第八講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題

1、第八講 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題理知識填要點一、牛頓第二定律1. 內(nèi)容：物體的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(yuǎn)小于光速)的情況.4. 牛頓第二定律的特性(1) 瞬時性:牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系.日為某一瞬吋的加速度，尸即為該時刻物體所受的合外力.(2) 矢量性:任一瞬間自的方向均與尸合的方向相同.當(dāng)f合方向變化時，儀的方向同時變化，且任意時刻兩者均保持一致.(3) 同一&

2、quot;性 加速度耳相對于同一慣性系(一般指地面). 尸=掃中，尸、/、&對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng). 尸=啟中，各雖統(tǒng)一使用國際單位制單位.二、動力學(xué)的兩類基本問題1. 已知物體的受力情況求物體的運動情況根據(jù)物體的受力清況求出物體受到的舍處力，然后應(yīng)川牛頓第二定律f=ma求出物體 的，再根據(jù)初始條件山運動嘗么咗蹴可以求出物體的運渤潸 一物體的速度、位移或運動時間這2. 已知物體的運動情況求物體的受力情況根據(jù)物體的運動舷，利用運動學(xué)么曲出物體的 ,然后再應(yīng)用學(xué)灰第二定律尸=勵求出物體所受的金處力，進(jìn)_步求出果些未刼力.三、力學(xué)單位制1單位制：由單位和單位一起組成了單位制.2. 基木單位：

3、基木物理最的單位.基木物理最共七個，其屮力學(xué)有三個，它們是、，它們的單位分別是、_、_3. 導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)推導(dǎo)出來的其他物理量的單位.國際單位制屮的基木物理量和基木單位物理屋名稱物理簾符號單位名稱單位符號長度1米n質(zhì)量m千克kg時間t秒s電流i安培a熱力學(xué)溫度t開爾文卜物質(zhì)的量n摩爾mol發(fā)光強度i坎徳拉cd試身手夯基礎(chǔ)1. （多選）下列對牛頓第二定律的表達(dá)式尸=/加及其變形公式的理解，正確的是（）a. 由f=ma nj'知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成匸比，與物體的加速度成正比b. 山/=-口j知，物體的質(zhì)量與其所受合力成正比，與英運動的加速度成反比ac. 由耳=上可知，

4、物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量成反比m卜'd. 由/=-可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出a7gf右圖 3-2-12. 關(guān)于物體運動狀態(tài)的改變，下列說法中正確的是（）a. 運動物體的加速度不變，則其運動狀態(tài)一定不變b. 物體的位置在不斷變化，則其運動狀態(tài)一定在不斷變化c. 做直線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變d. 做曲線運動的物體，其運動狀態(tài)可能不變3. （多選）如圖3 21所示，一輛冇動力驅(qū)動的小車上冇一水平放置的彈簧，其左端固定 在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀 態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在這段

5、時間內(nèi)小車可能是（）圖 3-2-2a. 向右做加速運動b.向右做減速運動c.向左做加速運動d.向左做減速運動4. （多選）有一物塊放在粗糙的水平面上，在水平向右的外力尸作用下向右做直線運動，如圖3-2-2甲所示，其 廠訂 運動的r- t圖象如圖乙中實線所示，則下列關(guān)于外力f的"丿勿以甲 判斷正確的是（）a. 在01 s內(nèi)外力尸不斷變化b. 在1 s3 s內(nèi)外力廠恒定c. 在3 s4 s內(nèi)外力f不斷變化d. 在3 s4 s內(nèi)外力尸恒定5 .關(guān)于國際單位制的一卜列說法小不正確的有（）a.質(zhì)最是物理洋中的基木物理最b. 長度的單位m是國際單位制中的慕本單位c. kg m/s2是國際單位制中

6、的導(dǎo)出單位d. 吋間的單位小吋是國際單位制中的導(dǎo)出單位6. 在某一旅游景區(qū)，建冇一山坡滑草運動項冃.該山坡可看成傾角=30°的斜面，一名 游客連同滑草裝置總質(zhì)量刃=80 kg,他從靜止開始勻加速下滑，在時間t=5 s內(nèi)沿斜面滑 下的位移x=50 m.（不計空氣阻力，取g=10 m/s2）問：（1）游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力&、為多大？ （2）滑草裝置與草皮z問的動摩擦因數(shù)為多人?（3）設(shè)游客滑下50 m后進(jìn)入水平草坪，試求游客在水平草坪上滑動的最大距離.高頻考點全揭秘考點一 瞬時加速度的分析與計算p圖 3-2-3典例啟迪例1在動摩擦因數(shù)p =0. 2的水平面上有

