第三章牛頓運動定律一輪復習導學案(全國卷通用)_第1頁
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文檔簡介

1、第三章牛頓運動定律一輪復習導學案第一節(jié)牛頓第一、第三定律一.教學目標:一、牛頓第一定律1內容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)2意義(1)揭示了物體的固有屬性:一切物體都有慣性,因此牛頓第一定律又叫慣性定律(2)揭示了力與運動的關系:力不是維持物體運動狀態(tài)的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因,即產(chǎn)生加速度的原因二、慣性1定義:物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質2表現(xiàn):物體不受外力作用時,其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運動狀態(tài);物體受外力作用時其慣性表現(xiàn)在反抗運動狀態(tài)的改變3量度:質量是慣性大小的唯一量度,質量大的物體慣性大,質量小的物

2、體慣性小三、牛頓第三定律1內容:兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,而且在一條直線上2表達式:FF.特別提示:(1)作用力和反作用力同時產(chǎn)生,同時消失,同種性質,作用在不同的物體上,各自產(chǎn)生的效果,不會相互抵消(2)作用力和反作用力的關系與物體的運動狀態(tài)無關,1.關于牛頓第一定律的說法正確的是()A牛頓第一定律不能在實驗室中用實驗驗證B牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C物體不受外力作用時,一定處于靜止狀態(tài)D物體的運動不需要力來維持2(2012·高考新課標全國卷)伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗,提出了慣性的概念,從而奠定了牛頓力學的基礎早期物理學家

3、關于慣性有下列說法,其中正確的是()A物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性B沒有力的作用,物體只能處于靜止狀態(tài)C行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質是慣性D運動物體如果沒有受到力的作用,將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動3關于作用力與反作用力的說法正確的是()A只有相互作用的兩個物體都處于平衡狀態(tài)時,作用力與反作用力大小才相等B由于作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,所以兩者產(chǎn)生的效果相互抵消C放在斜面上的物體受到的支持力的反作用力是物體重力在垂直斜面方向的分力D作用力與反作用力的性質一定相同二.教學重難點:1.牛頓第一定律的理解1明確了慣性的概念牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性慣性,即

4、物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質2揭示了力的本質牛頓第一定律對力的本質進行了定義:力是改變物體運動狀態(tài)的原因,不是維持物體運動狀態(tài)的原因例如,運動的物體逐漸減速直至停止,不是因為不受力,而是因為受到了阻力3揭示了不受力時物體的運動規(guī)律牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀態(tài),而物體不受外力的情形是不存在的在實際情況中,如果物體所受的合外力等于零,與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的下列關于牛頓第一定律以及慣性概念的說法中,正確的是()A牛頓第一定律說明,只有不受外力的物體才保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)B物體運動狀態(tài)發(fā)生變化則物體一定受到力的作用C慣性定律與慣性的實質是相同的D物體的運動不

5、需要力來維持,但物體的運動速度越大時其慣性也越大解析當物體所受的合力為零時,物體也可以處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),故A項錯誤由牛頓第一定律可知,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,故B項正確慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質,慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運動規(guī)律,C項錯誤雖然物體的運動不需要力來維持,但物體的慣性與運動速度大小無關,D項錯誤答案B總結提升(1)牛頓第一定律并非實驗定律它是以伽利略的“理想實驗”為基礎,經(jīng)過科學抽象,歸納推理而總結出來的(2)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種固有屬性,與物體是否受力、受力的大小無關,與物體是否運動、運動速度的大小也無關1

6、關于物體的慣性,下列說法正確的是()A質量相同的兩個物體,在阻力相同的情況下,速度大的不易停下來,所以速度大的物體慣性大B質量相同的物體,慣性相同C推動地面上靜止的物體比保持這個物體勻速運動時所需的力大,所以靜止的物體慣性大D在月球上舉重比在地球上容易,所以同一物體在月球上比在地球上慣性小解析:選B.物體的慣性只與質量有關,與速度大小無關,故A錯B對;物體的慣性與受力情況無關,故C錯;同一物體在地球上和在月球上質量相同,慣性相同,故D錯2.牛頓第三定律的理解與應用1作用力與反作用力的“三同、三異、三無關”(1)“三同”:大小相同;性質相同;變化情況相同(2)“三異”:方向不同;受力物體不同;產(chǎn)

7、生效果不同(3)“三無關”:與物體的種類無關;與物體的運動狀態(tài)無關;與物體是否和其他物體存在相互作用無關3相互作用力與平衡力的比較作用力和反作用力一對平衡力不同點受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關系同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零力的性質一定是同性質的力性質不一定相同相同點大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上三.教學過程(2014·眉山一中模擬)建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料質量為70.0 kg的工人站在地面上,通過定滑輪將20.0

