2012屆高三物理第二輪專題講座 牛頓第二定律(1) 新人教版

1、牛頓第二定律溫故自查1內(nèi)容：物體的加速度跟它所受的合外力成 ，跟物體的質(zhì)量成 ，加速度的方向與 相同2表達式：F合ma.3物理意義：牛頓第二定律揭示了 跟 及物體本身質(zhì)量的關(guān)系正比反比合外力的方向物體的加速度它受的合外力考點精析1牛頓第二定律的幾個特性對于牛頓第二定律，不能僅僅滿足于記住公式，在使用時應(yīng)熟練掌握牛頓第二定律的幾個特性：矢量性：a與F合的方向相同，已知F合的方向，可推知a的方向，反之亦然；瞬時性：a與F合同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失；相對性：用 a 求得的加速度a是相對地面的(或慣性參照系)； 對相對于地面有加速度的參考系(如加速上升的電梯)，牛頓定律不適用；獨立性：F合產(chǎn)生的a

2、是物體的總加速度，x方向的合外力產(chǎn)生x方向的加速度，y方向的合外力產(chǎn)生y方向的加速度牛頓第二定律的分量式為Fxmax，F(xiàn)ymay；同體性：a 各量都是屬于同一物體的，即研究對象的統(tǒng)一性；同單位制：a 中各量必須用國際單位表示2牛頓第二定律公式分析上述3式均可用來表示牛頓第二定律，但要注意它們的物理意義不同由牛頓第二定律F合ma可知：只要作用在物體上的合外力不為零，物體就產(chǎn)生加速度，速度就要變化，但物體產(chǎn)生的加速度與原來物體的運動狀態(tài)無關(guān).溫故自查在力學(xué)中，選用 三個物理量的單位作為基本單位，選定基本單位后，由物理公式推導(dǎo)出的單位叫 基本單位和導(dǎo)出單位一起組成 1基本單位：所選定的基本物理量的單

3、位2導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出的物理量的單位長度、質(zhì)量、時間導(dǎo)出單位單位制考點精析1從根本上說，所有的物理量都是由基本物理量構(gòu)成的，在力學(xué)范疇內(nèi)，所有的力學(xué)量都是由長度、質(zhì)量和時間這三個基本物理量組成的，因此基本物理量的單位選定也就決定了其他導(dǎo)出物理量的單位國際單位制：1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制，其法文簡稱為SI.2以下是國際單位制中的七個基本物理量和相應(yīng)的國際單位制中的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安(培)A熱力學(xué)溫度T開(爾文)K

4、發(fā)光強度l1(lV)坎(德拉)cd物質(zhì)的量n(V)摩(爾)mol3.物理公式不僅決定了物理量之間的關(guān)系，也決定了物理量單位間的關(guān)系，推導(dǎo)物理量的單位要借助物理公式，依據(jù)單位是否正確可以判斷物理公式是否正確命題規(guī)律分析物體的運動情況主要從兩個方面分析：先分析物體的初狀態(tài)(即初速度)，由牛頓第一定律知物體具有維持原來狀態(tài)的性質(zhì)(即慣性)，再分析物體的受力，由牛頓第二定律知力是產(chǎn)生加速度(即改變物體運動狀態(tài))的原因兩者結(jié)合起來就能確定物體的運動情況常以選擇題形式出現(xiàn)考例1(2009·廣東)如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中質(zhì)量為m、帶電量為Q

5、的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時，滑塊可能靜止于斜面上解析本題考查帶電物體在復(fù)合場中的運動規(guī)律，由左手定則判定滑塊受到的洛倫茲力垂直于斜面向下，C正確；其所受的滑動摩擦力FfFN，與正壓力有關(guān)，A錯誤；滑到地面時的動能隨B的增大而減小，B錯誤；滑塊靜止時，洛倫茲力為零，故D錯誤答案C(2009·湖北宜昌一中、枝江一中、當(dāng)陽一中三校聯(lián)考)一個物體在多個力的作用下處于靜止狀態(tài)，如果僅使其中一個力的大小逐漸減小到零，然后又從零逐漸恢復(fù)到原來的大小(此力

6、的方向始終未變)，在這一過程中其余各力均不變那么，下列各圖中能正確描述該過程中物體速度變化情況的是()解析可以認為物體受到了一個力F1和其他力的合力F2的共同作用，處于平衡狀態(tài)，兩力大小相等、方向相反F2始終不變，當(dāng)F1先減小后增大時，物體受到的合力先增大后減小，物體的加速度由小變大，再由大變小，加速度方向始終與速度方向一致，做加速運動，在vt圖像上，圖線的斜率先變大后變小，速度越來越大，D正確答案D命題規(guī)律考查對牛頓第二定律的瞬時性的理解，會分析物體受力情況，特別是系統(tǒng)中有彈簧彈力作用時，彈簧需要較長的形變恢復(fù)時間，在瞬時問題中，其彈力不能突變、大小不變的特點的應(yīng)用考例2如圖所示，豎直放置在

7、水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為1kg的物體A，處于靜止狀態(tài)，若將一個質(zhì)量為2kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間，則B對A的壓力大小為(取g10m/s2)()解析物體A處于靜止狀態(tài)時，受力平衡FGA10N，當(dāng)B物體放在A上的瞬間A、B兩物體有一共同加速度以A、B整體為研究對象，則有(mAmB)gF(mAmB)a，答案D總結(jié)評述B物體放在A上的瞬間，彈簧的彈力是不變的，這是解答該題的關(guān)鍵(2009·江蘇三倉中學(xué)、南洋中學(xué)高三聯(lián)考)A、B兩個小球的質(zhì)量分別為m、2m，由兩個輕質(zhì)彈簧連接(如圖所示)，處于平衡狀態(tài)，下列說法中正確的是()A將A球上方彈簧剪斷的瞬間，A的加速度為零，B的加速

