2012年高考一輪復(fù)習(xí)優(yōu)化方案第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第二節(jié).ppt

第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題,課堂互動(dòng)講練,經(jīng)典題型探究,第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,知能優(yōu)化演練,一、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_，加速度的方向跟作用力的方向_ 2表達(dá)式：Fma 3適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面_或_的參考系 (2)牛頓第二定律只適用于_物體(相對(duì)于分子、原子等)、_運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,正比,反比,相同,靜止,勻速直線運(yùn)動(dòng),宏觀,低速,提示：不對(duì)物體的質(zhì)量與受力、運(yùn)動(dòng)情況無關(guān),二、兩類動(dòng)力學(xué)問題 1已知物體的受力情況，求物體的_ 2已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的_ 特別提示：利用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁”作用，將運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合，尋找加速度和未知量的關(guān)鍵，是解決這類問題的思考方向,運(yùn)動(dòng)情況,受力情況,三、力學(xué)單位制 1單位制：由_單位和_單位一起組成了單位制 2基本單位：基本物理量的單位，基本物理量共七個(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，它們是_、_、_，它們的單位分別是_、_、_ 3導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)_推導(dǎo)出來的其他物理量的單位 4國(guó)際單位制中的基本物理量和基本單位,基本,導(dǎo)出,長(zhǎng)度,質(zhì)量,時(shí)間,米,千克,秒,物理關(guān)系,一、對(duì)牛頓第二定律的理解 1牛頓第二定律的“五性”,課堂互動(dòng)講練,2.關(guān)于瞬時(shí)加速度的兩類模型 分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立 (1)剛性繩(或接觸面)：一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間，一般題目中所給的細(xì)線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時(shí)，均可按此模型處理 (2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的,特別提醒：(1)力和加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性是高考的重點(diǎn)物體的受力情況應(yīng)符合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)外界因素發(fā)生變化(如撤力、變力、斷繩等)時(shí)，需重新進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，切忌想當(dāng)然！ (2)細(xì)繩彈力可以發(fā)生突變而彈簧彈力不能發(fā)生突變,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 1.如圖321所示，物體A、B質(zhì)量均為m，中間有一輕質(zhì)彈簧相連，A用繩懸于O點(diǎn)，當(dāng)突然剪斷OA繩時(shí)，關(guān)于A物體的加速度，下列說法正確的是( ),圖321,A0 Bg C2g D無法確定 解析：選C.剪斷繩前，繩中拉力為2mg，彈簧中的彈力為mg向下，剪斷繩后，繩中拉力突然消失，而其他力不變，故物體A所受合力的大小為向下的2mg，加速度為向下的2g，故C正確,二、解答動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題的方法和步驟 1動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的分析流程圖,2基本方法 (1)明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點(diǎn)，如果是比較復(fù)雜的問題，應(yīng)該明確整個(gè)物理現(xiàn)象是由哪幾個(gè)物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個(gè)物理過程 (2)根據(jù)問題的要求和計(jì)算方法，確定研究對(duì)象進(jìn)行分析，并畫出示意圖圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號(hào)和方向?qū)γ恳粋€(gè)力都明確施力物體和受力物體，以免分析力時(shí)有所遺漏或無中生有,(3)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，通常先用表示物理量的符號(hào)運(yùn)算，解出所求物理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運(yùn)算求結(jié)果 3應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟 (1)明確研究對(duì)象根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體,(2)分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況畫好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程 (3)選取正方向或建立坐標(biāo)系通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向 (4)求合外力F合 (5)根據(jù)牛頓第二定律F合ma列方程求解，必要時(shí)還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論,特別提醒：(1)物體的運(yùn)動(dòng)情況是由所受的力及物體運(yùn)動(dòng)的初始狀態(tài)共同決定的 (2)無論是哪種情況，加速度都是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的“橋梁”,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 2. 