得到,豎直方向上A有向上的加速度,則B對A的支持力大于重力,而水平方向上A有向左的加速度,則A受到水平向左的摩擦力,故C錯誤;0t1時間內(nèi),整體沿斜面向下做勻加速運動,處于失重狀態(tài),t2t3時間內(nèi),整體沿斜面向下做勻減速運動,處于超重狀態(tài),故D正確.,,,,變式題3 (多選)飛船繞地球做勻速圓周運動,宇航員處于完全失重狀態(tài)時,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.正立和倒立時宇航員感覺一樣,,,答案 CD,解析 飛船繞地球做勻

14、速圓周運動時,飛船以及里面的宇航員都受到地球的萬有引力,選項A錯誤;宇航員隨飛船繞地球做勻速圓周運動,宇航員受到的地球的萬有引力提供其做圓周運動的向心力,不是處于平衡狀態(tài),選項B錯誤,選項C正確;完全失重狀態(tài)下,重力的效果完全消失,正立和倒立感覺一樣,選項D正確.,1.(多選)如圖所示是雜技中“頂竿”表演.地面上演員B的肩部頂住一根長直竹竿,另一演員A爬至竹竿頂端完成各種動作.某次“頂竿”表演臨近結(jié)束時,演員A從竿(豎直)頂由靜止開始下滑,滑到竿底時速度恰好為零,若竿長為6 m,下滑的總時間為3 s,前1 s做勻加速運動,1 s末達到最大速度后做勻減速運動,3 s末恰滑到竿底.設演員A的質(zhì)量為

15、40 kg,竹竿的質(zhì)量為1 kg,g取10 m/s2,則() A.在下滑過程,演員A的加速度方向始終向下 B.在下滑過程中,演員A所受的摩擦力保持不變 C.13 s內(nèi),演員A處于超重狀態(tài) D.t=2.5 s時,演員B肩部所受的壓力大小為490 N,,答案 CD,2.如圖甲所示,在傾角=37的粗糙斜面上,一質(zhì)量m=2 kg的物塊受水平方向恒力F的作用,t=0時刻物塊以某一速度從斜面上A點沿斜面下滑,在t=4 s時滑到水平面上,此時撤去F,在這以后的一段時間內(nèi)物塊運動的速度隨時間變化關系圖像如圖乙所示.已知A點到斜面底端的距離x=18 m,物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)相同,不考慮轉(zhuǎn)角處機械能損失

16、,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,求: (1)物塊在A點時的速度大小; (2)水平恒力F的大小.,,,,答案 (1)5 m/s(2)10.1 N,,,,3.一個質(zhì)量為m=2 kg的滑塊能在傾角為=30的足夠長的斜面上以a=2.5 m/s2的加速度勻加速下滑.如圖所示,若用一水平向右的恒力F作用于滑塊,使其由靜止開始在t=2 s內(nèi)能沿斜面運動位移x=4 m.g取10 m/s2,求: (1)滑塊和斜面間的動摩擦因數(shù); (2)恒力F的大小.,,,4.2018上海閔行質(zhì)檢 如圖所示,直桿水平固定,質(zhì)量m=0.1 kg的小圓環(huán)套在桿上A點,在豎直平面內(nèi)對環(huán)施加一個與桿成=53角的斜向上的恒力F,使小圓環(huán)由靜止開始沿桿向右運動,并在經(jīng)過B點時撤掉此拉力F,小圓環(huán)最終停在C點.已知小圓環(huán)與直桿間的動摩擦因數(shù)=0.8,AB與BC的長度之比s1s2=85.g取10 m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6.求: (1)在BC段小圓環(huán)的加速度a2的大小; (2)在AB段小圓環(huán)的加速度a1的大小; (3)拉力F的大小.,,答案 (1)8 m/s2(2)5 m/s2(3)1.05 N或7.5 N,