物理2018屆高考創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一輪總復(fù)習(xí)打包老師搜集3章2講

物

理人教版精準(zhǔn)高考第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律必修一第2講 牛頓第二定律

兩類動(dòng)力學(xué)問題1知識(shí)梳理自測(cè)2核心考點(diǎn)突破3階段培優(yōu)微專題42年高考模擬5課后限時(shí)訓(xùn)練知識(shí)梳理自測(cè)內(nèi)容：物體加速度的大小跟

它受到的合外力

成正比，跟

物體的質(zhì)量

成反比，加速度的方向跟

合外力

的方向相同。表達(dá)式：

F＝ma

。適用范圍：牛頓第二定律只適用于

慣性參考系，即相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。牛頓第二定律只適用于宏觀物體

(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。牛頓第二定律思考：如圖所示，小強(qiáng)自己拉車子時(shí)，無論怎么用力也難以拉動(dòng)，最后在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)。根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，為什么小強(qiáng)用力拉車時(shí)車子不動(dòng)呢？小強(qiáng)的拉力不產(chǎn)生加速度嗎？小強(qiáng)和小紅一起用力的瞬間，車子是否馬上獲得加速度？是否馬上獲得速度？答案：(1)車還受摩擦力作用。小強(qiáng)的拉力產(chǎn)生加速度。

(2)是

否。1．定義：由

基本單位

和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2．分類：(1)基本單位：

基本量

的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè)，它們分別是

質(zhì)量

、

和 ，它們的國(guó)際單位分別是千克(kg)、秒(s)和

。單位制時(shí)間

長(zhǎng)度米(m)(2)導(dǎo)出單位：由

基本

量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。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。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)公式和列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：兩類動(dòng)力學(xué)問題牛頓運(yùn)動(dòng)定律思考：如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙程度相同的水平面上從速度vA均勻減為vB的過程中前進(jìn)的距離為x。物體做什么運(yùn)動(dòng)？能求出它的加速度嗎？物體受幾個(gè)力作用？能求出它受到的摩擦力嗎？答案：(1)勻減速直線運(yùn)動(dòng)，能，加速度大小為Av2

－v22xB，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)三個(gè)力作用，能。思維辨析：物體加速度的方向與所受合外力的方向可以不同。(

)對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平力，當(dāng)力剛開始作用瞬間，物體立即獲得加速度。(

)(3)物體由于做加速運(yùn)動(dòng)，所以才受合外力作用。((4)物體所受合外力變小，物體的速度一定變小。())))(5)物體所受合外力大，其加速度就一定大。

((6)牛頓第二定律適用于一切運(yùn)動(dòng)情況。

((7)單位“牛頓”是基本單位。(

)答案：(1)×由F＝ma可知，加速度a的方向與合外力F的方向一定相同。(2)√

(3)× 物體由于受合外力作用才做加速運(yùn)動(dòng)。

(4)× 雖然物體所受合外力變小，但只要合外力與速度方向相同，物體速度將增加。

(5)× 物體的加速度由物體所受合外力、物體的質(zhì)量共同決定的。

(6)× 牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參考系、低速運(yùn)動(dòng)的情況。

(7)×

“牛頓”是導(dǎo)出單位，1N＝1kg·m/s2[解析]老鷹沿虛線MN斜向下減速俯沖的過程中，可認(rèn)為老鷹受兩個(gè)力的作用，一是重力，二是空氣的作用力，二力的合力沿MN從N指向M，所以空氣對(duì)老鷹的作用力可能是F2，選項(xiàng)B正確。1．(2016·湖北武漢武昌區(qū)調(diào)研)如圖所示，老鷹沿虛線MN

斜向下減速俯沖的過程中，空氣對(duì)老鷹的作用力可能是圖中的導(dǎo)學(xué)號(hào)51342280(

B

)A．F1C．F3B．F2D．F4[解析]重物勻速運(yùn)動(dòng)過程，彈簧對(duì)重物的彈力與重力平衡，手突然停止運(yùn)動(dòng)后，重物由于慣性繼續(xù)下降，彈簧伸長(zhǎng)量變大，彈力變大，故重力與彈力的合力變大，根據(jù)牛頓第二定律，重物的加速度變大，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。2．(2016·鄂豫晉陜冀五省聯(lián)考)一根輕彈簧的下端掛一重物，上端用手牽引使重物向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從手突然停止到重物下降到最低點(diǎn)的過程中，重物的加速度的數(shù)值將導(dǎo)學(xué)號(hào)51342281(

