創(chuàng)新設(shè)計2018版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運動定律基次2牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題課件

1、基礎(chǔ)課基礎(chǔ)課2牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題知識點一、牛頓第二定律單位制知識點一、牛頓第二定律單位制1牛頓第二定律牛頓第二定律(1)內(nèi)容內(nèi)容物體加速度的大小跟作用力成物體加速度的大小跟作用力成_，跟物體的質(zhì)量成，跟物體的質(zhì)量成_。加速度的方向與。加速度的方向與_方向相同。方向相同。(2)表達(dá)式：表達(dá)式：F_。(3)適用范圍適用范圍只適用于只適用于_參考系參考系(相對地面靜止或相對地面靜止或_運動運動的參考系的參考系)。只適用于只適用于_物體物體(相對于分子、原子相對于分子、原子)、低速運動、低速運動(遠(yuǎn)小遠(yuǎn)小于光速于光速)的情況。的情況。正比正比反比反比作用力作用力ma慣

2、性慣性勻速直線勻速直線宏觀宏觀2單位制單位制(1)單位制單位制由由_和和_一起組成了單位制。一起組成了單位制。(2)基本單位基本單位_的單位。力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是的單位。力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是_、_和和_，它們的國際單位分別是，它們的國際單位分別是_、_和和_。(3)導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位由由_根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位?；締挝换締挝粚?dǎo)出單位導(dǎo)出單位基本物理量基本物理量質(zhì)量質(zhì)量長度長度時間時間kgms基本單位基本單位知識點二、兩類動力學(xué)問題知識點二、兩類動力學(xué)問題1動力學(xué)的兩類基本問題動力學(xué)的兩類基本問題第一類：已知受力情

3、況求物體的第一類：已知受力情況求物體的_。第二類：已知運動情況求物體的第二類：已知運動情況求物體的_。運動情況運動情況受力情況受力情況2解決兩類基本問題的方法解決兩類基本問題的方法以以_為為“橋梁橋梁”，由運動學(xué)公式和，由運動學(xué)公式和_列方列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：加速度加速度牛頓第二定律牛頓第二定律思考判斷思考判斷(1)牛頓第二定律表達(dá)式牛頓第二定律表達(dá)式Fma在任何情況下都適用。在任何情況下都適用。()(2)對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當(dāng)力剛作用瞬對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度。間，物體立即獲得加速度

4、。()(3)物體由于做加速運動，所以才受合外力作用。物體由于做加速運動，所以才受合外力作用。()(4)Fma是矢量式，是矢量式，a的方向與的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)。的方向相同，與速度方向無關(guān)。()(5)物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小。物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小。()(6)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量間的單位關(guān)系。物理量間的單位關(guān)系。()(7)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解，運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解，所以加

5、速度由運動情況決定。所以加速度由運動情況決定。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)對牛頓第二定律的理解對牛頓第二定律的理解1牛頓第二定律的牛頓第二定律的“五個性質(zhì)五個性質(zhì)”1對牛頓第二定律的理解對牛頓第二定律的理解由牛頓第二定律由牛頓第二定律Fma可知，無論可知，無論怎樣小的力都可能使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去怎樣小的力都可能使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時，卻推不動，這是因為推很重的桌子時，卻推不動，這是因為()A牛頓第二定律不適用于靜止的物體牛頓第二定律不適用于靜止的物體B桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到桌子加速度很小，速度增量也很小

6、，眼睛觀察不到C推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(fù)值推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(fù)值D桌子所受的合力為零，加速度為零桌子所受的合力為零，加速度為零答案答案D2速度、加速度、合外力之間的關(guān)系速度、加速度、合外力之間的關(guān)系(多選多選)下列關(guān)于速度、下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是()A物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B物體的速度為物體的速度為0，則加速度為，則加速度為0，所受的合外力也為，所受的合外力也為0C物體的速度為物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可

7、，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大能很大D物體的速度很大，但加速度可能為物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可，所受的合外力也可能為能為0解析解析物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，另一個可以很小，甚至為另一個可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項項C、D對。對。答案答案CD3應(yīng)用牛頓第二定律定性分析應(yīng)用牛頓第二定律定性分析如圖如圖1所示，彈簧左端固定，所示，

