2012年高考一輪復習優(yōu)化方案第3章牛頓運動定律第二節(jié).ppt

第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動力學問題,課堂互動講練,經(jīng)典題型探究,第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動力學問題,基礎(chǔ)知識梳理,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，即相對于地面_或_的參考系 (2)牛頓第二定律只適用于_物體(相對于分子、原子等)、_運動(遠小于光速)的情況,基礎(chǔ)知識梳理,正比,反比,相同,靜止,勻速直線運動,宏觀,低速,提示：不對物體的質(zhì)量與受力、運動情況無關(guān),二、兩類動力學問題 1已知物體的受力情況，求物體的_ 2已知物體的運動情況，求物體的_ 特別提示：利用牛頓第二定律解決動力學問題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁”作用，將運動學規(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,運動情況,受力情況,三、力學單位制 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，其中力學有三個，它們是_、_、_，它們的單位分別是_、_、_ 3導出單位：由基本量根據(jù)_推導出來的其他物理量的單位 4國際單位制中的基本物理量和基本單位,基本,導出,長度,質(zhì)量,時間,米,千克,秒,物理關(guān)系,一、對牛頓第二定律的理解 1牛頓第二定律的“五性”,課堂互動講練,2.關(guān)于瞬時加速度的兩類模型 分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度此類問題應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，不需要形變恢復時間，一般題目中所給的細線、輕桿和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理 (2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點是形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的,特別提醒：(1)力和加速度的瞬時對應性是高考的重點物體的受力情況應符合物體的運動狀態(tài)，當外界因素發(fā)生變化(如撤力、變力、斷繩等)時，需重新進行運動分析和受力分析，切忌想當然！ (2)細繩彈力可以發(fā)生突變而彈簧彈力不能發(fā)生突變,即時應用(即時突破，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，當突然剪斷OA繩時，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、解答動力學的兩類基本問題的方法和步驟 1動力學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，如果是比較復雜的問題，應該明確整個物理現(xiàn)象是由哪幾個物理過程組成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點，再分別研究每一個物理過程 (2)根據(jù)問題的要求和計算方法，確定研究對象進行分析，并畫出示意圖圖中應注明力、速度、加速度的符號和方向?qū)γ恳粋€力都明確施力物體和受力物體，以免分析力時有所遺漏或無中生有,(3)應用牛頓運動定律和運動學公式求解，通常先用表示物理量的符號運算，解出所求物理量的表達式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運算求結(jié)果 3應用牛頓第二定律的解題步驟 (1)明確研究對象根據(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動情況畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程 (3)選取正方向或建立坐標系通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向 (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，必要時還要對結(jié)果進行討論,特別提醒：(1)物體的運動情況是由所受的力及物體運動的初始狀態(tài)共同決定的 (2)無論是哪種情況，加速度都是聯(lián)系力和運動的“橋梁”,即時應用(即時突破，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，小車上放一個物體B，其質(zhì)量為mB1.0 kg.如圖甲所示，給B一個水平推力F，當F增大到稍大于3.0 N時，A、B開始相對滑動如果撤去F，對A施加一水平推力F，如圖乙所示要使A、B不相對滑動，求F的最大值Fm.,圖322,解析：根據(jù)圖甲所示，設(shè)A、B間的靜摩擦力達到最大值Ff時，系統(tǒng)的加速度為a.根據(jù)牛頓第二定律對A、B整體有F(mAmB)a，對A有FfmAa，代入數(shù)據(jù)解得Ff2.0 N根據(jù)圖乙所示，A、B剛開始滑動時系統(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)如圖323甲所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細線上，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)若將圖甲中的細線L1換成長度相同(掛m后)，質(zhì)量不計的輕彈簧，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；而細繩的彈力會發(fā)生突變，在剪斷瞬間會突然改變,【解析】 (1)對圖甲的情況，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，方向為垂直于L1斜向下 (2)對圖乙的情況，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,變式訓練 (2010年高考大綱全國卷)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，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(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的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上減速運動，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為負值，說明摩擦力的實際方向與假設(shè)方向相反，為水平向左 【答案】 見解析,【方法技巧】 (1)對受多個力作用的物體應用牛頓第二定律時，常用的方法是正交分解，分解時，可以分解力，也可以分解加速度 (2)判斷靜摩擦力的方向、計算靜摩擦力的大小時，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，計算摩擦力的大?。蝗粑矬w有加速度，則應根據(jù)牛頓第二定律判斷靜摩擦力的方向，并計算其大小,(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動，一段時間后撤去F，其運動的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摩擦因數(shù)； (2)水平推力F的大?。?(3)010 s內(nèi)物體運動位移的大小 【思路點撥