)A．逐漸減小

C．先減小后增大B．逐漸增大

D．先增大再減小B3．(2017·安徽蚌埠質(zhì)檢)某人以一定的初速度從P

點(diǎn)豎直向上拋出一個(gè)小球，1s

后小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，若小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大小不變(不為零)，則又經(jīng)過1s后導(dǎo)學(xué)號(hào)51342282(

C)A．小球恰好經(jīng)過P

點(diǎn)C．小球的位置在P

點(diǎn)上方B．小球的位置在P

點(diǎn)下方D．阻力大小不確定，無法判斷小球的位置是在P

點(diǎn)的上方還是下方[解析]

設(shè)空氣阻力大小為

f，由牛頓第二定律得：上升過程有

mg＋f＝ma

上，下落過程有mg－f＝ma

下，可得a

上>a

下，即上升的加速度比下落的加速度大，根據(jù)位移公式

x＝1

可知下落

1s

的位移小于上升

1s的位移，所以又經(jīng)過

1s

后小球2at2的位置在P

點(diǎn)上方，故C

正確。4．(2016·福建漳州八校聯(lián)考)趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球的質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間的摩擦力及空氣阻力不計(jì)，則導(dǎo)學(xué)號(hào)51342283(

A

)運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtanθ球拍對(duì)球的作用力為mg運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為(M＋m)gcosθ

D．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)核心考點(diǎn)突破牛頓第二定律的理解瞬時(shí)性a

與F

對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻，即a

為某時(shí)刻的加速度時(shí)，F(xiàn)

為該時(shí)刻物體所受合力因果性F

是產(chǎn)生a

的原因，物體具有加速度是因?yàn)槲矬w受到了力同一性加速度a

相對(duì)于同一慣性系(一般指地面)a＝F中，F(xiàn)、m、a

對(duì)應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)ma＝F中，各量統(tǒng)一使用國(guó)際單位m獨(dú)立性作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和

(3)力和加速度在各個(gè)方向上的分量也遵循牛頓第二定律，F(xiàn)x

Fy即ax＝

m

，ay＝

mC解題探究：(1)其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來大小的過程中，質(zhì)點(diǎn)所受合外力的大小、方向如何變化？加速度如何變化？速度如何變化？(2)畫出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v－t圖象。[解析]質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則多個(gè)力的合力為零，其中任意一個(gè)力與剩余所有力的合力大小相等、方向相反，使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來的大小，則所有力的合力先變大后變小，但合力的方向不變，根據(jù)牛頓第二定律，a先增大后減小，v始終增大，故選C。名師歸納：合力、加速度、速度的關(guān)系物體的加速度由所受合力決定，與速度無必然聯(lián)系。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，與合力大小變化無關(guān)。a

Δv是加速度的定義式，a

與v、Δv

無直接關(guān)系；a＝F是加速度的決定＝

Δt

m式?！差愵}演練1

〕(2017·貴州遵義航天高級(jí)中學(xué)模擬)運(yùn)動(dòng)員從懸停的直升機(jī)上跳傘，下落一段時(shí)間后打開降落傘，打開傘之前，運(yùn)動(dòng)員所受空氣阻力可忽略，打開傘后受到的空氣阻力與速度成正比，運(yùn)動(dòng)員打開傘后的運(yùn)動(dòng)情況不可能是導(dǎo)學(xué)號(hào)51342285(

B

)A．加速度大小先減小最后為零

B．加速度大小先增大最后為零C．速度一直不變D．速度先增大后不變[解析]打開傘瞬間如果阻力大于重力，加速度向上，運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)阻力與速度成正比及牛頓第二定律得加速度逐漸減小，最后減為零，因此運(yùn)動(dòng)員先做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，A正確；打開傘瞬間如果阻力小于重力，加速度向下，運(yùn)動(dòng)員做加速運(yùn)動(dòng)，由阻力與速度成正比及牛頓第二定律得加速度逐漸減小。因此運(yùn)動(dòng)員先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，D正確；打開傘的瞬間如果阻力等于重力，運(yùn)動(dòng)員做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；加速度大小先增大最后為零是不可能的，B錯(cuò)誤。1．兩種模型加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型：應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問題2．求解瞬時(shí)加速度的一般思路分析瞬時(shí)變化前后物體的受力情況*列牛頓第二定律方程*求瞬時(shí)加速度A解題探究：(1)試分析線斷之前，球A、B受力情況。(2)線斷的瞬間，球A、B受力是否會(huì)發(fā)生變化？答案：(1)球A受重力、彈簧的彈力和細(xì)線的拉力作用，球B受重力、彈簧彈力的作用。(2)球A所受細(xì)線的拉力減小為零，球B受力不會(huì)發(fā)生變化。[解析]