8、度為零B將A球上方彈簧剪斷的瞬間，A的加速度不為零，B的加速度為零C將A球下方彈簧剪斷的瞬間，A的加速度不為零，B的加速度為零D將A球下方彈簧剪斷的瞬間，A的加速度不為零，B的加速度不為零解析將A球上方彈簧剪斷的瞬間，B受重力GB和彈力fB作用，與剪斷前相比，受力沒有變化，B的加速度為零，A受向下的重力和向下的彈力fB的作用，A的加速度向下，B正確A錯誤將A球下方彈簧剪斷的瞬間，B球只受重力作用，加速度方向向下，A球受向上的彈力fA和自身重力的作用，由剪斷前平衡可知，fA>GA，加速度向上，C錯誤D正確答案BD命題規(guī)律物體受兩個不共線的力作用時，物體做變速運動利用合成法求物體運動的加速度

9、考例3如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是()A小車靜止時，F(xiàn)mgcos，方向沿桿向上B小車靜止時，F(xiàn)mgcos，方向垂直桿向上解析由題意可知，小球與車具有相同的運動狀態(tài)，小車靜止，球也靜止對球進行受力分析，靜止時所受合力為零，即桿對球的作用力應(yīng)與球所受的重力平衡重力豎直向下，桿對球的作用力應(yīng)豎直向上，A、B錯當(dāng)車向右加速時，球的加速度也向右，那么球所受的合力應(yīng)向右，大小為ma.球所受的合力由球受到的重力和桿的作用合成，根據(jù)合成法則，桿的作用力大小應(yīng)為 方向斜向右上方，與豎直方向的夾角為arctan ；若

10、加速度為agtan，則桿對球的作用力一定沿桿的方向車向左加速與向右加速分析一樣答案D水平勻速運動的車廂內(nèi)裝滿西瓜，其中質(zhì)量為m的西瓜A受到周圍其他西瓜的作用力大小為_，當(dāng)車廂以加速度a向右運動時，A所受到的作用力大小為_，方向_如圖所示解析把西瓜A的受力簡化為只受重力和一個等效彈力(周圍其他西瓜對它的作用力之和)作用下的問題命題規(guī)律對于物體受三個力以上，物體做勻加速運動的問題，利用正交分解法解答考例4風(fēng)洞實驗室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力，現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風(fēng)洞實驗室，小球孔徑略大于細桿直徑，如圖所示(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上作勻速運動，這時小球

11、所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動摩擦因數(shù)(2)保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜止出發(fā)在細桿上滑下距離x所需時間為多少(sin37°0.6，cos37°0.8)?解析(1)設(shè)小球所受風(fēng)力為F，小球質(zhì)量為m，在水平方向小球受風(fēng)力和阻力而勻速運動，由平衡條件知Fmg(2)當(dāng)桿傾斜固定后，小球受力如圖所示，對其受力進行正交分解并列方程有FcosmgsinFfmaFNFsinmgcos0FfFN總結(jié)評述正交分解法：當(dāng)物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，通常采用正交分解法解題，為減少矢量的分解，建立坐標系時，確定x軸

12、的正方向常用三種方法：(1)分解力不分解加速度此時一般規(guī)定加速度a的方向為x軸正方向，垂直于加速度的方向為y軸，有Fxma(沿加速度方向)，F(xiàn)y0(垂直加速度方向)(2)分解加速度不分解力此法以某種力的方向為x軸正方向，建立直角坐標系，再把加速度分解在x軸和y軸上(3)既分解力又分解加速度此法根據(jù)所要研究的問題，確定x軸的方向和y軸的方向，再把力、加速度或速度等矢量同時分解在x軸和y軸上，有Fxmax，F(xiàn)ymay.如圖所示，電梯與水平面夾角為30°，當(dāng)電梯加速向上運動時，人對梯面壓力是其重力的6/5倍，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？解析對人進行受力分析，他受到重力mg、支持力

13、FN和摩擦力Ff作用，如圖所示取水平向右為x軸正向，豎直向上為y軸正向，此時只需分解加速度，據(jù)牛頓第二定律可得：Ffmaxmacos30°，F(xiàn)Nmgmaymasin30°命題規(guī)律根據(jù)速度時間圖象或力時間圖象判斷物體運動情況或受力情況分析考查識圖能力和從圖中獲取信息的能力考例5質(zhì)量為40kg的雪橇及運動員在傾角37°的斜面上向下滑動，如圖甲所示，所受的空氣阻力與速度成正比今測得雪橇運動的vt圖象如圖乙所示，且AB是曲線的切線，B點坐標為(4,15)，CD是曲線的漸近線試求空氣的阻力系數(shù)k和雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù).解析雪橇受力如圖所示，沿斜面方向，由牛頓運動定律得：

14、mgsinFNkvma.垂直斜面方向，由平衡條件得：FNmgcos.由圖象得：A點，vA5m/s，加速度aA2.5m/s2，最終雪橇勻速運動時最大速度vm10m/s，a0，代入數(shù)據(jù)解得：0.125，k20N·s/m.答案20N·s/m,0.125.總結(jié)評述圖象在物理學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛，這是因為它具有以下優(yōu)點：(1)能形象地表達物理規(guī)律；(2)能直觀地描述物理過程；(3)能鮮明地表示物理量之間的依賴關(guān)系因此，理解圖象的物理意義，自覺地運用圖象分析表達物理規(guī)律，是十分必要的放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，力F的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖所示重力加速度