【三維設(shè)計(jì)】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 第2單元 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題課件 新人教（安徽 北京專）

理知識(shí)第三章提能力第2單元明考向課堂考題領(lǐng)悟課下綜合提升[思維啟動(dòng)]飛船返回艙返回時(shí)，打開降落傘后進(jìn)行豎直減速下降，這一過程若返回艙所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)為k。從某時(shí)刻起開始計(jì)時(shí)，返回艙的v－t圖像如圖3－2－1所示，圖中AE是曲圖3－2－1線在A點(diǎn)的切線，切線交橫軸于一點(diǎn)E，其坐標(biāo)為(8,0)，CD是AB的漸近線，返回艙質(zhì)量M＝400kg，g取10m/s2。試問：(1)返回艙在這一階段做________運(yùn)動(dòng)；(2)設(shè)在初始時(shí)刻vA＝120m/s，此時(shí)它的加速度大小是________；(3)空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式為________。提示：(1)由題中圖像可以看出曲線切線的斜率逐漸減小，說明這一階段返回艙做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。3．“五個(gè)”性質(zhì)[應(yīng)用用升升級(jí)級(jí)]1.如圖圖3－2－2所示示，，一一輛輛有有動(dòng)動(dòng)力力驅(qū)驅(qū)動(dòng)的的小小車車上上有有一一水水平平放放置置的的彈彈簧簧，，其左左端端固固定定在在小小車車上上，，右右端端與與一一小小圖圖3－2－2球相相連連，，設(shè)設(shè)在在某某一一段段時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)小小球球與與小小車車相相對(duì)對(duì)靜靜止止且且彈彈簧處處于于壓壓縮縮狀狀態(tài)態(tài)，，若若忽忽略略小小球球與與小小車車間間的的摩摩擦擦力力，，則則在這這段段時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)小小車車可可能能是是()A．向向右右做做勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)B．向向右右做做減減速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)C．向向左左做做勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)D．向向左左做做減減速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)解析析：：小球球水水平平方方向向受受到到向向右右的的彈彈簧簧彈彈力力F，由由牛牛頓頓第第二二定定律律可可知知，，小小球球必必定定具具有有向向右右的的加加速速度度，，小小球球與與小小車車相相對(duì)對(duì)靜靜止止，，故故小小車車可可能能向向右右做做加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)或或向向左左做做減減速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。。答案案：：D解析析：：在力力學(xué)學(xué)中中選選定定m(長度度單單位位)、kg(質(zhì)量量單單位位)、s(時(shí)間間單單位位)作為為基基本本單單位位，，可可以以導(dǎo)導(dǎo)出出其其他他物物理理量量的的單單位位，，力力的的單單位位(N)是根根據(jù)據(jù)牛牛頓頓第第二二定定律律F＝ma導(dǎo)出的。。答案：B[思維啟動(dòng)動(dòng)]如圖3－2－3所示，在在光滑的的水平面面上，質(zhì)質(zhì)量均為為m的物體，，在力F的作用下下處于靜靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)，此時(shí)時(shí)彈簧處處于壓縮縮狀態(tài)，，現(xiàn)突然然撤去F，這一瞬瞬間A球的加速速度為________，B球的加速速度為________。