(新課標版)高考物理一輪復習基礎課件6牛頓第二定律兩類動力學問題 (含解析)

基礎課6

牛頓第二定律兩類動力學問題-2-知識點一知識點二牛頓第二定律

單位制1.牛頓第二定律(1)內容物體加速度的大小跟作用力成

,跟物體的質量成

。加速度的方向與

方向相同。

(2)表達式:F=

。

①只適用于

參考系(相對地面靜止或

運動的參考系)。

②只適用于

物體、低速運動(遠小于光速)的情況。正比

反比

作用力

ma慣性

勻速直線

宏觀

-3-知識點一知識點二2.單位制(1)單位制由

和

一起組成了單位制。

(2)基本單位基本物理量的單位。力學中的基本量有三個,它們分別是質量、長度和時間,它們的國際單位分別是kg、m和s。(3)導出單位由

根據物理關系推導出來的其他物理量的單位。

基本單位

導出單位

基本單位

-4-知識點一知識點二兩類動力學問題1.動力學的兩類基本問題第一類:已知受力情況求物體的

。

第二類:已知運動情況求物體的

。

2.解決兩類基本問題的方法分析以

為“橋梁”,由運動學公式和

列方程求解,具體邏輯關系如圖:

運動情況

受力情況

加速度

牛頓第二定律

-5-考點一考點二考點三對牛頓第二定律的理解(自主悟透)1.牛頓第二定律的“五個性質”矢量性→a與F方向相同|瞬時性→a與F對應同一時刻|因果性→F是產生a的原因||獨立性→每一個力都可以產生各自的加速度,物體的實際加速度等于每個力產生加速度的矢量和-6-考點一考點二考點三2.合力、加速度、速度的關系(1)物體的加速度由所受合力決定,與速度無必然聯系。(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。-7-考點一考點二考點三思維訓練1.(2018·天津期中)一物體在光滑水平面上受三個水平力作用處于靜止狀態(tài),已知其中的一個力F方向向東,保持其余兩個力不變,把F逐漸減小到零后,又逐漸恢復到原來的值,在這個過程中(

)A.物體的加速度方向先向西,后向東,最后加速度的大小變?yōu)榱鉈.物體的加速度方向向西,加速度的大小先增大后減小C.物體的速度先增加,后減小,最后變?yōu)榱鉊.物體的位移增大到某一值后,不再增加答案解析解析關閉三力平衡時,三個力中的任意兩個力的合力與第三個力等值、反向、共線。將其中的一個向東的力F減小到零后再增加到F,故合力先向西增加到F,再減小到零;根據牛頓第二定律,加速度向西,且先增加后減小到零,故A錯誤,B正確;物體初速度為零,加速度方向一直與速度方向相同,故速度一直增加到最后勻速,C錯誤;物體先向西做加速度不斷變大的加速運動,再向西做加速度不斷減小的加速運動,即速度增大到某一值后,做勻速直線運動,在此過程中位移一直增加,故D錯誤。答案解析關閉B-8-考點一考點二考點三2.如圖所示,彈簧左端固定,右端自由伸長到O點并系住質量為m的物體,現將彈簧壓縮到A點,然后釋放,物體可以一直運動到B點。如果物體受到的阻力恒定,則(

)A.物體從A到O先加速后減速B.物體從A到O做加速運動,從O到B做減速運動C.物體運動到O點時,所受合力為零D.物體從A到O的過程中,加速度逐漸減小答案解析解析關閉物體從A到O,初始階段受到的向右的彈力大于阻力,合力向右。隨著物體向右運動,彈力逐漸減小,合力逐漸減小,由牛頓第二定律可知,加速度向右且逐漸減小,由于加速度與速度同向,物體的速度逐漸增大。當物體向右運動至AO間某點(設為點O')時,彈力減小到與阻力相等,物體所受合力為零,加速度為零,速度達到最大。此后,隨著物體繼續(xù)向右運動,彈力繼續(xù)減小,阻力大于彈力,合力方向變?yōu)橄蜃蟆Ｖ罯點時彈力減為零,此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O'點后,合力(加速度)方向向左且逐漸增大,由于加速度與速度反向,故物體做加速度逐漸增大的減速運動。綜合以上分析,只有選項A正確。答案解析關閉A-9-考點一考點二考點三牛頓第二定律的瞬時性——模型建構