8、 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦,則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()A510 NB490 NC890 N D910 N審題突破工人對地面的壓力與哪個力是一對相互作用力?繩子對物體的拉力與對人拉力有什么關系?解析繩子對物體的拉力F1mgmaF1m(ga)210 N繩子對人的拉力F2F1210 N人處于靜止,則地面對人的支持力NMgF2490 N,由牛頓第三定律知:人對地面的壓力NN490 N故B項正確答案B2. (2014·泉州模擬)如圖所示,用細繩把小球懸掛起來,當小球靜止時,下列說法中正確的是()A小球受到的重

9、力和細繩對小球的拉力是一對作用力和反作用力B小球受到的重力和小球對細繩的拉力是一對作用力和反作用力C小球受到的重力和細繩對小球的拉力是一對平衡力D小球受到的重力和小球對細繩的拉力是一對平衡力解析:選C.小球受到的重力與細繩對小球的拉力均作用在小球上,且等大反向,是一對平衡力,A、D錯誤,C正確;小球對細繩的拉力與細繩對小球的拉力才是一對作用力和反作用力,故B錯誤對作用力與反作用力關系的認識范例(2014·武漢模擬)用手托著一塊磚,開始靜止不動,當手突然向上加速運動時,磚對手的壓力()A一定小于手對磚的支持力B一定等于手對磚的支持力C一定大于手對磚的支持力D一定大于磚的重力誤區(qū)警示磚向

10、上加速,誤認為手對磚的支持力大于磚對手的壓力而錯選A.解析磚對手的壓力與手對磚的支持力是作用力與反作用力的關系,大小一定相等,故AC錯B對,磚向上加速,由牛頓第二定律知,手對磚的支持力大于重力,因而磚對手的壓力大于重力,故D對答案BD真知灼見相互作用的兩物體,不論運動狀態(tài)如何,產(chǎn)生的效果如何,相互作用力總是等大反向、性質相同、作用時間相同3一個榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了對于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是()A榔頭敲玻璃的力大于玻璃對榔頭的作用力,所以玻璃才碎裂B榔頭受到的力大于玻璃受到的力,只是由于榔頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂C榔頭和玻璃之間的作用力應該是等大的,只是由于榔頭能夠承受比

11、玻璃更大的力才沒有碎裂D因為不清楚榔頭和玻璃的其他受力情況,所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小解析:選C.榔頭對玻璃的作用力和玻璃對榔頭的作用力為作用力與反作用力關系,大小一定相等,但相同大小的力作用在不同物體上的效果往往是不同的,所以不能從效果上去比較作用力與反作用力的大小關系,故選項C正確四課后練習:一 高考題組1(2013·高考山東卷) 伽利略開創(chuàng)了實驗研究和邏輯推理相結合探索自然規(guī)律的科學方法,利用這種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有()A力不是維持物體運動的原因B物體之間普遍存在相互吸引力C忽略空氣阻力,重物與輕物下落得同樣快D物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反解析:選AC

12、.伽利略的斜面實驗表明物體的運動不需要外力來維持,A正確;伽利略假想將輕重不同的物體綁在一起時,重的物體會因輕的物體阻礙而下落變慢,輕的物體會因重的物體拖動而下落變快,即二者一起下落快慢應介于單獨下落時之間而從綁在一起后更重的角度考慮二者一起下落時應該更快,從而由邏輯上否定了重物比輕的物體下落快的結論,并用實驗證明了輕重物體下落快慢相同的規(guī)律,C正確;物體間普遍存在相互吸引力,物體間相互作用力的規(guī)律是牛頓總結的,對應于萬有引力定律與牛頓第三定律,故BD皆錯誤2(2011·高考浙江卷)如圖所示,甲、乙兩人在冰面上“拔河”兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏若繩子質量不計

13、,冰面可看成光滑,則下列說法正確的是()A甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力B甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力C若甲的質量比乙大,則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利解析:選C.根據(jù)牛頓第三定律,甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力,A錯誤;因為甲對繩的拉力和乙對繩的拉力都作用在繩上,故B錯誤;根據(jù)動量守恒定律可推得m1s1m2s2,若甲的質量比較大,則甲的位移較小,乙先過界,C正確;“拔河”比賽的輸贏只與甲、乙的質量有關,與收繩速度無關,D錯誤二 模擬題組3(2014·洛陽統(tǒng)考)關于物體的運動狀態(tài)和其所受外力的

14、關系,下列說法正確的是 ()A力是維持物體運動的原因B物體受到的合力為零時,它一定處于靜止狀態(tài)C物體的運動方向一定與它所受的合力的方向相同D物體受到不為零的合力作用時,它的運動狀態(tài)一定發(fā)生變化解析:選D.力是改變物體運動狀態(tài)的原因,不是維持物體運動的原因,選項A錯誤;物體受到的合力為零時,它一定處于平衡狀態(tài),靜止或做勻速直線運動,選項B錯誤;物體的運動方向與它所受的合力的方向不一定相同,選項C錯誤;物體受到不為零的合力作用時,它的加速度一定不為零,運動狀態(tài)一定發(fā)生變化,選項D正確4(2014·德陽模擬)汽車拉著拖車在水平道路上沿著直線加速行駛,根據(jù)牛頓運動定律,以下說法正確的是 ()

