高三物理一輪復(fù)習(xí)優(yōu)質(zhì)學(xué)案：牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題

1、高三物理一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)課2牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題保前雙基日知知識(shí)排查M幟由一牛頓第二定律1 .內(nèi)容物體加速度的大小跟作用力成正比跟物體的質(zhì)量成反上之為速度的方向與作用 力方向相同。2 .表達(dá)式：F = ma。3 .適用范圍（1）只適用于慣性參考系（相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系）。（2）只適用于宏觀物體（相對(duì)于分子、原子卜低速運(yùn)動(dòng)（遠(yuǎn)小于光速）的情況。知識(shí)意單位制1 .單位制由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2 .基本單位基本物理量的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè)，它們分別是質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間，它們的國(guó)際單位分別是 明、m和So3 .導(dǎo)出單位由基本單位根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位

2、。M識(shí)由三兩類動(dòng)力學(xué)問題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運(yùn)動(dòng)情況。第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。2 .解決兩類基本問題的方法以加速度為 橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解,具體邏輯關(guān)系如/I第一定靠培曲學(xué)注式t一X受力情雙卡1加速度11運(yùn)劉臨閨由運(yùn)動(dòng)求力小題速練1 .思考判斷 （1）對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體立即 獲得加速度。（）（2）F=ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)。（）（3）物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位 關(guān)系。（）（4）物體所受合外力減小，加速度一定減小

3、，速度也一定減小。（）答案 （1） VVVX2 .（多選）下列哪些物理量的單位是導(dǎo)出單位（）B.壓強(qiáng)的單位PaD.加速度的單位m/s2A.力的單位NC.長(zhǎng)度的單位m答案 ABD3 .人教版必修1 P86例2改編如圖1所示，截面為直角三角形的木塊置于粗糙的 水平地面上，具傾角 430,斜面長(zhǎng)為7 m?，F(xiàn)木塊上有一質(zhì)量為 m=1.0 kg的 滑塊從斜面頂端下滑，測(cè)得滑塊在 0.40 s內(nèi)速度增加了 1.4 m/s,且知滑塊滑行過程中木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度 g取10 m/s2,求:圖1（1）滑塊滑行過程中受到的摩擦力大??；（2）滑塊滑到木塊底部時(shí)的速度大小。解析（1）由題意可知，滑塊滑行的加速

4、度加 1.422，、a=兀 = 00 m/s2 =3.5 m/s2。對(duì)滑塊受力分析，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin 0- Ff=ma,解得 Ff= 1.5 N。(2)根據(jù) v2 = 2ax 得 v= 22 3.5 7 m/s= 7 m/s 答案(1)1.5 N (2)7 m/s研透多點(diǎn)愎心突破保堂互研探咒I考點(diǎn)B牛頓第二定律的理解和應(yīng)用1 .牛頓第二定律的性質(zhì)2 .合力、加速度、速度的關(guān)系 (1)物體的加速度由所受合力決定，與速度無必然聯(lián)系。(2)合力與速度夾角為銳角，物體加速；合力與速度夾角為鈍角，物體減速。(3)a=，是加速度的定義式，a與v、加無直接關(guān)系；a=m是加速度的決定式I

5、跟進(jìn)題組多角練透1.(多選)下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是 ()A.物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B.物體的速度為0,則加速度為0,所受的合外力也為0C.物體的速度為0,但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物體的速度很大，但加速度可能為 0,所受的合外力也可能為0解析 物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個(gè)很大，另一個(gè)可以很小，甚至為0,物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項(xiàng) C、D正確。答案 CD2.如圖2所示，一木塊在光滑水平面上受一個(gè)包力F作用而運(yùn)動(dòng)，前方固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，

