2011屆高考物理一輪全程 3-2 牛頓第二定律課件

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(dá)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(diǎn)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(dú)立性：F合產(chǎn)生的a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∑Fx＝max，∑Fy＝may；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(yùn)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(diǎn)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(jì)量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計(jì)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發(fā)光強(qiáng)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(yùn)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(yùn)動狀態(tài))的原因．兩者結(jié)合起來就能確定物體的運(yùn)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為＋Q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(dá)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D．B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(yùn)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Ff＝μFN，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?fàn)顟B(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(rèn)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(yùn)動，在v－t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(diǎn)的應(yīng)用．[考例2]如圖所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放著質(zhì)量為1kg的物體A，處于靜止?fàn)顟B(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g＝10m/s2) (

)[解析]

物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)時，受力平衡．F＝GA＝10N，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(mA＋mB)g－F＝(mA＋mB)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(yùn)動．利用合成法求物體運(yùn)動的加速度．[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θ，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)＝mgcosθ，方向沿桿向上B．小車靜止時，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直桿向上[解析]

由題意可知，小球與車具有相同的運(yùn)動狀態(tài)，小車靜止，球也靜止．對球進(jìn)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

；若加速度為a＝gtanθ，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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的問題，利用正交分解法解答．[考例4]風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)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(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)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(yùn)動，這時小球所受的風(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(xì)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(yùn)動，由平衡條件知F＝mgμ(2)當(dāng)桿傾斜固定后，小球受力如圖所示，對其受力進(jìn)行正交分解并列方程有Fcosθ＋mgsinθ－Ff＝maFN＋Fsinθ－mgcosθ＝0Ff＝μFN[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(biāo)系時，確定x軸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?yàn)閤軸正方向，垂直于加速度的方向?yàn)閥軸，有∑Fx＝ma(沿加速度方向)，∑Fy＝0(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?yàn)閤軸正方向，建立直角坐標(biāo)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∑Fx＝max，∑Fy＝may.如圖所示，電梯與水平面夾角為30°，當(dāng)電梯加速向上運(yùn)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(jìn)行受力分析，他受到重力mg、支持力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：Ff＝max＝macos30°，F(xiàn)N－mg＝may＝masin30°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(yùn)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(yùn)動員在傾角θ＝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(yùn)動的v－t圖象如圖乙所示，且AB是曲線的切線，B點(diǎn)坐標(biāo)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)μ.[解析]

雪橇受力如圖所示，沿斜面方向，由牛頓運(yùn)動定律得：mgsinθ－μFN－kv＝ma.垂直斜面方向，由平衡條件得：FN＝mgcosθ.由圖象得：A點(diǎn)，vA＝5m/s，加速度aA＝2.5m/s2，最終雪橇勻速運(yùn)動時最大速度vm＝10m/s，a＝0，代入數(shù)據(jù)解得：μ＝0.125，k＝20N·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?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：(1)能形象地表達(dá)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(yùn)用圖象分析表達(dá)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g＝10m/s2.求：(1)物塊在運(yùn)動過程中受到的滑動摩擦力的大??；(2)物塊在3～6s中的加速度大小；(3)物塊與地面間的動摩擦因數(shù)．[解析]

(1)