圖3－2－3(2)彈簧(或橡皮繩繩)：此種物物體的特特點(diǎn)是形形變量大大，形變變恢復(fù)需要要較長時(shí)時(shí)間，在在瞬時(shí)問問題中，，其彈力力的大小小往往可以看看成是不不變的。。[應(yīng)用升級(jí)級(jí)]3.如圖3－2－4所示，物物體A、B質(zhì)量均為為m，中間有有一輕質(zhì)質(zhì)彈簧相相連，A用繩懸于O點(diǎn)，當(dāng)突突然剪斷斷OA繩時(shí)，關(guān)關(guān)于A物體的加速速度，下下列說法法正確的的是()A．0B．g圖3－2－4C．2gD．無法確確定解析：剪斷繩前前，繩中中拉力為為2mg，彈簧中中的彈力力為mg向下，剪剪斷繩后后，繩中中拉力突突然消失失，而其其他力不不變，故故物體A所受合力力的大小小為向下下的2mg，加速度度為向下下的2g，故C正確。答案：C[知識(shí)檢索索](1)加速度與與力有瞬瞬時(shí)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)系，，加速度度隨力的的變化而而變化。。(2)加速度描描述物體體速度變變化的快快慢，加加速度變變大，速速度變化化快。(3)速度增大大或減小小是由速速度與加加速度的的方向關(guān)關(guān)系決定定的，二二者同向速速度增加加，反向向則速度度減小。。[典題例析析][例1]如圖3－2－5所示，物物體沿斜斜面由靜止滑下下，在水水平面上上滑行一一段距離離后停止，物體體與斜面面和水平平面間的的動(dòng)摩擦擦因數(shù)圖圖3－2－5相同，斜斜面與水水平面平平滑連接接。圖3－2－6中v、a、f和s分別表示示物體速速度大小小、加速速度大小小、摩擦擦力大小小和路程程。圖中中正確的的是()圖3－2－6[思路點(diǎn)點(diǎn)拔]解答本本題可可按以以下思思路進(jìn)進(jìn)行[解析]物體在在斜面面上下下滑，，受到到重力力、支支持力力和摩摩擦力力的作作用，，其合合外力力為恒恒力，，加速速度為為恒量量，物物體做做勻加加速直直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，其加加速度度圖像像應(yīng)為為一平平行時(shí)時(shí)間橫橫軸的的直線線段，，速度度v＝at，其速速度圖圖像應(yīng)應(yīng)為一一向上上傾斜斜的直直線段段，路路程s＝at2/2，路程程隨時(shí)時(shí)間變變化的的圖像像應(yīng)為為一開開口向向上的的拋物物線，，選項(xiàng)項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；；物體體滑到到水平平面上上后，，在摩摩擦力力作用用下做做勻減減速直直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，其摩摩擦力力大于于在斜斜面上上運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)的的摩擦擦力，，所以以選項(xiàng)項(xiàng)C正確。。[答案]C[拓展訓(xùn)訓(xùn)練]1.如圖3－2－7所示，，放在在光滑滑面上的木木塊受受到兩兩個(gè)水水平力力F1與F2的作用用而靜靜止不不動(dòng)，，現(xiàn)保保持圖圖3－2－7F1大小和和方向向不變變，F(xiàn)2方向不不變，，使F2隨時(shí)間間均勻勻減小小到零，，再均均勻增增加到到原來來的大大小，，在這這個(gè)過過程中中，能能正確描述述木塊塊運(yùn)動(dòng)動(dòng)情況況的圖圖像是是圖3－2－8中的()圖3－2－8解析：：取水平平向右右為正正方向向，由由牛頓頓第二二定律律得：：F1－F2＝ma，木塊塊的加加速度度隨F2的均勻勻減小小而均均勻增增大，，后又又隨F2的均勻勻增大大而同同方向向均勻勻減小小，故故A正確，，B錯(cuò)誤；；因木木塊的的加速速度方方向不不變，，故木木塊的的速度度一直直增大大，但但不是是均勻勻增大大，所所以C、D均錯(cuò)誤誤。答案：：A[知識(shí)檢檢索]在解決決兩類類動(dòng)力力學(xué)的的基本本問題題時(shí)，，不論論哪一一類問問題，，都要要進(jìn)行行受力力分析析和運(yùn)運(yùn)動(dòng)情情況分分析，，如果果物體體的運(yùn)運(yùn)動(dòng)加加速度度或受受力情情況發(fā)發(fā)生變變化，，則要要分段段處理理，此此時(shí)加加速度度或受受力改改變時(shí)時(shí)的瞬瞬時(shí)速速度即即是前前后過過程的的聯(lián)系系量。。