物理第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題 新人教版

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1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律第 三 章第第2講牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題講牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題1 1知 識(shí) 梳 理 自 測知 識(shí) 梳 理 自 測2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識(shí)梳理自測知識(shí)梳理自測 1內(nèi)容：物體加速度的大小跟_成正比，跟_成反比，加速度的方向跟_的方向相同。 2表達(dá)式：_。 3適用范圍： (1)牛頓第二定律只適用于_參考系，即相對(duì)地面_的參考系。 (2)牛頓第二定律只適用于_(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。牛頓第二定律它受到的合外力它受到的合外力 物體

2、的質(zhì)量物體的質(zhì)量 合外力合外力 Fma 慣性慣性 靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng) 宏觀物體宏觀物體 思考：如圖所示，小強(qiáng)自己拉車子時(shí)，無論怎么用力也難以拉動(dòng)，最后在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)。 (1)根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，為什么小強(qiáng)用力拉車時(shí)車子不動(dòng)呢？小強(qiáng)的拉力不產(chǎn)生加速度嗎？ (2)小強(qiáng)和小紅一起用力的瞬間，車子是否馬上獲得加速度？是否馬上獲得速度？ 答案：(1)車還受摩擦力作用。小強(qiáng)的拉力產(chǎn)生加速度。(2)是否。 1定義：由_和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 2分類：(1)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

3、千克(kg)、秒(s)和_。 (2)導(dǎo)出單位：由_量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。單位制基本單位基本單位 基本量基本量 質(zhì)量質(zhì)量 時(shí)間時(shí)間 長度長度 米米(m) 基本基本 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_。 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：兩類動(dòng)力學(xué)問題運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況 受力情況受力情況 加速度加速度 牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律 思考：如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙程度相同的水平面上從速度vA均勻減為vB的過程中前進(jìn)的距離為x。 (1)物體做什么運(yùn)動(dòng)？能求出它的加速度嗎？

4、(2)物體受幾個(gè)力作用？能求出它受到的摩擦力嗎？ 思維診斷： (1)物體加速度的方向與所受合外力的方向可以不同。() (2)對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平力，當(dāng)力剛開始作用瞬間，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)物體所受合外力變小，物體的速度一定變小。 () (5)物體所受合外力大，其加速度就一定大。 () (6)牛頓第二定律適用于一切運(yùn)動(dòng)情況。 () (7)單位“牛頓”是基本單位。 ()B 解析重物勻速運(yùn)動(dòng)過程，彈簧對(duì)重物的彈力與重力平衡，手突然停止運(yùn)動(dòng)后，重物由于慣性繼續(xù)下降，彈簧伸長量變大，彈力變大，故重力與彈力的合力變大，根據(jù)牛頓

5、第二定律，重物的加速度變大，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。C A 解析對(duì)球進(jìn)行受力分析，受到重力mg和球拍對(duì)它的支持力N，作出受力分析圖如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得：A 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破牛頓第二定律的理解C 解題導(dǎo)思：(1)其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來大小的過程中，質(zhì)點(diǎn)所受合外力的大小、方向如何變化？加速度如何變化？速度如何變化？ (2)畫出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象。 解析質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則多個(gè)力的合力為零，其中任意一個(gè)力與剩余所有力的合力大小相等、方向相反，使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來的大小，則所有力的合力先變大后變小，但合力

6、的方向不變，根據(jù)牛頓第二定律，a先增大后減小，v始終增大，故選C。類題演練類題演練 1 A 解析小球和小車的加速度相同，所以小球在重力和桿的作用力兩個(gè)力的作用下也沿水平向左的方向加速運(yùn)動(dòng)，加速度水平向左，根據(jù)牛頓第二定律Fma可知，加速度的方向與合力的方向相同，故小球所受的合力方向水平向左，根據(jù)力的合成知識(shí)可知，直桿對(duì)小球的作用力只可能沿OA方向，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 1兩種模型 加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡化為以下兩種模型： 2求解瞬時(shí)加速度的一般思路應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問題A 解題導(dǎo)思：剪斷細(xì)繩的瞬間，彈簧的彈力不能突變，A和B之