8、彈簧左端固定，右端自由伸長到右端自由伸長到O點并系住質(zhì)量為點并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到到A點，然后釋放，物體可以一直運動到點，然后釋放，物體可以一直運動到B點。如果物體受到點。如果物體受到的阻力恒定，則的阻力恒定，則()圖圖1A物體從物體從A到到O先加速后減速先加速后減速B物體從物體從A到到O做加速運動，從做加速運動，從O到到B做減速運動做減速運動C物體運動到物體運動到O點時，所受合力為零點時，所受合力為零D物體從物體從A到到O的過程中，加速度逐漸減小的過程中，加速度逐漸減小解析解析物體從物體從A到到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合，初始階段受到的向右的彈

9、力大于阻力，合力向右。隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，力向右。隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運動至速度同向，物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運動至AO間某點間某點(設(shè)為點設(shè)為點O)時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大。此后，隨著物體繼續(xù)向右運動，加速度為零，速度達(dá)到最大。此后，隨著物體繼續(xù)向右運動，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?。?/p>

10、彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃蟆Ｖ罯點時點時彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O點后，點后，合力合力(加速度加速度)方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度逐漸增大的減速運動。綜合以上分析，只有選故物體做加速度逐漸增大的減速運動。綜合以上分析，只有選項項A正確。正確。答案答案A牛頓第二定律的瞬時性牛頓第二定律的瞬時性【典例】【典例】(2016安徽合肥一中二模安徽合肥一中二模)兩個質(zhì)量均兩個質(zhì)量均為為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，的小球，用兩條輕繩連接，

11、處于平衡狀態(tài)，如圖如圖2所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速的加速度分別用度分別用a1和和a2表示，則表示，則()圖圖2Aa1g，a2gBa10，a22gCa1g，a20Da12g，a20解析解析由于繩子張力可以突變，故剪斷由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球后小球A、B只受重只受重力，其加速度力，其加速度a1a2g。故選項。故選項A正確。正確。答案答案A【拓展延伸【拓展延伸1】 把把“輕繩輕繩”換成換成“輕彈簧輕彈簧”在在【典例】【典例】中只將中只將A、B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其間的輕繩

12、換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如圖他不變，如圖3所示，則典例選項中正確的是所示，則典例選項中正確的是()圖圖3解析解析剪斷輕繩剪斷輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故小后，由于彈簧彈力不能突變，故小球球A所受合力為所受合力為2mg，小球，小球B所受合力為零，所以小球所受合力為零，所以小球A、B的加速度分別為的加速度分別為a12g，a20。故選項。故選項D正確。正確。答案答案D【拓展延伸【拓展延伸2】 改變平衡狀態(tài)的呈現(xiàn)方式改變平衡狀態(tài)的呈現(xiàn)方式 把把【拓展延伸【拓展延伸1】的題圖放置在傾角為的題圖放置在傾角為30的光滑斜面的光滑斜面上，如圖上，如圖4所示系統(tǒng)靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在所示系統(tǒng)

13、靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是()圖圖4解析解析細(xì)線被燒斷的瞬間，小球細(xì)線被燒斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度為的受力情況不變，加速度為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為T2mgsin ，燒斷，燒斷瞬間，瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin ，所以，所以A球的瞬球的瞬時加速度為時加速度為aA2gsin 30g，故選項，故選項B正確。正確。答案答案B抓住抓住“兩關(guān)鍵兩關(guān)鍵”、遵循、遵循“四步驟四步驟”(1)分析瞬時加速度的分析瞬時加速度的

14、“兩個關(guān)鍵兩個關(guān)鍵”：明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。(2)“四個步驟四個步驟”：第一步：分析原來物體的受力情況。第一步：分析原來物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。方法技巧方法技巧1靜態(tài)瞬時問題靜態(tài)瞬時問題如圖如圖5所示，所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為