6、下列判斷正確的是 （）cj-/ 手 寸 圖2A.木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B.木塊將立即做變減速直線運(yùn)動(dòng)C.在彈簧彈力大小等于恒力F時(shí)，木塊的速度最大D.在彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊的加速度為零答案 C3.（2017上海單科）如圖3,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，懸線一端固定于地面，另一端拉住 個(gè)帶電小球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。忽略空氣阻力，當(dāng)懸線斷裂后，小球?qū)⒆鯝.曲線運(yùn)動(dòng)B.勻速直線運(yùn)動(dòng)C.勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.變加速直線運(yùn)動(dòng)11解析 在懸線斷裂前，小球受重力、電場(chǎng)力和懸線拉力作用而處于平衡狀態(tài)，故 重力與電場(chǎng)力的合力與拉力等值反向。懸線斷裂后，小球所受重力與電場(chǎng)力的合 力大小、方向均不變，故小球?qū)⒀卦瓉響揖€拉力的反

7、方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選 項(xiàng)C正確。考點(diǎn)牛頓第二定律的瞬時(shí)性答案 C兩種模型;不發(fā)生明顯形變就能環(huán)生弗力的斷或路. .；脫離后.不高要時(shí)間恢短俱變.科力M ： *丹 :即濤失成改型,一股密目中所需的輕癡 和播面:拄桿和撞觸曲在不加特殊說明時(shí)均可，故此模型地四1 ， K , 兩種、）i,苧/:當(dāng)憚黃的西端、物體相通即兩端為置:豆璃心L由十物體行假性.彈辭的依;彈費(fèi).簿咪：度不會(huì)廢生突變.所目在瞬時(shí)問題中.： 而或應(yīng)樂,戰(zhàn)彈力的k小認(rèn)為是不變的,印妣時(shí)彈：簧的一力不，變典例 兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖 示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩 OA,讓小球下落，在剪斷車5繩的瞬間，設(shè)小

8、球 A、B的加速度分別用ai和a2表示，則（）04。與圖4Aa = g, a2 = gC.ai = g, a2 = 0B.ai = 0, a2=2gD.ai = 2g, a2 = 0審題關(guān)鍵點(diǎn)兩條輕繩連接剪斷輕純的瞬間解析 由于繩子張力可以突變，故剪斷 OA后小球A、B只受重力，其加速度ai= a2=g。故選項(xiàng)A正確。答案 A拓展延伸1 把輕繩換成輕彈簧在典例中只將A、B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如圖5所示，則典例選項(xiàng)中正確的是（）5QS36 圖解析 剪斷輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故小球 A所受合力為2mg,小球B所受合力為零,所以小球 A、B的加速度分別為ai = 2g, a2

9、=0。故選項(xiàng)D正答案 D拓展延伸2改變平衡狀態(tài)的呈現(xiàn)方式把拓展延伸1的題圖放置在傾角為 430的光滑斜面上，如圖6所示，系統(tǒng) 靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是A.1A.aA = 0 aB = gC.aA=g aB = g圖6B.aA=g aB=0D.aA=0 aB=g解析 細(xì)線被燒斷的瞬間，小球 B的受力情況不變，加速度為00燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為 T=2mgsin 9,燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin 9,所以A球的瞬時(shí)加速度為aA=2gsin 30= g,故選項(xiàng)B正確。答案 B方法技巧1 .求解瞬時(shí)加速度的一般思路，打陣的

10、受力情況沖才利和速庵,2 .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)積累的過程，不會(huì)發(fā)生突變。I跟進(jìn)題組多角練透1 .如圖7,質(zhì)量為1.5 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為 0.5 kg的物體B 由細(xì)線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓?，F(xiàn)突然將細(xì)線剪斷，則剪斷 后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)()圖7A.0B.2.5 NC.5 ND.3.75 N解析 當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間，細(xì)線的彈力突然變?yōu)榱?，則 B物體與A物體突然有了相 互作用的彈力，此時(shí)彈簧形變?nèi)圆蛔?，?duì) A、B整體受力分析可知，整體受重力G = (mA+mB)g = 20 N,彈力為 F=mAg=15