線斷之前，對(duì)球

A，由牛頓第二定律得：F－mg－F

彈＝ma，對(duì)球

B，彈彈由牛頓第二定律得：F

－2mg＝2ma，兩方程聯(lián)立得：F

＝2

，當(dāng)線斷的瞬間，3F彈3m線上拉力減小為零。對(duì)球

A

有：mg＋F

＝ma′，a′＝2F＋g，故選項(xiàng)

A

正確。名師歸納：求解瞬時(shí)加速度問題時(shí)應(yīng)抓住“兩點(diǎn)”物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。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)過程的積累，不會(huì)發(fā)生突變。〔類題演練2

〕(1)繩力發(fā)生突變(多選)(2016·太原模擬)如圖所示，質(zhì)量為m

的小球被一根橡皮筋A(yù)C

和一根繩BC

系住，當(dāng)小球靜止時(shí)，橡皮筋處在水平方向上。下列判斷中正確的是導(dǎo)學(xué)號(hào)51342287(

BC

)在AC

被突然剪斷的瞬間，BC

對(duì)小球的拉力不變?cè)贏C

被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinθC．在BC

被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gcosθD．在BC

被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinθ[解析]在AC被突然剪斷的瞬間，BC對(duì)小球拉力發(fā)生突變，但不是零。沿

BC方向，受力平衡，拉力T＝mgcosθ。垂直繩BC方向合力為mgsinθ，所以加速度大小為gsinθ，故A錯(cuò)B對(duì)。(2)桿力發(fā)生突變?nèi)鐖D所示，A、B

兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中，A、B

兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B

兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時(shí)，擋板C

與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有導(dǎo)學(xué)號(hào)51342288(

D

)兩圖中兩球加速度均為gsinθ兩圖中A

球的加速度均為零圖乙中輕桿的作用力一定不為零圖甲中B

球的加速度是圖乙中B

球加速度的2

倍[解析]甲圖中彈簧彈力不變，A球受力不發(fā)生變化A球加速度為零，而B球因撤去擋板而支持力消失，B球受力沿斜面向下，F(xiàn)彈＝mgsinθ＋F彈，F(xiàn)彈＝mgsinθ，則a彈＝2gsinθ，而乙圖中去掉擋板桿彈力發(fā)生突變，變?yōu)?，則乙圖中

A、B兩球所受合力均為mgsinθ，則兩球加速度均為gsinθ，則aB甲＝2aB乙，D正確，其余選項(xiàng)不正確。動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的解題思路動(dòng)力學(xué)兩類基本問題解題探究：(1)在人的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車做什么運(yùn)動(dòng)？(2)試分析在安全距離內(nèi)汽車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。答案：(1)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)在安全距離內(nèi)，汽車先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下。[解析]

設(shè)路面干燥時(shí)，汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0，剎車時(shí)汽車的加速度大小為

a0，安全距離為

s，反應(yīng)時(shí)間為

t0，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μ0mg＝ma0①0

0s＝v

t

＋v22a00

②式中，m

和v0

分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度，設(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，依題意有50μ＝2μ

③設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μmg＝ma④v2s＝vt0＋2a⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v＝20m/s(72km/h)[答案]

20m/s名師歸納：解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過程分析；兩個(gè)橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁；速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁?！差愵}演練3

〕(2017·浙江金華十校調(diào)研)在游樂場(chǎng)中，有一種大型游戲裝置叫“跳樓機(jī)”，參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m

高處，然后由靜止釋放。為研究方便，可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動(dòng)1.2s

后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面4m高處時(shí)速度剛好減小到零。然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面。(g

取10m/s2)求：導(dǎo)學(xué)號(hào)51342290(1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為多大？

(2)座椅在勻減速運(yùn)動(dòng)階段的時(shí)間為多少？(3)在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍？[答案]

(1)12m/s

(2)4.8s

(3)1.25[解析]

(1)設(shè)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為

v，下落時(shí)間

t1＝1.2s，由

v＝gt1

得v＝12m/s。(2)設(shè)座椅自由下落和勻減速運(yùn)動(dòng)的總高度為h，總時(shí)間為t，h＝(40－4)m＝36m，由

h＝v

得

t＝6s，2t設(shè)座椅勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則t2＝t－t1＝4.8s.(3)設(shè)座椅在勻減速階段的加速度大小為

a，座椅對(duì)游客的作用力大小為

F

，2根據(jù)

v＝at

可得

a2＝2.5m/s

，由牛頓第二定律：F－mg＝ma

可得Fmg＝1.25。階段培優(yōu)微專題等時(shí)圓模型1.模型的兩種情況質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等，如圖甲所示；質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖乙所示。2.模型的分析思路B解題探究：(1)重物從A到B做什么運(yùn)動(dòng)？(2)如何表示斜槽的長(zhǎng)度？答案：(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)