15、的傾角為，圖甲中，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，輕彈與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有()圖圖5A兩圖中兩球加速度均為兩圖中兩球加速度均為gsin B兩圖中兩圖中A球的加速度均為零球的加速度均為零C圖乙中輕桿的作用力一定不為零圖乙中輕桿的作用力一定不為零D圖甲中圖甲中B球的加速度是圖乙中球的加速度是圖乙中B球加速度的球加速度的2倍倍解析解析撤去擋板前，擋板對撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為球的彈力大小

16、為2mgsin ，因彈簧，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中中A球所受合力為零，加速度為零，球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為球所受合力為2mgsin ，加速度為加速度為2gsin ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A、B球所受合力球所受合力均為均為mgsin ，加速度均為，加速度均為gsin ，可知只有，可知只有D正確。正確。答案答案D2動態(tài)瞬時問題動態(tài)瞬時問題(2017蕪湖模擬蕪湖模擬)如圖如圖6所示，光滑水平面上，所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，兩物體用輕彈簧連

17、接在一起，A、B的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m1、m2，在拉力，在拉力F作用下，作用下，A、B共同做勻加速直線運動，加速度共同做勻加速直線運動，加速度大小為大小為a，某時刻突然撤去拉力，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時，此瞬時A和和B的加速度大的加速度大小為小為a1和和a2，則，則()圖圖6答案答案D動力學(xué)兩類基本問題動力學(xué)兩類基本問題1解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)兩類分析兩類分析物體的受力分析和物體的運動過程分析；物體的受力分析和物體的運動過程分析；(2)一個一個“橋梁橋梁”物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁。梁。2解

18、決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法(1)合成法：合成法：在物體受力個數(shù)較少在物體受力個數(shù)較少(2個或個或3個個)時一般采用時一般采用“合成法合成法”。(2)正交分解法：正交分解法：若物體的受力個數(shù)較多若物體的受力個數(shù)較多(3個或個或3個以上個以上)，則采用，則采用“正交分解正交分解法法”?！镜淅俊镜淅?12分分)如圖如圖7所示為四旋翼無人機，它是一種能夠垂所示為四旋翼無人機，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用。一直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用。一架質(zhì)量架質(zhì)量m2 kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力的無人機

19、，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F36 N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f4 N。g取取10 m/s2。圖圖7(1)無人機在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛。求無人機在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛。求在在t5 s時離地面的高度時離地面的高度h；(2)當(dāng)無人機懸停在距離地面高度當(dāng)無人機懸停在距離地面高度H100 m處，由于動力設(shè)備故處，由于動力設(shè)備故障，無人機突然失去升力而墜落。求無人機墜落地面時的速度障，無人機突然失去升力而墜落。求無人機墜落地面時的速度v。規(guī)范解答規(guī)范解答(1)設(shè)無人機上升時加速度為設(shè)無人機上升時加速度為a，由牛頓第二定律，

20、由牛頓第二定律，有有Fmgfma(2分分)解得解得a6 m/s2(2分分)答案答案(1)75 m(2)40 m/s【拓展延伸】【拓展延伸】在【典例】中在無人機墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，在【典例】中在無人機墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動力設(shè)備重新啟動提供向上最大升力。為保證安全著地，求動力設(shè)備重新啟動提供向上最大升力。為保證安全著地，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t1。兩類動力學(xué)問題的解題步驟兩類動力學(xué)問題的解題步驟方法技巧方法技巧1已知受力分析運動已知受力分析運動(12分分)為了減少汽車剎車失靈造成的危為了減少汽車剎車失靈造成的危害，如圖害

21、，如圖8所示為高速路上在下坡路段設(shè)置的可視為斜面的所示為高速路上在下坡路段設(shè)置的可視為斜面的緊急避險車道。一輛貨車在傾角緊急避險車道。一輛貨車在傾角30的連續(xù)長直下坡高的連續(xù)長直下坡高速路上，以速路上，以v07 m/s的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛(在此過程在此過程及后面過程中，可認(rèn)為發(fā)動機不提供牽引力及后面過程中，可認(rèn)為發(fā)動機不提供牽引力)，突然汽車剎車，突然汽車剎車失靈，開始加速運動，此時汽車所受到的摩擦力和空氣阻力失靈，開始加速運動，此時汽車所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的共為車重的0.2。在加速前進(jìn)了。在加速前進(jìn)了x096 m后，貨車沖上了平滑后，貨車沖上了平滑