11、 N,由牛頓第二定律 GF=(mA + mB)a,解得a = 2.5 m/s2,對(duì)B受力分析，B受重力和A對(duì)B的彈力Fi,對(duì)B有 mBgFi = mBa,可得 Fi = 3.75 N,選項(xiàng) D 正確。答案 D2 .(多選)如圖8所示，A、B、C三球的質(zhì)量均為 m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂 端、另一端與A球相連，A、B間由一輕質(zhì)細(xì)線連接，B、C間由一輕桿相連。傾 角為8的光滑斜面固定在地面上，彈簧、細(xì)線與輕桿均平行于斜面，初始系統(tǒng)處A.A球的加速度沿斜面向上，大小為 gsin 9B.C球的受力情況未變，加速度為0C.B、C兩球的加速度均沿斜面向下，大小均為 gsin 9D.B、C之間桿的彈力大小

12、為0解析 初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，把 B、C看成整體，B、C受重力2mg、斜面的支持力Fn、細(xì)線的拉力Ft,由平衡條件可得FT = 2mgsin 9,對(duì)A進(jìn)行受力分析，A受重力mg、斜面的支持力、彈簧的拉力 F彈和細(xì)線的拉力Ft,由平衡條件可得F彈=FT+mgsin 8= 3mgsin 9,細(xì)線被燒斷的瞬間，拉力會(huì)突變?yōu)榱?，彈簧的彈力不變，根?jù)牛頓第二定律得 A球的加速度沿斜面向上，大小a = 2gsin 9,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；細(xì)線被燒斷的瞬間，把 B、C看成整體，根據(jù)牛頓第二定律得 B、C球的加速度a=gsin 9,均沿斜面向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)C進(jìn)行受力分析，C受重力mg、桿的彈力F和斜面的

13、支持力，根據(jù)牛頓第二定律得 mgsin計(jì)F = ma,解得F = 0,所以B、C之間桿的彈力大小為0,選項(xiàng)D正確答案 CD動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1 .解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)X鋌曼分析起劫即由分析期速度.殳狀系達(dá)勸判內(nèi)的橋梁速度是棄物網(wǎng)過程間相聯(lián)系的橋梁2 .解決動(dòng)力學(xué)基本問題的處理方法（1）合成法：在物體受力個(gè)數(shù)較少（2個(gè)或3個(gè)）時(shí)一般采用 合成法正交分解法：若物體的受力個(gè)數(shù)較多（3個(gè)或3個(gè)以上），則采用正交分解法”。典例 如圖9所示，在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為 5.0 kg的磨石A對(duì)地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知 A與地面、A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 以均相同。（g取10m/s2 且 sin

14、37 工 0.6,cos 37 =0.8)圖9（1）當(dāng)A受到與水平方向成 仁37斜向下白酎t力Fi = 50 N打磨地面時(shí)，A恰好在 水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求 A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 也若用A對(duì)傾角8= 37的斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對(duì) A加豎直向上推力F2=60 N時(shí)，則磨石A從靜止開始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m（斜壁長(zhǎng)2 m）時(shí)的速度大小為多少?解析（1）A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力等于推力的水平分力，即 Ff= Ficos 8= 40 N,嚴(yán)己=0.5Fn mg+ Fisin 0將重力及向上的推力合成后，將二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。在沿斜面方向有：（F2mg）co

15、s 9 Ffi = ma；在垂直斜面方向上有：Fn= (F2mg)sin 0；則 Ffi= MF2 mg)sin 91解得 a=1 m/s2, x= 2at之，解得 t=2 s, v=at=2 m/s。答案（1）0.5 （2）2 m/s方法技巧兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟硼?黨對(duì)象-捫用於體法“鼻南法叫定曙尤時(shí)裝1.（2018徐州質(zhì)檢）（多選）如圖10所示，質(zhì)量為m=1 kg的物體與水平地面之間的 動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10 m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向 相反的大小為F = 2 N的恒力，在此恒力作用下（取g=10 m/s2）（ ）圖10A.物體經(jīng)10 s速度減為零B.物體經(jīng)