15、A汽車能拉著拖車加速前進,是因為汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力B加速前進時,汽車對拖車的拉力大小與拖車對汽車的拉力大小相等C汽車先對拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力D汽車對拖車的拉力大小與拖車所受地面對它的摩擦力大小相等解析:選B.汽車拉著拖車加速前進,汽車對拖車的拉力大于拖車所受地面對它的摩擦力,根據(jù)牛頓第三定律,汽車拉拖車的力等于拖車拉汽車的力,且同時產(chǎn)生,故只有選項B正確5(2014·濰坊模擬)在水平路面上有一輛勻速行駛的小車,車上固定一盛滿水的碗現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出,水灑出的情況如圖所示,則關于小車的運動情況,下列敘述正確的是()A小車勻速向左運動B小車可能突然向

16、左加速C小車可能突然向左減速D小車可能突然向右減速答案:BD三 選做題62013年4月20日8時02分雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震,如圖所示,解放軍某部出動直升機救助被困受傷災民,若不考慮懸索質量,下列說法正確的是()A只有在勻速吊起時懸索對人的拉力才等于人對懸索的拉力B當加速吊起時懸索對人的拉力等于人對懸索的拉力C當加速吊起時懸索對人的拉力大于懸索對飛機的拉力D無論如何吊起懸索對人的拉力都等于人對懸索的拉力解析:選BD.懸索對人的拉力和人對懸索的拉力是一對作用力與反作用力,在任何情況下大小都相等,故A選項錯誤,B、D選項正確;懸索對飛機的拉力和飛機對懸索的拉力是一對作用力和反作用力,且懸索中

17、張力處處相等,故C選項錯誤五檢測反饋:一、選擇題1如圖為伽利略的“理想實驗”示意圖,兩個斜面對接,讓小球從其中一個固定的斜面滾下,又滾上另一個傾角可以改變的斜面,斜面的傾角逐漸減小直至為零這個實驗的目的是為了說明()A如果沒有摩擦,小球將運動到與釋放時相同的高度B如果沒有摩擦,小球運動時機械能守恒C維持物體做勻速直線運動并不需要力D如果物體不受到力,就不會運動解析:選C.為反駁亞里士多德關于物體運動和力關系的錯誤觀點,伽利略依據(jù)可靠的事實為基礎,以抽象為主導,經(jīng)過科學推理,做了這個想象中的實驗,實驗的真正目的是找出運動和力的關系,并非選項A和B敘述的情況,故A、B均錯,C正確;在不受外力作用時

18、,一切物體都有保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質,故D錯誤2對一些實際生活中的現(xiàn)象,某同學試圖從慣性角度加以解釋,其中正確的是 ()A采用了大功率的發(fā)動機后,某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度這表明,可以通過科學手段使小質量的物體獲得大慣性B射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透,這表明它的慣性小了C貨運列車運行到不同的車站時,經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,這會改變它的慣性D摩托車轉彎時,車手一方面要控制適當?shù)乃俣?,另一方面要將身體稍微向里傾斜,通過調控人和車的慣性達到安全行駛的目的解析:選C.采用了大功率的發(fā)動機后,某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式

19、螺旋槳飛機的速度,原因是功率變大了,但慣性不變,選項A錯誤;射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透,原因是子彈具有的動能過小,但慣性不變,選項B錯誤;貨運列車運行到不同的車站時,經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,列車的質量改變了,當然它的慣性也就改變了,選項C正確;摩托車轉彎時,車手一方面要控制適當?shù)乃俣?,另一方面要將身體稍微向里傾斜,調控人和車的重心位置,但整體的慣性不變,選項D錯誤3(2014·廣安模擬)下列關于慣性的各種說法中,你認為正確的是()A拋出去的標槍、手榴彈等是靠慣性向遠處運動的B在完全失重的情況下,物體的慣性將消失C把手中的球由靜止釋放后,球能豎直加速下落,

20、說明力是改變物體慣性的原因D材料不同的兩個物體放在地面上,用一個相同的水平力分別推它們,則難以推動的物體慣性大答案:A4(單選)在日常生活中,小巧美觀的冰箱貼使用廣泛一磁性冰箱貼貼在冰箱的豎直表面上靜止不動時,它受到的磁力()A小于受到的彈力B大于受到的彈力C和受到的彈力是一對作用力與反作用力D和受到的彈力是一對平衡力答案:D5下列關于慣性的說法中正確的是()A一切物體在任何情況下都有慣性B汽車速度越大剎車后越難停下來,表明速度越大慣性越大C宇宙飛船中的物體處于完全失重狀態(tài),所以沒有慣性D乒乓球可以被快速抽殺,是因為乒乓球的慣性小解析:選AD.物體在任何狀態(tài)下都有慣性,慣性大小只與質量有關,故