如圖322所示，在光滑水平面上有一輛小車A，其質(zhì)量為mA2.0 kg，小車上放一個(gè)物體B，其質(zhì)量為mB1.0 kg.如圖甲所示，給B一個(gè)水平推力F，當(dāng)F增大到稍大于3.0 N時(shí)，A、B開始相對(duì)滑動(dòng)如果撤去F，對(duì)A施加一水平推力F，如圖乙所示要使A、B不相對(duì)滑動(dòng)，求F的最大值Fm.,圖322,解析：根據(jù)圖甲所示，設(shè)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值Ff時(shí)，系統(tǒng)的加速度為a.根據(jù)牛頓第二定律對(duì)A、B整體有F(mAmB)a，對(duì)A有FfmAa，代入數(shù)據(jù)解得Ff2.0 N根據(jù)圖乙所示，A、B剛開始滑動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有 FfmBa，F(xiàn)m(mAmB)a， 代入數(shù)據(jù)解得Fm6.0 N.,答案：6.0 N,(2011年合肥六中檢測(cè))如圖323甲所示，一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)求解下列問題：,經(jīng)典題型探究,圖323,(1)現(xiàn)將線L2剪斷，求剪斷L2的瞬間物體的加速度 (2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長(zhǎng)度相同(掛m后)，質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖乙所示，其他條件不變，求剪斷L2的瞬間物體的加速度 【思路點(diǎn)撥】 彈簧彈力不能發(fā)生突變，在剪斷瞬間仍然保持原來的大小和方向；而細(xì)繩的彈力會(huì)發(fā)生突變，在剪斷瞬間會(huì)突然改變,【解析】 (1)對(duì)圖甲的情況，L2剪斷的瞬間，繩L1不可伸縮，物體的加速度只能沿垂直L1的方向， 則：mgsinma1 a1gsin，方向?yàn)榇怪庇贚1斜向下 (2)對(duì)圖乙的情況，設(shè)彈簧上拉力為FT1，L2線上拉力為FT2，重力為mg，物體在三力作用下保持平衡，有FT1cosmg， FT1sinFT2，F(xiàn)T2mgtan 剪斷線的瞬間，F(xiàn)T2突然消失，物體即在FT2反方向獲得加速度因此mgtanma2，所以加速度a2gtan，方向在FT2反方向，即水平向右,【答案】 (1)大小為gsin，方向垂直于L1斜向下 (2)大小為gtan，方向水平向右,變式訓(xùn)練 (2010年高考大綱全國(guó)卷)如圖324，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有 ( ),圖324,如圖325所示，質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上，扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動(dòng)，a與水平方向的夾角為.求人所受到的支持力和摩擦力,圖325,【解析】 法一：以人為研究對(duì)象，他站在減速上升的電梯上，受到豎直向下的重力mg和豎直向上的支持力FN，還受到水平方向的靜摩擦力F靜，由于物體斜向下的加速度有一個(gè)水平向左的分量，故可判斷靜摩擦力的方向水平向左，人受力如圖326甲所示，建立如圖所示的坐標(biāo)系，并將加速度分解為水平方向加速度ax和豎直方向加速度ay，如圖326乙所示，則axacos，ayasin.,圖326,由牛頓第二定律得F靜max，mgFNmay， 解得F靜macos，F(xiàn)Nm(gasin) 法二：以人為研究對(duì)象，受力分析如圖327所示因摩擦力F為待求，且必沿水平方向，設(shè)為水平向右建立如圖所示坐標(biāo)系，并規(guī)定正方向,圖327,根據(jù)牛頓第二定律得 x方向：mgsinFNsinFcosma y方向：mgcosFsinFNcos0 由兩式可解得FNm(gasin)，F(xiàn)macos. F為負(fù)值，說明摩擦力的實(shí)際方向與假設(shè)方向相反，為水平向左 【答案】 見解析,【方法技巧】 (1)對(duì)受多個(gè)力作用的物體應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)，常用的方法是正交分解，分解時(shí)，可以分解力，也可以分解加速度 (2)判斷靜摩擦力的方向、計(jì)算靜摩擦力的大小時(shí)，若物體處于平衡狀態(tài)，則可根據(jù)平衡條件判斷靜摩擦力的方向，計(jì)算摩擦力的大小；若物體有加速度，則應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律判斷靜摩擦力的方向，并計(jì)算其大小,(滿分樣板 14分)(2010年高考安徽理綜卷)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖328所示g取10 m/s2，求：,圖328,(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)水平推力F的大??； (3)010 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小 【思路點(diǎn)撥