7、一個質(zhì)量為刃=1 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成0=45。角的不 可伸長的輕繩一端相連，如圖3-2-3所示.此時小球處于靜 止平衡狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零，當(dāng)剪斷輕繩的 瞬間，取=10 m/s2.求：（1）此時輕彈簧的彈力大小；小球的加速度人小和方向;在剪斷彈簧的瞬間小球的加速度的人小.歸納領(lǐng)悟利用牛頓第二定律求瞬吋加速度，關(guān)鍵是分析此吋物體的受力情況，同時注意細(xì)繩和 彈簧的區(qū)別：（1）鋼性繩（或接觸血）：-種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈 力的物體，剪斷（或脫離）后, 彈力立即改變或消失，不需要形變恢復(fù)時間，一般題目中所給的細(xì)線、輕桿和接觸面在不加 特殊說明時，均可按此模型處

8、理.（2）彈簧（或橡皮繩）：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問 題中，-其彈力的大小往往可以看成是不變的.題組突破1. （多選）物體在平行于斜而向上的力尸作用下沿光滑斜而勻加速上升，若突然撤去力尺則在撤去丿j尸瞬間，物體將（）a.立即下滑b.立即靜止c.立即具冇沿斜面向下的加速度d.仍具冇沿斜面向上的速度2. （多選）如圖3 24所示，質(zhì)量為/的球與彈簧i和水平細(xì)線ii相連，1、11的另-端分別固定于只0.球靜止時，i中拉力大小為鬥1, ii中拉力大小為河2,當(dāng)僅剪斷i、ii中的一根的瞬間，球的加速度臼應(yīng)是（）圖3-2-4a.若剪斷【，則a=g,豎直向下b.若剪斷ii,則

9、日=仏，方向水平向左mc.若剪斷i,則8=,方向沿i的延長線d.若剪斷ii,則 尸g,豎直向上考點二 兩類動力學(xué)問題分析典例啟迪例2航模興趣小組設(shè)計出一架遙控總行器，其質(zhì)量/ =2 kg,動力系統(tǒng)提供的恒定 升力f=28 n.試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升.設(shè)飛行器飛行時所受的阻力人 小不變，g取10 m/s2.（1）第一次試飛，飛行器飛行tl=8 s時到達(dá)高度 =64 m.求飛行器所受阻力f的大 小；（2）第二次試飛，飛行器飛行廣2=6 s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力.求飛 行器能達(dá)到的最人高度h；(3) 為了使e行辭不致墜落到地而，求0行辭從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間3歸

10、納領(lǐng)悟(1) 動力學(xué)兩類基本問題的分析流程圖(2) 基本方法 明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理 過程的特點，如果是比較復(fù)雜的問題，應(yīng)該 明確整個物理現(xiàn)象是由哪幾個物理過程組 成的，找出相鄰過程的聯(lián)系點，再分別研究受力悄況第一類問題 »運動悄況第二類問題牛頓第二定律加速度°運動學(xué)公式牛頓第一定律i加速度'廠運動學(xué)公式每一個物理過程. 根據(jù)問題的要求和計算方法，確定研究對象進(jìn)行分析，并畫出示意圖.圖中應(yīng)注明力、 速度、加速度的符號和方向.對每一個力都明確施力物體和受力物體，以免分析力吋有所遺 漏或無中牛有. 應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式求解，通常先用表示物理量的符號運算，

11、解出所求物 理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過運算求結(jié)果題組突破3. (2011 淮安模擬)在水平地面上運動的小車車廂底部有一質(zhì) 量為加的木塊，木塊和年廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度 系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為血的小球某段 時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎總方向的夾角為久 在這段時間內(nèi)木塊與車廂 保持相對靜止，如圖3-2-5所示.不計木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?)a.伸長量為學(xué)tan 0b.壓縮量為學(xué)tan 9c伸長最為金d.壓縮最為冊74.如圖3-2-6所示，靜止在光滑水平而上的物體力，一端靠著 處于自然狀態(tài)的彈簧.現(xiàn)對物體作用一水平恒力，