21、B、C錯6(2014·福建六校聯(lián)考)2013年11月20日11時31分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號丙”運載火箭,成功將“遙感十九號”衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預定軌道關于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A火箭尾部向外噴氣,噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力,從而讓火箭獲得了向前的推力B火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力,空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C火箭飛出大氣層后,由于沒有了空氣,火箭雖然向后噴氣,但也無法獲得前進的動力D衛(wèi)星進入預定軌道之后,與地球之間不存在相互作用解析:選A.火箭升空時,其尾部向下噴氣,火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體,火箭向下噴

22、氣時,噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力,即為火箭上升的推動力,此動力并不是由周圍的空氣提供的,因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關,因而選項B、C錯誤,選項A正確;火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后,衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力,即衛(wèi)星吸引地球,地球吸引衛(wèi)星,這是一對作用力與反作用力,故選項D錯誤7如圖所示,在勻速前進的磁懸浮列車里,小明將一小球放在水平桌面上,且小球相對桌面靜止關于小球與列車的運動,下列說法正確的是()A若小球向前滾動,則磁懸浮列車在加速前進B若小球向后滾動,則磁懸浮列車在加速前進C磁懸浮列車急剎車時,小球向前滾動D磁懸浮列車急剎車時,小球向后滾動答案:BC8通常河水邊的濕

23、地是很松軟的,人在這些濕地上行走時容易下陷,在人開始下陷時()A人對濕地地面的壓力大于濕地地面對他的支持力B人對濕地地面的壓力等于濕地地面對他的支持力C人的重力大于濕地地面對他的支持力D人的重力等于濕地地面對他的支持力解析:選BC.人對濕地的壓力與濕地對人的支持力,是作用力與反作用力,大小總是相等,故A錯B對;人在開始下陷時,加速度向下,受到的重力大于支持力,故C對D錯9如圖所示,水平力F把一個物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動,下列說法中正確的是()A水平力F跟墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力B物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C水平力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力

24、D物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力解析:選BD.水平力F跟墻壁對物體的支持力作用在同一物體上,大小相等,方向相反,在一條直線上,是一對平衡力,選項A錯誤;水平力F作用在物體上,而物體對墻壁的壓力作用在墻壁上,這兩個力不能成為平衡力,也不是相互作用力,選項C錯誤;物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對物體豎直向上的靜摩擦力,因物體處于靜止狀態(tài),故這兩個力是一對平衡力,選項B正確;物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是兩個物體間的相互作用力,是一對作用力與反作用力,D正確10.如圖所示,我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項目叫做“押加”,實際上相當于兩個人拔河,如果甲、乙兩人在

25、“押加”比賽中,甲獲勝,則下列說法中正確的是()A甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力,所以甲獲勝B當甲把乙勻速拉過去時,甲對乙的拉力大小等于乙對甲的拉力大小C當甲把乙加速拉過去時,甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力D甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小,只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力,所以甲獲勝解析:選BD.物體的運動狀態(tài)是由其自身的受力情況決定的,只有當物體所受的合外力不為零時,物體的運動狀態(tài)才會改變,不論物體處于何種狀態(tài),物體間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,由于它們作用在不同的物體上,其效果可以不同甲加速前進的原因是甲受到的地面的摩擦力大于繩子對甲的拉力;乙加速后退的原因是繩

26、子對乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;但是,根據(jù)牛頓第三定律,甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小,B、D正確二、非選擇題11如圖所示為雜技“頂竿”表演,一人站在地上,肩上扛一質量為M的豎直竹竿,竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑,求竿對“底人”的壓力大小解析:對竿上的人分析:受重力mg、摩擦力f,有mgfma、fm(ga),竿對人有摩擦力,人對竿也有反作用力摩擦力,且大小相等,方向相反對竿分析:受重力Mg、竿上的人對竿向下的摩擦力f、頂竿的人對竿的支持力N,有MgfN,又因為竿對“底人”的壓力和“底人”對竿的支持力是一對作用力與反作用力,由牛頓第三定律,得到NMgf(Mm)gma.答案