22、連接的傾角連接的傾角37的避險車道，已知貨車在該避險車道上的避險車道，已知貨車在該避險車道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.65。貨車的各個運。貨車的各個運動過程均可視為直線運動，取動過程均可視為直線運動，取sin 530.8，g10 m/s2。求：。求：(1)貨車剛沖上避險車道時的速度大小貨車剛沖上避險車道時的速度大小v；(2)貨車在避險車道上行駛的最大距離貨車在避險車道上行駛的最大距離x。圖圖8答案答案(1)25 m/s(2)25 m2已知運動分析受力已知運動分析受力(14分分)一質(zhì)量為一質(zhì)量為m2 kg的滑塊能在傾角的滑塊能在傾角為為30的足夠長的

23、斜面上以的足夠長的斜面上以a2.5 m/s2勻加速下滑。如圖勻加速下滑。如圖9所示，若用一水平向右的恒力所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑塊，使之由靜止開作用于滑塊，使之由靜止開始在始在t2 s內(nèi)沿斜面運動，其位移內(nèi)沿斜面運動，其位移x4 m。g取取10 m/s2。求：。求：(1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)；(2)恒力恒力F的大小。的大小。圖圖9等時圓模型及應(yīng)用等時圓模型及應(yīng)用1模型特征模型特征(1)質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點所用時間相等，如圖甲所示；最低點所用時間相等，如圖甲所示；

24、(2)質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖乙所示；端所用時間相等，如圖乙所示；(3)兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質(zhì)點沿不同兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質(zhì)點沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示。的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示。2思維模板思維模板圖圖10答案答案B圖圖11A在同一水平線上在同一水平線上 B在同一豎直線上在同一豎直線上C在同一拋物線上在同一拋物線上 D在同一圓周上在同一圓周上答案答案D1(2016全國卷全國卷，19)(多選

25、多選)兩實心小球甲和乙由同一種材料兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落，制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落，假設(shè)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率假設(shè)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關(guān)。若它們下落相同的距離，則無關(guān)。若它們下落相同的距離，則()A甲球用的時間比乙球長甲球用的時間比乙球長B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力

26、做的功答案答案BD2(2015海南單科，海南單科，8)(多選多選)如圖如圖12所示，物塊所示，物塊a、b和和c的質(zhì)量相同，的質(zhì)量相同，a和和b、b和和c之間用完全相同的輕彈簧之間用完全相同的輕彈簧S1和和S2相連，通過系在相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點上的細(xì)線懸掛于固定點O，整個，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將細(xì)線剪斷，將物塊系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將細(xì)線剪斷，將物塊a的加速的加速度的大小記為度的大小記為a1，S1和和S2相對于原長的伸長量分別記相對于原長的伸長量分別記為為l1和和l2，重力加速度大小為，重力加速度大小為g。在剪斷的瞬間。在剪斷的瞬間()圖圖12答案答案AC3在遙控直升機下面用輕繩懸掛質(zhì)量為在遙控直升機下面用輕繩懸掛質(zhì)量為m的攝像機可以拍攝學(xué)的攝像機可以拍攝學(xué)生在操場上的跑操情況。開始時遙控直升機懸停在生在操場上的跑操情況。開始時遙控直升機懸停在C點正上點正上方。若遙控直升機從方。若遙控直升機從C點正上方運動到點正上方運動到D點正上方經(jīng)歷的時間點正上方經(jīng)歷的時間為為t，已知，已知C、D之間距離為之間距離為L，直升機的質(zhì)量為，直升機的質(zhì)量為M，直升機的，直升機的運動視作水平方向的勻加速直線運動。在拍攝過程中懸掛攝運動視作水平方向