高考物理總復(fù)習(xí) 第3章 第2課時(shí) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題課件.ppt

第2課時(shí)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1 理解牛頓第二定律的內(nèi)容 表達(dá)式和適用范圍 2 學(xué)會(huì)分析兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 一 牛頓第二定律 基礎(chǔ)導(dǎo)引 由牛頓第二定律可知 無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度 可是 我們用力提一個(gè)很重的箱子 卻提不動(dòng)它 這跟牛頓第二定律有沒(méi)有矛盾 應(yīng)該怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象 答案 沒(méi)有矛盾 牛頓第二定律公式f ma中的f指的是物體所受的合力 而不是其中的某一個(gè)力 我們用力提一個(gè)放在地面上的很重的物體時(shí) 物體受到的力共有三個(gè) 手對(duì)物體向上的作用力f1 豎直向下的重力g以及向上的支持力f2 這三個(gè)力的合力f 0 故物體的加速度為零 物體保持不動(dòng) 知識(shí)梳理 1 內(nèi)容 物體的加速度跟所受合外力成 跟物體的質(zhì)量成 加速度的方向跟 相同 2 表達(dá)式 3 適用范圍 1 牛頓第二定律只適用于 參考系 相對(duì)地面靜止或 運(yùn)動(dòng)的參考系 2 牛頓第二定律只適用于 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 正比 反比 合外力的方向 f ma 慣性 勻速直線 宏觀 二 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 基礎(chǔ)導(dǎo)引 以15m s的速度行駛的無(wú)軌電車 在關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后 經(jīng)過(guò)10s停了下來(lái) 電車的質(zhì)量是4 0 103kg 求電車所受的阻力 答案 6 0 103n 方向與電車初速度方向相反 知識(shí)梳理 1 動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 1 由受力情況判斷物體的 2 由運(yùn)動(dòng)情況判斷物體的 2 解決兩類基本問(wèn)題的方法 以 為橋梁 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和 列方程求解 思考 解決兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵是什么 答案 1 做好受力分析 正確畫(huà)出受力圖 求出合力 2 作好運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)圖 確定各物理量間的關(guān)系 運(yùn)動(dòng)情況 受力情況 加速度 牛頓第二定律 三 力學(xué)單位制 基礎(chǔ)導(dǎo)引 如果一個(gè)物體在力f的作用下沿著力的方向移動(dòng)了一段距離s 這個(gè)力對(duì)物體做的功w fs 我們還學(xué)過(guò) 功的單位是焦耳 j 請(qǐng)由此導(dǎo)出焦耳與基本單位米 m 千克 kg 秒 s 之間的關(guān)系 答案 1j 1n 1m 又由1n 1kg 1m s2 則1j 1kg 1m s2 1m 1kg m2 s2 知識(shí)梳理 1 單位制由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成 2 力學(xué)單位制中的基本單位有 時(shí)間 s 3 導(dǎo)出單位有 等 思考 請(qǐng)說(shuō)出物理學(xué)中的7個(gè)基本物理量及其國(guó)際單位 答案 長(zhǎng)度 米 質(zhì)量 千克 時(shí)間 秒 電流 安培 溫度 開(kāi)爾文 物質(zhì)的量 摩爾 發(fā)光強(qiáng)度 坎德拉 長(zhǎng)度 m 質(zhì)量 kg 力 n 速度 m s 加速度 m s2 考點(diǎn)解讀 考點(diǎn)一牛頓第二定律的理解 典例剖析 例1如圖1所示 自由下落的小球下落一段時(shí)間后 與彈簧接觸 從它接觸彈簧開(kāi)始 到彈簧壓縮到最短的過(guò)程中 小球的速度 加速度的變化情況如何 解析小球接觸彈簧上端后受到兩個(gè)力作用 向下的重力和向上的彈力 在接觸后的前一階段 重力大于彈力 合力向下 因?yàn)閺椓 kx不斷增大 所以合力不斷減小 故加速度不斷減小 由于加速度與速度同向 因此速度不斷變大 當(dāng)彈力逐步增大到與重力大小相等時(shí) 合力為零 加速度為零 速度達(dá)到最大 在接觸后的后一階段 即小球達(dá)到上述位置之后 由于慣性小球仍繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng) 但彈力大于重力 合力豎直向上 且逐漸變大 因而加速度逐漸變大 方向豎直向上 小球做減速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)速度減小到零時(shí) 達(dá)到最低點(diǎn) 彈簧的壓縮量最大 答案見(jiàn)解析 方法提煉利用牛頓第二定律分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 根據(jù)受力條件 確定加速度 以加速度確定物體速度和位移的變化 