27、:(Mm)gma12如圖所示,兩塊小磁鐵質量均為0.5 kg,A磁鐵用輕質彈簧吊在天花板上,B磁鐵在A正下方的地板上,彈簧的原長L010 cm,勁度系數(shù)k100 N/m.當A、B均處于靜止狀態(tài)時,彈簧的長度為L11 cm.不計地磁場對磁鐵的作用和磁鐵與彈簧間相互作用的磁力,求B對地面的壓力大小(g取10 N/kg) 解析:A受力如圖所示,由平衡條件得:k(LL0)mgF0解得:F4 N故B對A的作用力大小為4 N,方向豎直向上由牛頓第三定律得A對B的作用力FF4 N方向豎直向下B受力如圖所示,由平衡條件得:NmgF0解得:N9 N由牛頓第三定律得B對地面的壓力大小為9 N.答案:9 N第二節(jié)牛

28、頓第二定律兩類動力學問題一 。教學目標一、牛頓第二定律1內容:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同2表達式:Fma3適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系,即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子等)、低速運動(遠小于光速)的情況二、兩類動力學問題1已知物體的受力情況,求物體的運動情況2已知物體的運動情況,求物體的受力情況特別提示:利用牛頓第二定律解決動力學問題的關鍵是利用加速度的“橋梁”作用,將運動學規(guī)律和牛頓第二定律相結合,尋找加速度和未知量的關系,是解決這類問題的思考方向三、力學單位制1

29、單位制:由基本單位和導出單位一起組成了單位制2基本單位:基本物理量的單位,基本物理量共七個,其中力學有三個,它們是長度、質量、時間,它們的單位分別是米、千克、秒3導出單位:由基本物理量根據(jù)物理關系推導出來的其他物理量的單位,1.(2012·高考海南卷)根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是()A物體加速度的大小跟它的質量和速度大小的乘積成反比B物體所受合力必須達到一定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度C物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比D當物體質量改變但其所受合力的水平分力不變時,物體水平加速度大小與其質量成反比2(2013·高考浙江卷)如圖所示,總質量為460 kg

30、的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2,當熱氣球上升到180 m時,以5 m/s的速度向上勻速運動若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過程中熱氣球總質量不變,重力加速度g10 m/s2.關于熱氣球,下列說法正確的是() A所受浮力大小為4 830 NB加速上升過程中所受空氣阻力保持不變C從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/sD以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N3(2013·高考福建卷)在國際單位制(簡稱SI)中,力學和電學的基本單位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)導出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為()Am2

31、3;kg·s4·A1Bm2·kg·s3·A1Cm2·kg·s2·A1Dm2·kg·s1·A1二重點難點:1.用牛頓第二定律求解瞬時加速度牛頓第二定律的表達式為Fma,其核心是加速度與合外力的瞬時對應關系,二者總是同時產(chǎn)生、同時消失、同時變化,具體可簡化為以下兩種模型:(1)輕繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復時間(2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點是形變量大,其形變恢復需要較長時間,在瞬

32、時性問題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變(2014·成都高三診斷)如圖所示,物塊1、2間用剛性輕質桿連接,物塊3、4間用輕質彈簧相連,物塊1、3質量為m,2、4質量為M,兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出,設抽出后的瞬間,物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g,則有()Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g,a30,a4gDa1g,a2g,a30,a4g思路點撥木板抽出后的瞬間,桿上的力如何變化?彈簧的彈力如何變化?解析在抽出木板的瞬間,物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失,受到的

33、合力均等于各自的重力,由牛頓第二定律知a1a2g;而物塊3、4間輕彈簧的形變還來不及改變,此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為Fmg,因此對于物塊3有a30;由牛頓第二定律得物塊4滿足a4g,所以C正確 規(guī)律總結加速度瞬時性涉及的實體模型(1)分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關鍵是明確該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài),再由牛頓第二定律求出瞬時加速度,此類問題應注意以下幾種模型:特性模型受外力時的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或支持力質量內部彈力輕繩微小不計能只有拉力沒有支持力不計處處相等橡皮繩較大不能只有拉力沒有支持力輕彈簧較大不能既可有拉力也可有支持力輕桿微小不計能既可有拉力也

34、可有支持力(2)解理想化模型問題時應注意的問題分析問題屬于哪類理想化模型抓住模型的受力方向和大小變化的特點1“兒童蹦極”中,拴在腰間左右兩側的是彈性極好的橡皮繩質量為m的小明如圖靜止懸掛時兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg,若此時小明右側橡皮繩在腰間斷裂,則小明此時()A加速度為零B加速度ag,沿原斷裂繩的方向斜向下C加速度ag,沿未斷裂繩的方向斜向上D加速度ag,方向豎直向下解析:選B.因右側橡皮繩在小明腰間斷裂瞬間,左側橡皮繩的拉力還未來得及改變,故小明所受合力與斷裂的橡皮繩斷前的拉力等大反向,由牛頓第二定律可得ag,方向沿原斷裂繩的方向斜向下,B正確2.動力學兩類基本問題求解兩類問題的思路,可

