牛頓第二定律及應用

牛頓第二定律及應用第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成_____，跟物體的質(zhì)量成_____．加速度的方向與__________相同．表達式：______.適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于_____參考系(相對地面靜止或________運動的參考系)．(2)牛頓第二定律只適用于_____物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠小于光速)的情況．牛頓第二定律及應用Ⅱ(考綱要求)1.2．3．正比反比作用力方向F＝ma勻速直線宏觀慣性第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月力學單位(1)單位制由_________和導出單位共同組成．(2)力學單位制中的基本單位有_______、長度(m)和時間(s)．(3)導出單位有__、___、____等.4．基本單位質(zhì)量(kg)Nm/sm/s2第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月動力學的兩類基本問題(1)由受力情況分析判斷物體的_________；(2)由運動情況分析判斷物體的_________．解決兩類基本問題的方法：以_______為橋梁，由運動學公式和_____________列方程求解．牛頓運動定律的應用（一）Ⅱ(考綱要求)1.2．運動情況受力情況加速度牛頓第二定律第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月國際單位制中基本單位：kg、m、s、A、mol、K(高中階段所學)第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月關于力和運動的關系，下列說法正確的是 (

)．A．物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用B．物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用C．若物體的位移與時間的平方成正比，表示物體必受力的作用D．物體的速率不變，則其所受合力必為0解析物體的速度不斷增大，一定有加速度，由牛頓第二定律知，物體所受合力一定不為0，物體必受力的作用，A正確；位移與運動時間的平方成正比，說明物體做勻加速直線運動，合力不為0，C正確；做勻速直線運動的物體的位移也是逐漸增大的，但其所受合力為0，故B錯誤；當物體的速率不變，速度的方向變化時，物體具有加速度，合力不為0，D錯誤．答案

AC1．第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月下列對牛頓第二定律的表達式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是 (

)．2．第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析牛頓第二定律的表達式F＝ma表明了各物理量之間的數(shù)量關系，即已知兩個量，可求第三個量，作用在物體上的合外力，可由物體的質(zhì)量和加速度計算，并不由它們決定，A錯；質(zhì)量是物體本身的屬性，由物體本身決定，與物體是否受力無關，B錯；由牛頓第二定律知加速度與合外力成正比，與質(zhì)量成反比，m可由其他兩量求得，故C、D對．答案

CD第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一個質(zhì)量為2kg的物體，在5個共點力的作用下保持靜止．若同時撤消其中大小分別為15N和10N的兩個力，其余的力保持不變，此時該物體的加速度大小可能是 (

)．A．2m/s2 B．3m/s2

C．12m/s2 D．15m/s2解析物體所受合力范圍為5N≤F合≤25N，因m＝2kg，故2.5m/s2≤a≤12.5m/s2，故B、C正確．答案

BC3．第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(單選)如圖3－2－1所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體m.現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體一直可以運動到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加速運動，從O到B減速

運動C．物體運動到O點時所受合力為0D．物體從A到O的過程加速度逐漸減小圖3-2-14．第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析首先有兩個問題應搞清楚，①物體在A點所受彈簧的彈力大于物體與地面之間的阻力(因為物體能運動)．②物體在O點所受彈簧的彈力為0.所以在A、O之間有彈簧的彈力與阻力相等的位置，故物體在A、O之間的運動應該是先加速后減速，A選項正確、B選項不正確；O點所受彈簧的彈力為0，但摩擦力不是0，所以C選項不正確；從A到O的過程加速度先減小、后增大，故D選項錯誤．答案

A第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(2011·無錫期末)一學生用彈簧秤豎直懸掛質(zhì)量為m的砝碼，乘電梯從地面到達某樓層，同時不斷地觀察彈簧秤示數(shù)的變化，記下相應的數(shù)據(jù)和時間，最后畫了如圖3－2－2所示的F－t圖象．試求：(重力加速度g取10m/s2)(1)電梯運行中的最大速度；(2)電梯上升的高度．5．圖3-2-2第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

(1)0～2s上升加速階段F－mg＝ma，解得a＝2m/s2，最大速度為v＝at＝4m/s.答案

(1)4m/s

(2)24m第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓第二定律的“四”性考點一用牛頓第二定律分析瞬時加速度（小專題）第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖3－2－3(甲)、(乙)所示，圖中細線均不可伸長，兩小球均處于平衡狀態(tài)且質(zhì)量相同．如果突然把兩水平細線剪斷，剪斷瞬間小球A的加速度的大小為________，方向為________；小球B的加速度的大小為________，方向為________；剪斷瞬間(甲)中傾斜細線OA與(乙)中彈簧的拉力之比為________(θ角已知)．【典例1】圖3-2-3第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析設兩球質(zhì)量均為m，對A球受力分析，如圖(a)所示，剪斷水平細線后，球A將沿圓弧擺下，故剪斷水平細線瞬間，小球A的加速度a1方向沿圓周的切線方向向下，即垂直傾斜細線OA向下．則有FT1＝mgcosθ；F1＝mgsinθ＝ma1，所以a1＝gsinθ.水平細線剪斷瞬間，B球受重力mg和彈簧彈力FT2不變，小球B的加速度a2方向水平向右，如圖(b)所示，則第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月答案

gsinθ垂直傾斜細線OA向下gtanθ水平向右cos2θ第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)求解此類問題的關鍵點：分析變化前后物體的受力情況．(2)此類問題還應注意以下幾種模型：特性模型質(zhì)量內(nèi)部彈力受外力時的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或壓力輕繩不計處處相等微小不計可以只有拉力沒有壓力輕橡皮繩較大不能只有拉力沒有壓力輕彈簧較大不能既可有拉力也可有壓力輕桿微小不計可以既可有拉力也可有支持力第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(單選)如圖3－2－4所示，天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．當突然剪斷細繩的瞬間，上面小球A與下面小球B的加速度分別為(以向上為正方向) (