2 速度與位移的變化與力相聯(lián)系 用聯(lián)系的眼光看問(wèn)題 分析出力的變化 從而確定加速度的變化 進(jìn)而確定速度與位移的變化 跟蹤訓(xùn)練1如圖2所示 彈簧左端固定 右端自由伸長(zhǎng)到o點(diǎn)并系住物體m 現(xiàn)將彈簧壓縮到a點(diǎn) 然后釋放 物體可以一直運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn) 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(yùn)動(dòng) 從o到b減速運(yùn)動(dòng)c 物體運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)時(shí)所受合力為0d 物體從a到o的過(guò)程加速度逐漸減小 答案 a 解析 首先有兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)清楚 物體在a點(diǎn)的彈力大于物體與地面之間的阻力 因?yàn)槲矬w能運(yùn)動(dòng) 物體在o點(diǎn)的彈力為0 所以在a o之間有彈力與阻力相等的位置 故物體在a o之間的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是先加速后減速 a選項(xiàng)正確 b選項(xiàng)不正確 o點(diǎn)的彈力為0 但摩擦力不是0 所以c選項(xiàng)不正確 從a到o的過(guò)程加速度先減小 后增大 故d選項(xiàng)錯(cuò)誤 考點(diǎn)解讀 1 由受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 處理這類問(wèn)題的基本思路是 先求出幾個(gè)力的合力 由牛頓第二定律 f ma 求出加速度 再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)公式求出速度或位移 2 由物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況 處理這類問(wèn)題的基本思路是 已知加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出加速度 再由牛頓第二定律求出合力 從而確定未知力 至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法 平行四邊形定則 或正交分解法 考點(diǎn)二兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 答案 1 0 5 2 1 03s 例3 2015 佛山模擬 如圖4所示 光滑水平面上靜止放置質(zhì)量m 2kg 長(zhǎng)l 0 84m的長(zhǎng)木板c 離板左端s 0 12m處?kù)o止放置質(zhì)量ma 1kg的小物塊a a與c間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 在板右端靜止放置質(zhì)量mb 1kg的小物塊b b與c間的摩擦忽略不計(jì) 設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 a b均可視為質(zhì)點(diǎn) g 10m s2 現(xiàn)在木板上加一水平向右的外力f 問(wèn) 1 當(dāng)f 9n時(shí) 小物塊a b c的加速度分別為多大 2 要使a與b碰撞之前 a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短 則f至少應(yīng)為多大 并求出最短時(shí)間 解析 1 設(shè)a和c一起向右加速 它們之間靜摩擦力為f 由牛頓第二定律得 f m ma a 解得 a 3m s2 對(duì)a f maa 1 3 3n mag 4n 則a c相對(duì)靜止 一起加速運(yùn)動(dòng) 2 a在與b碰之前運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短 必須加速度最大 由牛頓第二定律得 fm mag maa1 位移 l s1 a1t 解得 t1 0 6s 方法提煉動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的求解方法1 物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷方法 1 明確物體的初始運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的條件即可判定物體的運(yùn)動(dòng)情況 加速度變化情況及速度變化情況 答案 1 200n向右 2 2m s2向左 3 2s 例4原地起跳時(shí) 先屈腿下蹲 然后突然蹬地 從開(kāi)始蹬地到離地是加速過(guò)程 視為勻加速 加速過(guò)程中重心上升的距離為 加速距離 離地后重心繼續(xù)上升 在此過(guò)程中重心上升的最大距離稱為 豎直高度 某同學(xué)身高1 8m 質(zhì)量80kg 在某一次運(yùn)動(dòng)會(huì)上 他參加跳高比賽時(shí)加速距離為0 5m 起跳后身體橫著越過(guò) 背越式 2 15m高的橫桿 試估算人的起跳速度v和起跳過(guò)程中地面對(duì)人的平均作用力 g取10m s2 3 建立 運(yùn)動(dòng)模型 解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 答案5m s2800n 運(yùn)動(dòng)建模可以把跳高過(guò)程分為起跳和騰空兩個(gè)階段 把該同學(xué)看成質(zhì)量集中于重心的