35、用下面的框圖來表示:分析解決這兩類問題的關鍵:應抓住受力情況和運動情況之間聯(lián)系的橋梁加速度(2014·廈門模擬)如圖所示,木塊的質量m2 kg,與地面間的動摩擦因數(shù)0.2,木塊在拉力F10 N作用下,在水平地面上從靜止開始向右運動,運動5.2 m后撤去外力F.已知力F與水平方向的夾角37°(sin 37°0.6,cos 37°0.8,g取10 m/s2)求:(1)撤去外力前,木塊受到的摩擦力大小;(2)剛撤去外力時,木塊運動的速度;(3)撤去外力后,木塊還能滑行的距離為多少?解題探究(1)木塊在撤去外力前后分別做何種運動?(2)撤去F前后,木塊所受摩擦力

36、是否變化?解析(1)木塊受力如圖所示:由牛頓第二定律得:豎直方向:NFsin 37°mg0fN解得:f2.8 N.(2)由牛頓第二定律得:水平方向:Fcos 37°fma1解得:a12.6 m/s2由運動學公式得:v22a1x1解得:v5.2 m/s.(3)撤去外力后,木塊受力如圖所示:由牛頓第二定律得:mgma2解得:a22 m/s2由運動學公式得:v22a2x2解得:x26.76 m.答案(1)2.8 N(2)5.2 m/s(3)6.76 m方法總結兩類動力學問題的解題步驟(1)明確研究對象根據(jù)問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體(2)分析物體的受力情況和運動情況畫

37、好受力分析圖和過程圖,明確物體的運動性質和運動過程(3)選取正方向或建立坐標系通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向(4)求合外力F合(5)根據(jù)牛頓第二定律Fma列方程求解,必要時要對結果進行討論2(2012·高考上海卷)如圖,將質量m0.1 kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)0.8.對環(huán)施加一位于豎直平面內斜向上、與桿的夾角53°的拉力F,使圓環(huán)以a4.4 m/s2的加速度沿桿運動,求F的大小(取sin 53°0.8,cos 53°0.6,g10 m/s2)解析:對環(huán)受力分析,建立如圖所示

38、坐標系,由于力F未知,故不能確定Fsin 53°與mg的大小關系,可假設桿對環(huán)的彈力豎直向上,則由正交分解法和牛頓第二定律可得:Fcos 53°Nma,F(xiàn)sin 53°mgN.聯(lián)立可得:F1 N.若桿對環(huán)的彈力豎直向下,則由正交分解法和牛頓第二定律可得:Fcos 53°Nma,F(xiàn)sin 53°mgN.聯(lián)立可得:F9 N.答案:1 N或9 N3.動力學圖像問題1圖像的類型(1)已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖線,要求分析物體的運動情況(2)已知物體在一運動過程中速度、加速度隨時間變化的圖線,要求分析物體的受力情況2問題的實質是力與運動

39、的關系問題,求解這類問題的關鍵是理解圖像的物理意義,理解圖像的軸、點、線、截距、斜率、面積六大功能(2014·川師附中模擬)如圖甲所示,光滑水平面上的O處有一質量為m2 kg的物體物體同時受到兩個水平力的作用,F(xiàn)14 N,方向向右,F(xiàn)2的方向向左,大小如圖乙所示物體從靜止開始運動,此時開始計時問:(1)當t0.5 s時物體的加速度多大?(2)物體在t0至t2 s內何時物體的加速度最大?最大值為多少?(3)物體在t0至t2 s內何時物體的速度最大?最大值為多少?審題突破物體加速度最大時,合力是不是最大?速度最大時,合力(或加速度)是不是等于零?解析(1)當t0.5 s時,F(xiàn)2(22&#

40、215;0.5) N3 NF1F2maa m/s20.5 m/s2.(2)物體所受的合外力為F合F1F24(22t)22t(N)作出F合t圖如圖所示:從圖中可以看出,在0到2 s范圍內當t0時,物體有最大加速度a0.F0ma0a0 m/s21 m/s2當t2 s時,物體也有最大加速度a2.F2ma2a2 m/s21 m/s2負號表示加速度方向向左(3)由牛頓第二定律得:a1t(m/s2)畫出at圖像如圖由圖可知t1 s時速度最大,最大值等于上方三角形的面積v×1×1 m/s0.5 m/s.答案(1)0.5 m/s2(2)t0或t2 s時加速度最大,為1 m/s2(3)t1

41、s時速度最大,為0.5 m/s總結提升數(shù)形結合解決動力學問題(1)物理公式與物理圖像的結合是一種重要題型對于已知圖像求解相關物理量的問題,往往是結合物理過程從分析圖像的橫、縱坐標軸所對應的物理量的函數(shù)入手,分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義得出所求結果(2)解決這類問題的核心是分析圖像,尤其應特別關注vt圖像的斜率(即加速度)和力的圖線與運動的對應關系3(原創(chuàng)題)用與斜面平行的力F拉著物體在傾角為的光滑斜面上運動,如改變拉力F的大小,物體的加速度隨外力F變化的圖像如圖所示,已知外力F沿斜面向上,重力加速度g取10 m/s2.請根據(jù)圖像中所提供的信息計算出斜面的傾角和物體的質量分別是( )A3