-10-考點一考點二考點三例題(2018·山東泰安二模)如圖所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上,小球B用水平輕彈簧拉著,彈簧固定在豎直板上。兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質細繩相連,兩球均處于靜止狀態(tài)。已知B球質量為m,O在半圓柱體圓心O1的正上方,OA與豎直方向成30°角,OA長度與半圓柱體半徑相等,OB與豎直方向成45°角,現將輕質細繩剪斷的瞬間(重力加速度為g),下列說法正確的是(

)思維點撥

求解瞬時加速度的一般思路:分析瞬時變化前后物體的受力情況?列牛頓第二定律方程?求瞬時加速度答案解析解析關閉答案解析關閉-11-考點一考點二考點三【拓展延伸1】

把“輕彈簧”換成“輕繩”在【例題】中只將拉B的水平輕質彈簧換成輕繩,其他不變,如圖所示,則小球的加速度將變?yōu)槎啻?小球將怎樣運動?解析

將拉B的水平彈簧換為輕繩后,剪短細繩后,拉B水平細繩彈力消失,小球B只剩重力,加速度變?yōu)間,將做變速圓周運動。答案

見解析-12-考點一考點二考點三【拓展延伸2】

轉變情景,進行遷移思維訓練如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕質彈簧相連,物塊1、3質量均為m,2、4質量均為m0,兩個系統均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態(tài)?，F將兩木板沿水平方向突然抽出,設抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為g,則有(

)A.a1=a2=a3=a4=0B.a1=a2=a3=a4=g答案解析解析關閉答案解析關閉-13-考點一考點二考點三歸納總結抓住“兩關鍵”、遵循“四步驟”(1)分析瞬時加速度的“兩關鍵”:①明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。②分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。(2)“四步驟”:第一步:分析原來物體的受力情況。第二步:分析物體在突變時的受力情況。第三步:由牛頓第二定律列方程。第四步:求出瞬時加速度,并討論其合理性。-14-考點一考點二考點三動力學兩類基本問題

——規(guī)范訓練1.解決兩類動力學基本問題應把握的關鍵(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析;(2)一個“橋梁”——物體運動的加速度是聯系運動和力的橋梁。2.解決動力學基本問題時對力的處理方法(1)合成法:在物體受力個數較少(2個或3個)時一般采用“合成法”。(2)正交分解法:若物體的受力個數較多(3個或3個以上),則采用“正交分解法”。-15-考點一考點二考點三例題(2018·天津和平期末)航模興趣小組設計出一架遙控飛行器,他們根據學過的力學原理對運動過程進行分析。已知飛行器的質量m=2kg,動力系統提供的恒定升力F=28N,試飛時,飛行器從地面由靜止開始豎直上升,設飛行器飛行時所受的阻力大小不變,g取10m/s2。(1)第一次試飛中,飛行器飛行t1=8s時到達的高度h0=64m,求飛行器所受阻力Ff的大小;(2)第二次試飛中,飛行器飛行t2=6s時遙控器出現故障,飛行器立即失去升力,求飛行器能達到的最大高度h。-16-考點一考點二考點三思維點撥

(1)飛行器飛行在升力作用下向上飛時,受哪些力?(2)飛行器立即失去升力過程受力情況與運動情況是怎樣的?提示

(1)升力、重力、空氣阻力。(2)重力與空氣阻力;運動情況:將做豎直上拋運動。-17-考點一考點二考點三答案

(1)4N

(2)42m-18-考點一考點二考點三方法技巧兩類動力學問題的解題步驟明確研究對象→利用整體法或隔離法確定研究對象?受力分析和運

動狀態(tài)分析→畫好受力示意圖、運動情景圖,明確物體的運動性質和運動過程?選取力的處理方法→合成法或正交分解法?選取正方向→通常規(guī)定加速度的方向為正方向?確定合外力列方程求解-19-考點一考點二考點三思維訓練為了減少汽車剎車失靈造成的危害,在某高速路的下坡路段設置了可視為斜面的緊急避險車道,如圖所示。一輛貨車在傾角θ=30°的連續(xù)長直下坡高速路上,以v0=7m/s的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛(在此過程及后面過程中,可認為發(fā)動機不提供牽引力),突然汽車剎車失靈,開始加速運動,此時汽車所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.2。在加速前進了x0=96m后,貨車沖上了平滑連接的傾角α=37°的避險車道,已知貨車在該避險車道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.65。貨車的各個運動過程均可視為直線運動,取sin53°=0.8,g取10m/s2。求:(1)貨車剛沖上避險車道時的速度大小v;(2)貨車在避險車道上行駛的最大距離x。-20-考點一考點二考點三解析

(1)設貨車加速下行時的加速度大小為a1,由牛頓第二定律可知:mgsin