高三物理一輪復(fù)習(xí)優(yōu)質(zhì)課件1：32牛頓第二定律-兩類動力學(xué)問題

第2節(jié)牛頓第二定律

兩類動力學(xué)問題1．內(nèi)容物體_________的大小跟它受到的__________成正比，跟它的______成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2．公式：F＝______.3．物理意義反映了物體運動的_______與外力的關(guān)系，且這種關(guān)系是瞬時對應(yīng)的．4．適用范圍：_______物體、_______運動．加速度作用力質(zhì)量加速度ma宏觀

低速牛頓第二定律[試一試]1．(多選)

下列說法正確的是

(

)A．牛頓認為質(zhì)量一定的物體其加速度與物體受到的合外力成正比B．亞里士多德認為輕重物體下落快慢相同C．笛卡爾的理想斜面實驗說明了力不是維持物體運動的原因D．伽利略認為如果完全排除空氣的阻力，所有物體將下落的同樣快AD1．兩類基本問題(1)已知受力情況求_____________．(2)已知運動情況求____________．2．一個聯(lián)系橋梁________是聯(lián)系力和運動的橋梁3．兩個關(guān)鍵_______分析和___________分析運動情況受力情況加速度受力運動過程兩類動力學(xué)問題[試一試]2．質(zhì)量為1kg的質(zhì)點，受水平恒力作用，由靜止開始做勻加速直線運動，它在ts內(nèi)的位移為xm，則F的大小為(單位為N)(

)A

1.單位制由____________和導(dǎo)出單位共同組成．2.在力學(xué)中，選出___________________．三個物理量的單位為基本單位，在國際單位制中分別為____、______、____．3.加速度和力的單位為導(dǎo)出單位，在國際單位制中的符號為m/s2和____.基本單位長度、質(zhì)量和時間千克秒N米

力學(xué)單位制[試一試]3．關(guān)于單位制，下列說法中正確的是(

)A．kg、m/s、N是導(dǎo)出單位B．kg、m、C是基本單位C．在國際單位制中，A是導(dǎo)出單位D．在國際單位制中，力的單位是根據(jù)牛頓第二定律定義的D解析：在國際單位制中，kg、m、s屬于基本單位，m/s、N、C屬于導(dǎo)出單位，A、B均錯誤；A為國際單位制的基本單位，C錯誤；力的單位(N)是根據(jù)牛頓第二定律F＝ma導(dǎo)出的，D正確。考點一

瞬時加速度問題解析:

A、B

靜止時彈簧彈力F＝(mA＋mB)gsinθ知識鏈接C考點一

瞬時加速度問題彈簧彈力來不及突變[例2]如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B，由輕質(zhì)彈簧相連后再細線懸掛在電梯內(nèi)，已知電梯正在豎直向上做勻加速直線運動，細線中的拉力為F，此時突然剪斷細線。在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度的大小分別為(

)牛頓第二定律瞬時性的“兩種”模型(1)剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間．(2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變．考點二

動力學(xué)的兩類基本問題分析1．物體運動性質(zhì)的判斷方法(1)明確物體的初始運動狀態(tài)(v0)。(2)明確物體的受力情況(F合)。(3)根據(jù)物體做各種性質(zhì)運動的條件即可判定物體的運動情況、加速度變化情況及速度變化情況。物體的受力情況牛頓第二定律物體的加速度a運動學(xué)公式物體的運動情況第一類第二類a2.求解兩類問題的思路，可用下面的框圖來表示：a分析解決這兩類問題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情況和運動情況之間聯(lián)系的橋梁——加速度．[例3](2013·江蘇高考)如圖所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g。(1)當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大小；(2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大??；(3)本實驗中，m1＝0.5g，m2＝0.1kg，μ＝0.2，砝碼與紙板左端的距離d＝0.1m，取g＝10m/s2。若砝碼移動的距離超過l＝0.002m，人眼就能感知。為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？

【審題指導(dǎo)】紙板相對砝碼運動時受砝碼對紙板的滑動摩擦力為f1＝μm1g，桌面對紙板的滑動摩擦力為f2＝μ(m1＋m2)g。要使紙板相對砝碼運動，紙板的加速度大于砝碼的加速度。在紙板抽出過程中，設(shè)砝碼的位移為x1，紙板的位移為x′，則之間的關(guān)系應(yīng)為d＋x1＝x′；紙板抽出后砝碼做勻減速直線運動

a＝μg；設(shè)紙板抽出后砝碼運動的位移為x2，則拉力最小值時應(yīng)對應(yīng)關(guān)系式為：l＝x1＋x2。[解析]