42、0°和2 kgB60°和3 kgC30°和3 kg D60°和2 kg解析:選C.根據(jù)圖像可知gsin 5,所以sin ,所以斜面的傾角等于30°,又因為當F33 N時,F(xiàn)mgsin 6m,所以物體的質量為3 kg,C選項正確三教學過程:傳送帶模型中的動力學問題該得的分一分不丟!(1)行李剛開始運動時,受力如圖所示,滑動摩擦力:fmg4 N(2分)由牛頓第二定律得:fma(2分)解得:a1 m/s2.(1分)(2)行李達到與傳送帶相同速率后不再加速,則:vat(2分)解得t1 s(1分)(3)行李始終勻加速運行時間最短,且加速度仍為a1 m/s

43、2,當行李到達右端時,有:v2aL(2分)解得:vmin2 m/s故傳送帶的最小運行速率為2 m/s(1分)行李運行的最短時間:tmin2 s(2分)答案(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s建模感悟(1)模型特征一個物體以速度v0(v00)在另一個勻速運動的物體上開始運動的力學系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型(2)處理方法傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題不論是哪一種情況,分析處理傳送帶問題時需要特別注意兩點:一是對物體在初態(tài)時所受滑動摩擦力的方向的分析;二是對物體在達到傳送帶的速度時摩擦力的有無及方向的分析4傳送帶與水平面夾角為37°,皮帶以12 m/s

44、的速率沿順時針方向轉動,如圖所示今在傳送帶上端A處無初速度地放上一個質量為m的小物塊,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.75,若傳送帶A到B的長度為24 m,g取10 m/s2,則小物塊從A運動到B的時間為多少?解析:小物塊無初速度放在傳送帶上時,所受摩擦力為滑動摩擦力,方向沿斜面向下,對小物塊用牛頓第二定律得mgsin mgcos ma解得a12 m/s2設小物塊加速到12 m/s運動的距離為x1,所用時間為t1,由v202ax1得,x16 m由vat1得t11 s當小物塊的速度加速到12 m/s時,因mgsin mgcos ,小物塊受到的摩擦力由原來的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,而且此時剛好為最

45、大靜摩擦力,小物塊此后隨皮帶一起做勻速運動設AB間的距離為L,則Lx1vt2解得t21.5 s從A到B的時間tt1t2解得t2.5 s.答案:2.5 s四課后練習:一 高考題組1(2013·高考新課標全國卷)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上從某時刻開始,物塊受到一方向不變的水平拉力作用假設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力以a表示物塊的加速度大小,F(xiàn)表示水平拉力的大小能正確描述F與a之間的關系的圖像是()解析:選C.物塊的受力如圖所示,當F不大于最大靜摩擦力時,物塊仍處于靜止狀態(tài),故其加速度為0;當F大于最大靜摩擦力后,由牛頓第二定律得FNma,即FNma,F(xiàn)與a成線性關系選項C正

46、確2(2012·高考安徽卷)如圖所示,放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑,若在物塊上再施加一個豎直向下的恒力F,則()A物塊可能勻速下滑B物塊仍以加速度a勻加速下滑C物塊將以大于a的加速度勻加速下滑D物塊將以小于a的加速度勻加速下滑解析:選C.設斜面的傾角為,根據(jù)牛頓第二定律,知物塊的加速度a0,即tan .對物塊施加豎直向下的壓力F后,物塊的加速度aa,且Fsin Fcos 0,故aa,物塊將以大于a的加速度勻加速下滑故選項C正確,選項A、B、D錯誤3(2010·高考福建卷)質量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜

47、摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等從t0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用,F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖所示重力加速度g取10 m/s2,則物體在t0至t12 s這段時間的位移大小為()A18 mB54 mC72 m D198 m解析:選B.物體與地面間最大靜摩擦力fmg0.2×2×10 N4 N由題給Ft圖像知03 s內,F(xiàn)4 N,說明物體在這段時間內保持靜止不動.36 s內,F(xiàn)8 N,說明物體做勻加速運動,加速度a2 m/s2.6 s末物體的速度vat2×3 m/s6 m/s,在69 s內物體以6 m/s的速度做勻速運動.912 s內又以2

48、 m/s2的加速度做勻加速運動,作vt圖像如圖所示故012 s內的位移x×2 m6×6 m54 m故B項正確二 模擬題組4(2014·眉山一中模擬)如圖所示,A、B兩小球分別連在輕線兩端,B球另一端與彈簧相連,彈簧固定在傾角為30°的光滑斜面頂端A、B兩小球的質量分別為mA、mB,重力加速度為g,若不計彈簧質量,在線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度大小分別為()A都等于 B.和0C.和· D.·和解析:選C.由整體法知,F(xiàn)彈(mAmB)gsin 30°剪斷線瞬間,由牛頓第二定律:對B:F彈mBgsin 30°mBaB