12、在彈簧被壓縮到最短的過程11 ,物體的速度和加速度變化的情況是()a.速度增人，加速度增大圖 3-2-6b. 速度增大，加速度減小c. 速度先增大后減小，加速度先增大后減小d.速度先增大后減小，加速度先減小后增大5.建筑工人用圖3-2-7所示的定滑輪裝置運送建筑材料.質(zhì)量為70. 0 kg 的工人站在地曲上，通過定滑輪將20. 0 kg的建筑材料以0. 500 m/s2的加速 度拉升，忽略繩了和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人対地面的壓力大 小為(g 取 10 m/s2)()a. 510 nb. 490 nc. 890 nd. 910 n考點三 牛頓第二定律與圖像相結(jié)合的問題典例啟迪例3如圖

13、3 2 8所示，質(zhì)雖/=1 kg的物體沿傾角=37°的固定粗糙斜而由靜止開始向下 運動，風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右，其大小 與風(fēng)速y成正比，比例系數(shù)用斤表示，物體加速度曰圖 3-2-8與風(fēng)速y的關(guān)系如圖3-2-9所示，求:圖 3-2-9（1）物體與斜而間的動摩擦因數(shù);(2)比例系數(shù) k. (sin37° =0. 6, cos37° =0. 8, =10 m/s2)歸納領(lǐng)悟從圖象中提取解題所需要的信息是解決此類問題的關(guān)鍵，需捉取的信息主要有物體加速 度及物體所受力的人小及方向.對于臼一y圖線，要從函數(shù)的角度求出臼一孑的關(guān)系式，或抓 住圖象中的關(guān)鍵點的處標(biāo)，據(jù)關(guān)鍵

14、點所描述的狀態(tài)求解.題組突破6.某物體做宜線運動的l廣圖象如圖3-2-10所示，據(jù)此判斷圖3 2 11（尸表示物體所受合力，才表示物體的位移）四個選項中正確的是創(chuàng)新演練大沖關(guān)一.單項選擇題1.如圖1所示，放在光滑面上的木塊受到兩個水平力幷與兀的作川而靜止不動，現(xiàn)保fif277777777777777777777777777.塊運動情況的圖彖是（)a.日i = 0, &i=gb. a、= g, &2=gm+mm+mc.& 0,矩m gd.曰 i g，m g3.如圖4所示，車內(nèi)繩昇與繩拴住一小球，力水平，車由原來2. （2010 全國卷i ）如圖3所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為

15、m的木 塊1相連，下端與另一質(zhì)量為的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置 的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽岀，設(shè)抽 出后的瞬間,木塊1、2的加速度大小分別為、亦重力加速度大小為 g則有（）的靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橄蛴壹铀僦本€運動，小球仍處于圖中所示的位置，則 （）a.佃繩、必7繩拉力都變大b.力細(xì)拉力變大，繩拉力變小a持幷大小和方向不變，莊方向不變，使人隨時間均勻減小到零，再均勻增 加到原來的人小，在這個過程屮，能正確描述木c.昇繩拉力變?nèi)?，比繩拉力不變d.昇繩拉力不變，比繩拉力變大二、多項選擇題6.如圖6所示，物體戶以一定的初速度沿光滑水平面向右運動，與一個右端固定的輕 質(zhì)彈簧相撞，

16、并被彈簧反向彈回.若彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡 克定律，那么在戶少彈簧發(fā)生相互作用的整個過程中（）a.尸做勻變速直線運動b.戶的加速度人小不斷變化c.戶的加速度大小不斷改變，當(dāng)加速度數(shù)值最大時，速度最小d. 有一段過程，戶的加速度逐漸增大，速度也逐漸增大7. 如圖7甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與 斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接.圖乙中f日、f和s分別表示 物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.圖乙中不正確的是（）端無初速釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動縻擦因數(shù)為，則木塊從左端運動到右端的時間可能是（）l ./l2l2la. 一 + b.-c.、/d.vvv三、計算題甲乙8. （2011 連云港模擬）如圖8所示，傳送帶的水平部分長為乙傳動速率為匕在其左10. （12分）如圖10所示，傾角0=31°的斜而固定在水平而上.質(zhì)量zz7=l. 0 kg的小 物塊受到沿斜血向上的尸 =9.0 n的拉力作用，小物塊山靜止沿斜而向 上運動.小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)"=0.25（斜面足夠長，収尸10 m/s2. sin37° =0.6