(1)砝碼對紙板的摩擦力f1＝μm1g桌面對紙板的摩擦力f2＝μ(m1＋m2)gf＝f1＋f2解得f＝μ(2m1＋m2)g(2)設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，則f1＝m1a1F－f1－f2＝m2a2發(fā)生相對運動a2>a1解得F>2μ(m1＋m2)g2.物體的運動情況由受力情況及物體運動的初始條件共同決定．1.無論是哪種情況，聯(lián)系力和運動的“橋梁”都是加速度．利用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵是尋找加速度與未知量的關(guān)系，然后利用運動學(xué)規(guī)律、牛頓第二定律和力的運算法則列式求解．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小球穿在長L＝1.6m的斜桿上，斜桿與水平方向成α＝37°角，斜桿固定不動，小球與斜桿間的動摩擦因數(shù)μ＝0.75。小球受水平向左的拉力F＝1N，從斜桿的頂端由靜止開始下滑(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)試求：(1)小球運動的加速度大??；(2)小球運動到斜桿底端時的速度大小。答案：(1)1.25m/s2

(2)2m/s[例4](2013·新課標全國卷Ⅱ)一長木板在水平地面上運動，在t＝0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度－時間圖像如圖所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦。物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g＝10m/s2，求：(1)物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)從t＝0時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小?？键c三

牛頓第二定律與圖像的綜合問題【審題指導(dǎo)】相對地面靜止的物塊物塊的初速度為零，此后受滑動摩擦力開始啟動物塊始終在木板上物塊加速到與木板同速后一起減速木板速度—時間圖像v－t圖線的折點對應(yīng)的速度v＝1m/s，為物塊勻加速的末速度1．常見的兩類動力學(xué)圖像問題(1)已知物體在某一過程中所受的合力(或某個力)隨時間的變化圖線，要求分析物體的運動情況。(2)已知物體在某一過程中速度、加速度隨時間的變化圖線，要求分析物體的受力情況。2．解決圖像綜合問題的關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點。(2)注意圖線中的一些特殊點所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標的交點，圖線的轉(zhuǎn)折點，兩圖線的交點等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來，再結(jié)合斜率、特殊點、面積等的物理意義，確定從圖像中反饋出來的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點。動力學(xué)中的傳送帶模型一、模型概述物體在傳送帶上運動的情形統(tǒng)稱為傳送帶模型．因物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)、斜面傾角、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度的大小和方向的不同，傳送帶問題往往存在多種可能，因此對傳送帶問題做出準確的動力學(xué)過程分析，是解決此類問題的關(guān)鍵．【審題指導(dǎo)】對工件受力分析知摩擦力為動力工件放到傳送帶上后做初速為零的勻加速直線運動，關(guān)鍵要判斷工件的運動有沒有轉(zhuǎn)折【答案】(1)先勻加速運動0.8m，然后勻速運動3.2m

(2)2.4s[題后悟道]對于傳送帶問題，一定要全面掌握上面提到的幾類傳送帶模型，對物體在初態(tài)時所受滑動摩擦力的方向的分析，尤其對物體在達到傳送帶的速度時摩擦力的有無及方向有沒有突變的分析，做好運動階段的劃分及相應(yīng)動力學(xué)分析。(多選）

如圖

，水平傳送帶A、B兩端相距s＝3.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1。工件滑上A端瞬時速度vA＝4m/s，達到B端的瞬時速度設(shè)為vB，則(

)A．若傳送帶不動，則vB＝3m/sB．若傳送帶以速度v＝4m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/sC．若傳送帶以速度v＝2m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/sD．若傳送帶以速度v＝4m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/s若工件勻減速vB2－vA2＝2as，a＝μg，

得vB＝3m/s選項A、B、C中工件就是勻減速的，A、B、C都對(多選）

如圖

，水平傳送帶A、B兩端相距s＝3.5m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1。工件滑上A端瞬時速度vA＝4m/s，達到B端的瞬時速度設(shè)為vB，則(

)A．若傳送帶不動，則vB＝3m/sB．若傳送帶以速度v＝4m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/sC．若傳送帶以速度v＝2m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/sD．若傳送帶以速度v＝4m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，vB＝3m/sD項工件滑上A端后做勻速運動，到B端的速度仍為4m/s，故D錯誤。ABC[隨堂對點訓(xùn)練]1．(2013·福建高考)在國際單位制(簡稱SI)中，力學(xué)和電學(xué)的基本單位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。導(dǎo)出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為(

)A．m2·kg·s－4·A－1

B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1 D．m2·kg·s－1·A－1解析：

由1J＝1V·A·s＝1kg·m·s－2·m可得，1V＝1m2·kg·s－3·A－1B2．(2013·新課標全國卷Ⅱ)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是(

)解析：設(shè)物塊所受滑動摩擦力為f，在水平拉力F作用下，物塊做勻加速直線運動，由牛頓第二定律，F(xiàn)－f＝ma，F(xiàn)＝ma＋f，所以能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是C

。C3．如圖所示，A、B為兩個質(zhì)量相等的小球，由細線相連，再用輕質(zhì)彈簧懸掛起來，在A、B間細線燒斷后的瞬間，A、B的加速度分別是

(

)A．A、B的加速度大小均為g，方向都豎直向下B．A的加速度0，B的加速度大小為g、豎直向下C．A的加速度大小為g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下D．A的加速度大于g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下對B球有F繩＝mg對A球有F彈＝mg＋F繩在細線燒斷后，F(xiàn)繩立即消失，彈簧彈力及各球重力不變，兩球的受力情況如圖乙所示。由牛頓第二定律可