49、,得aB·對A:mAgsin 30°mAaA,得aAg所以C項正確5. (2014·北京西城模擬)如圖所示,工廠利用皮帶傳輸機把貨物從地面運送到高出水平地面的C平臺上,C平臺離地面的高度一定運輸機的皮帶以一定的速度v順時針轉動且不打滑將貨物輕輕地放在A處,貨物隨皮帶到達平臺貨物在皮帶上相對滑動時,會留下一定長度的痕跡已知所有貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)為.若皮帶的傾角、運行速度v和貨物質量m都可以改變,始終滿足tan .可以認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則()A當速度v一定時,角越大,運送時間越短B當傾角一定時,改變速度v,運送時間不變C當傾角和速度v一定時,貨物質

50、量m越大,皮帶上留下的痕跡越長D當傾角和速度v一定時,貨物質量m越大,皮帶上摩擦產(chǎn)生的熱越多解析:選D.開始時對貨物受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得agcos gsin ,根據(jù)運動學公式得貨物加速到與傳送帶速度相等所需的時間t1,貨物加速過程的位移x1,貨物加速到與傳送帶的速度相等時,因為mgcos mgsin ,貨物將做勻速運動,根據(jù)運動學公式得物體勻速的時間t2,因此貨物從底端運送到頂端的時間tt2t1,當速度一定時,越大,加速度越小,運送的時間越長,A錯誤;當一定時,加速度一定,速度不同,運送時間不同,B錯誤;貨物相對傳送帶運動的位移xvt1t1t1,v和一定,加速度一定,速度一定,由t1得

51、貨物的加速時間t1一定,貨物相對傳送帶的位移一定,C錯誤;摩擦產(chǎn)生的熱量為mgx,當傾角和速度v一定時,貨物質量越大,摩擦產(chǎn)生的熱越多,D正確三 選做題6(2014·濟南模擬)利用如圖甲所示的裝置測量滑塊和滑板間的動摩擦因數(shù),將質量為M的滑塊A放在傾斜滑板B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上,經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速度時間(vt)圖像先給滑塊A一個沿滑板B向上的初速度,得到的vt圖像如圖乙所示,則()A滑塊A上滑時加速度的大小為8 m/s2B滑塊A下滑時加速度的大小為8 m/s2C滑塊與滑板之間的動摩擦因數(shù)0.25D滑塊A上滑時運動的

52、位移為2 m解析:選AC.滑塊A上滑時加速度的大小a1 m/s28.0 m/s2,A項正確;A下滑時的加速度a2 m/s24.0 m/s2,B項錯誤;由牛頓第二定律知A上滑時mgsin mgcos ma1,A下滑時mgsin mgcos ma2,解得0.25,C項正確;在速度時間圖像中面積表示位移,滑塊A上滑時運動的位移為1 m,D項錯誤五檢測反饋:一、選擇題1(2014·汕頭模擬)雨滴從空中由靜止落下,若雨滴下落時空氣對其阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,如圖所示的圖像能正確反映雨滴下落運動情況的是()答案:C2(2014·莆田模擬)如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程為2

53、0 N、完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質量為1 kg的物塊,在水平地面上,當小車做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為10 N,當小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)為8 N,這時小車運動的加速度大小是()A2 m/s2B4 m/s2C6 m/s2 D8 m/s2答案:B3(2014·慶陽模擬)如圖所示,車內繩AB與繩BC拴住一球,BC水平,車由原來的靜止狀態(tài)變?yōu)橄蛴壹铀僦本€運動,小球仍處于圖中所示的位置,則()AAB繩、BC繩拉力都變大BAB繩拉力變大,BC繩拉力變小CAB繩拉力變大,BC繩拉力不變DAB繩拉力不變,BC繩拉力變大答案:D4(2014·蕪湖模擬)如圖所示,光滑水平面上,A、B兩物體用輕彈簧連接在一起,A、B的質量分別為m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做勻加速直線運動,加速度大小為a,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A和B的加速度大小為a1和a2,則()Aa10,a20Ba1a,a2aCa1a,a2aDa1a,a2a解析:選D.撤去F的瞬間,A受力未變,故a1a;對B,彈簧彈力未變,仍為:Fm1a,a2a,故D正確5. (原創(chuàng)題) 2013年11月17日,德國乒乓球公開賽在柏林落幕中國奪得男、女單打和女子雙打3項冠軍假設運動員在訓練中手持乒乓球拍托球沿水平面做勻加速跑動,球拍與球保持相對靜止

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