7、間的細(xì)繩的拉力是否突變?yōu)榱?？為什?答案：此題中A和B之間的細(xì)繩的拉力不能突變?yōu)榱?，如果為零，則B球的加速度比A球大，細(xì)繩瞬間又被拉緊。 解析剪斷細(xì)線前，由平衡條件可知，A上端的細(xì)線的拉力為3mg，A、B之間細(xì)線的拉力為2mg，輕彈簧的拉力為mg。在剪斷細(xì)線的瞬間，輕彈簧中拉力不變，小球C所受合外力為零，所以C的加速度為零；A、B小球被細(xì)線拴在一起，整體受到二者重力和輕彈簧向下的拉力，由牛頓第二定律，3mg2ma，解得a1.5g，選項(xiàng)A正確。 規(guī)律總結(jié)： 求解瞬時(shí)加速度問題時(shí)應(yīng)抓住“兩點(diǎn)” (1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。 (2

8、)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過程的積累，不會(huì)發(fā)生突變。類題演練類題演練 2 BD 類題演練類題演練 3 D 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 解析甲圖中彈簧彈力不變，A球受力不發(fā)生變化A球加速度為零，而B球因撤去擋板而支持力消失，B球受力沿斜面向下，F(xiàn)彈mgsinF彈，F(xiàn)彈mgsin，則aB甲2gsin，而乙圖中去掉擋板桿彈力發(fā)生突變，變?yōu)?，則乙圖中A、B兩球所受合力均為mgsin，則兩球加速度均為gsin，則aB甲2aB乙，D正確，其余選項(xiàng)不正確。 動(dòng)力學(xué)兩類基本

9、問題的解題思路動(dòng)力學(xué)兩類基本問題 解題導(dǎo)思：(1)環(huán)的運(yùn)動(dòng)過程分為幾段？各是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ (2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度與勻減速直線運(yùn)動(dòng)的初速度有何關(guān)系？ 答案：(1)環(huán)的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段，先是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)相等。 解析(1)在力F作用0.5s內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律有 FcosmgsinFfma1 FsinFNmgcos FfFN 設(shè)0.5s末速度為v 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有va1t1 撤去F后0.4s內(nèi) mgsinmgcosma2 規(guī)律總結(jié)： 解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問題應(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)兩個(gè)橋梁加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁

10、；速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁。類題演練類題演練 4 (1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為多大？ (2)座椅在勻減速運(yùn)動(dòng)階段的時(shí)間為多少？ (3)在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍？ 答案：(1)12m/s(2)4.8s(3)1.25 解析(1)設(shè)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為v，下落時(shí)間t11.2s，由vgt1得v12m/s。 (1)明確常見圖象的應(yīng)用方法，如下表：牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圖象結(jié)合問題vt圖象根據(jù)圖象的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力Fa圖象首先要根據(jù)具體的物理情景，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出F、a兩個(gè)量間的函數(shù)

11、關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖象，明確圖象的斜率、截距或面積的意義，從而由圖象給出的信息求出未知量at圖象要注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程Ft圖象要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) (2)圖象類問題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題，以牛頓第二定律為紐帶，理解圖象的類型，圖象的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義。運(yùn)用圖象解決問題一般包含兩個(gè)角度：用給定的圖象解答問題；根據(jù)題意作圖，用圖象解答問題。在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情景與函數(shù)、圖象的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系A(chǔ)BD 類題演練類題演練 5 A 解析在物塊沿光滑斜面下

12、滑的過程中，對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析，設(shè)此過程物塊的加速度大小為a1，物塊沿斜面下滑的時(shí)間為t1，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v，根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin37ma1，解得a1gsin376m/s2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv0at可得va1t16t1。在物塊沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)的過程中，對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析，設(shè)此過程中物塊的加速度大小為a2，物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，根據(jù)牛頓第二定律可得fma2，fmg，可得a2g2m/s2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv0at可得va2t22t2，得a13a2，t23t1，故A正確。階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 等時(shí)圓模型 1模型的兩種情況 (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圓環(huán)上所用時(shí)間相等，如圖乙所示。 2.模型的分析思路B 解題導(dǎo)思：(1)重物從A到B做什么運(yùn)動(dòng)？ (2)如何表示斜槽的長度？ 答案：(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)sAB2Rsin602rsin60 sCD2Rsin302rsin30 反思總結(jié)： 本題符合等時(shí)圓模型，可直接套結(jié)論解題。類題演練類題演練 6 B AtAtCtB BtAtCtB CtAtCtB D由于C點(diǎn)的位置不確定，無法比較時(shí)間大小關(guān)系