)．【變式1】A．a(chǎn)1＝g

a2＝g

B．a(chǎn)1＝2g

a2＝0C．a(chǎn)1＝－2g

a2＝0 D．a(chǎn)1＝0

a2＝g圖3－2－4第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析分別以A、B為研究對象，分析剪斷前和剪斷時的受力．剪斷前A、B靜止，A球受三個力：繩子的拉力FT、重力mg和彈簧彈力F，B球受兩個力：重力mg和彈簧彈力F′A球：FT－mg－F＝0

B球：F′－mg＝0

F＝F′解得FT＝2mg，F(xiàn)＝mg剪斷瞬間，A球受兩個力，因為繩無彈性，剪斷瞬間拉力不存在，而彈簧瞬間形狀不可改變，彈力不變．如圖，A球受重力mg、彈簧的彈力F.同理B球受重力mg和彈力F′.A球：－mg－F＝ma1，B球：F′－mg＝ma2解得a1＝－2g，a2＝0.答案

C第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(單選)如圖3－2－5所示，A、B兩木塊間連一輕桿，A、B質(zhì)量相等，一起靜止地放在一塊光滑木板上，若將此木板突然抽去，在此瞬間，A、B兩木塊的加速度分別是(

)．A．a(chǎn)A＝0，aB＝2g B．a(chǎn)A＝g，aB＝gC．a(chǎn)A＝0，aB＝0 D．a(chǎn)A＝g，aB＝2g【變式2】圖3-2-5解析由題意知，當剛抽去木板時，A、B和桿將作為一整體，只受重力，根據(jù)牛頓第二定律得aA＝aB＝g，故選項B正確．答案

B第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)量均為m的A、B兩個小球之間系一個質(zhì)量不計的彈簧，放在光滑的臺面上．A緊靠墻壁，如圖3－2－6所示，今用恒力F將B球向左擠壓彈簧，達到平衡時，突然將力撤去，此瞬間 (

)．【變式3】圖3-2-6第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月答案

BD第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月求解兩類基本問題的思路框圖考點二動力學兩類基本問題第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖3－2－7所示，有同學做實驗時不慎將圓柱形試管塞卡于試管底部，該試管塞中軸穿孔．為了拿出試管塞而不損壞試管，該同學緊握試管讓其倒立由靜止開始豎直向下做勻加速運動，t＝0.20s后立即停止，此時試管下降H＝0.80m，試管塞將恰好能從試管口滑出，已知試管總長l＝21.0cm，底部球冠的高度h＝1.0cm，試管塞的長度為d＝2.0cm，設試管塞相對試管壁滑動時受到的摩擦力恒定，不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)試管塞從靜止開始到離開試管口的總位移；(2)試管塞受到的滑動摩擦力與其重力的比值．【典例2】圖3-2-7第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

(1)試管塞開始與試管一起運動了位移：x1＝H＝0.80m之后又獨立運動了位移：x2＝l－h(huán)＝(0.21－0.01)m＝0.20m所以總位移：x＝x1＋x2＝(0.80＋0.20)m＝1.0m試管塞在試管中做勻減速運動時有：－2a2x2＝0－v2

③由牛頓第二定律：Ff－mg＝ma2

④由③④解得：Ff＝17mg故滑動摩擦力與重力的比值為17∶1.答案

(1)1.0m

(2)17∶1第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)解決兩類動力學基本問題應把握的關鍵點應用牛頓第二定律解決兩類動力學基本問題，主要應把握兩點：兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析；一個橋梁——物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁．(2)多過程的運動問題中找到各個過程相聯(lián)系的量是解題的關鍵，如第一過程的末速度就是下一過程的初速度，另外畫圖找出它們之間的位移聯(lián)系．第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(單選)質(zhì)量為1噸的汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛．阻力大小不變，從某時刻開始，汽車牽引力減少2000N，那么從該時刻起經(jīng)過6s，汽車行駛的路程是 (

)．A．50m B．42mC．25m D．24m答案

C【變式4】第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(2011·汕頭模擬)一質(zhì)量m＝2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°足夠長的斜面，某同學利用傳感器測出了小物塊從一開始沖上斜面到往后上滑過程中多個時刻的瞬時速度，并用計算機作出了小物塊上滑過程的速度—時間圖線，如圖3－2－8所示．(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：【變式5】(1)小物塊沖上斜面過程中加速度的大?。?2)小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(3)小物塊所到達斜面最高點與斜面底端距離．圖3－2－8第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月答案

(1)8m/s2

(2)0.25

(3)4.0m第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)模型概述物理模型：是一種理想化的物理形態(tài)，指物理對象也可以指物理過程，或是運動形式等．它是物理知識的一種直觀表現(xiàn)．利用抽象、理想化、簡化、類比等手法把研究對象的本質(zhì)特征抽象出來，構成一個概念、實物、或運動過程的體系，即形成模型．中學物理中的物理模型主要有四種：①對象模型：如質(zhì)點、彈簧振子、點電荷、理想電表等．②條件模型：如光滑面、絕熱容器、勻強電場、勻強磁場等．1.“等時圓”模型第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月③過程模型：如自由落體運動、彈性碰撞；穩(wěn)恒電流、等幅振蕩等．④結構模型：如原子的核式結構模型、氫原子模型等．分析論述計算題的過程就是構建物理模型的過程，我們通常解題時應“明確物理過程”、“在頭腦中建立一幅清晰的物理圖景”．(2)“等時圓”模型物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑細桿由靜止下滑，到達圓周最低點的時間相等，像這樣的豎直圓我們簡稱為“等時圓”．如圖3－2－9甲．第