16、2 s速度減為零C.物體速度減為零后將保持靜止D.物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng)解析 物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力 Ff=plN=NG= 3 N,根據(jù)牛頓第二定律得a =F + Ff 2 + 3m/s2 = 5 m/s2,方向向右，物體減速到零所需的時(shí)間vo 10t = =T s= 2a 5s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；減速到零后，包力 FFf,物體將保持靜止，不再運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案 BC2.(2017南寧卞g擬)如圖11所示，航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為11 = 1.6 102 m的水平跑道和長(zhǎng)度為12 = 20 m的傾斜跑道兩部分組成。水平跑道與傾斜跑道末端 的高度差h=4.0 m。一架質(zhì)量

17、為m=2.0M04 kg的飛機(jī)，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大 小包為F = 1.2M05 N,方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過程中飛機(jī)受到的平均阻力 大小為飛機(jī)重力的0.1倍。假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成 質(zhì)點(diǎn),取 g= 10 m/s2。 圖11(1)求飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大??；(2)為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100 m/s,外界還需要在整個(gè)水平跑道對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力 F推的大小。解析(1)飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度 大小為a1、末速度大小為vi,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，有F 合=F Ff = ma1 高三物理一

18、輪復(fù)習(xí)v2v0= 2a1I1 vi = aiti 注意到v0=0, Ff = 0.1mg,代入已知數(shù)據(jù)可得ai = 5.0 m/s2, vi = 40 m/s, ti = 8.0 s飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用,設(shè)沿斜面方向的加速度大小為a2、末速度大小為V2,沿斜面方向有F 合=FFfmgsin a= ma2 v2v2= 2a212d 注意到vi = 40 m/s,代入已知數(shù)據(jù)可得a2=3.0 m/s2,mgsin a=mghGv2 = i 720 m/s = 4i.5 m/s (2)飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設(shè)加速度

19、大小為ai 、末速度大小為vi ；有F 合=5推+5 Ff= mai 區(qū)vi2 v0=2ai li 飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用沒有變化，加速度大小仍有a2= 3.0 m/s2V22 vi2 = 2a2l2 根據(jù)題意，V2= i00 m/s,代入數(shù)據(jù)解得F推= 5.2 W5 N 答案 (i)8.0 s 4i.5 m/s (2)5.2 i05 N核心素養(yǎng)培養(yǎng)光滑斜面模型和等時(shí)圓模型 一一模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)模型一光滑斜面模型 如圖12所示，質(zhì)量為m的物體從傾角為 供高度為h的光滑斜面頂端由靜止下滑，則有如下規(guī)律:圖1216(1)物體從斜面頂端滑到底端所用的時(shí)

20、間t,由斜面的傾角8與斜面的高度h共同 決定，與物體的質(zhì)量無關(guān)。、，一，1關(guān)系式為t=sin 90(2)物體滑到斜面底端時(shí)的速度大小只由斜面的高度h決定，與斜面的傾角 也斜面的長(zhǎng)度、物體的質(zhì)量無關(guān)。關(guān)系式為v= 2gho例1 如圖13所示，一物體分別從高度相同、傾角不同的三個(gè)光滑斜面頂端由靜止開始下滑。下列說法正確的是()圖13A.滑到底端時(shí)的速度相同B.滑到底端所用的時(shí)間相同C.在傾角為30。的斜面上滑行的時(shí)間最短D.在傾角為60的斜面上滑行的時(shí)間最短解析由規(guī)律(2)可知物體從高度相同的斜面滑到底端時(shí)的速度大小相同，但方 向不同，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；由規(guī)律(1)可知物體在傾角 8= 60訥斜面上滑行時(shí)間最 短，選項(xiàng)D正確 答案 D針對(duì)訓(xùn)練1 一間新房即將建成，現(xiàn)要封頂，若要求下雨時(shí)落至房頂?shù)挠甑文茏羁斓靥孰x房頂(假設(shè)雨滴沿房頂下淌時(shí)做無初速度、無摩擦的運(yùn)動(dòng) )，則必須要設(shè)