[典題例例析][例2]如圖3－2－9所示，，抗震震救災(zāi)災(zāi)運(yùn)輸輸機(jī)在在某場(chǎng)場(chǎng)地卸卸放物物資時(shí)時(shí)，通通過傾傾角為為30°°的固定定光滑滑斜軌軌道面面進(jìn)行行。有有一件件質(zhì)量量為m＝2.0kg的小包裝盒盒，由靜止止開始從斜斜軌道的頂頂端A滑至底端B，然后又在在水平面上上滑行一段段距離后停停下。若A點(diǎn)距離水平平面的高度度h＝5.0m，重力加速速度g取10m/s2，求：(1)包裝盒由A滑到B所經(jīng)歷的時(shí)時(shí)間；(2)若地面的動(dòng)動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)為0.5，包裝盒在在水平地面面上還能滑滑行多遠(yuǎn)？？(不計(jì)斜面和和地面接觸觸處的能量量損耗)圖3－2－9[審題指導(dǎo)]解答本題應(yīng)應(yīng)注意以下下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)受力情情況確定包包裝盒的運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。。(2)包裝盒在AB段的末速度度即為BC段的初速度度。[答案](1)2s(2)10m[拓展訓(xùn)練]2.在水平地面面上運(yùn)動(dòng)的的小車車廂廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木木塊和車廂廂通過一根輕質(zhì)質(zhì)彈簧相連連接，彈簧簧的勁度系數(shù)為k。在車廂的的頂部用一一根細(xì)圖圖3－2－10線懸掛一質(zhì)質(zhì)量為m2的小球。某某段時(shí)間內(nèi)內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線線與豎直方方向的夾角為為θ，在這段時(shí)時(shí)間內(nèi)木塊塊與車廂保保持相對(duì)靜靜止，如圖3－2－10所示。不計(jì)計(jì)木塊與車車廂底部的的摩擦力，，則在這段時(shí)間內(nèi)內(nèi)彈簧的形形變?yōu)?)答案：A[知識(shí)檢索]利用牛頓第第二定律求求瞬時(shí)加速速度時(shí)，關(guān)關(guān)鍵是分析析此時(shí)物體體的受力情情況，同時(shí)時(shí)注意繩的的彈力在瞬瞬間會(huì)發(fā)生生突變，而而彈簧的彈彈力在瞬間間不會(huì)突變變。[典題例析][例3]在動(dòng)摩擦因因數(shù)μ＝0.2的水平面上上有一個(gè)質(zhì)量量為m＝1kg的小球，小小球與水平輕彈簧簧及與豎直直方向成θ＝45°角圖圖3－2－11的不可伸長長的輕繩一一端相連，，如圖3－2－11所示。此時(shí)時(shí)小球處于于靜止平衡衡狀態(tài)，且且水平面對(duì)對(duì)小球的彈彈力恰好為為零，當(dāng)剪剪斷輕繩的的瞬間，取取g＝10m/s2。求：(1)此時(shí)輕彈簧簧的彈力大大?。?2)小球的加速速度大小和和方向。[審題指導(dǎo)]解答本題時(shí)時(shí)應(yīng)注意以以下兩點(diǎn)：：(1)當(dāng)其他力變變化時(shí)，彈彈簧的彈力力不能在瞬瞬間發(fā)生變變化；(2)當(dāng)其他力變變化時(shí)，細(xì)細(xì)繩上的拉拉力可以在在瞬間發(fā)生生變化。[解析](1)水平面對(duì)小小球的彈力力為零，小小球在繩沒沒有斷時(shí)受受到繩的拉拉力FT、重力mg和彈簧的彈彈力FN作用而處于于平衡狀態(tài)態(tài)，依據(jù)平平衡條件得得豎直方向向有：FTcosθ＝mg，水平方向有有：FTsinθ＝FN，解得彈簧的的彈力為：：FN＝mgtanθ＝10N[答案](1)10N(2)8m/s2方向向左若在上例中中剪斷彈簧簧，則剪斷斷瞬間小球球的加速度度為多大？？解析：在剪斷彈簧簧的瞬間，，小球立即即只受地面面支持力和和重力，且且二力平衡衡，加速度度為0。答案：0圖3－2－12A．gB．2gC．3gD．4g答案：B答案：C3．(2012·揚(yáng)州模擬)從地面以一一定的速度度豎直向上上拋出一小球，小球球從拋出點(diǎn)點(diǎn)上升到最最高點(diǎn)的時(shí)時(shí)刻為t1，下落到拋拋出點(diǎn)的時(shí)時(shí)刻為t2。若空氣阻阻力的大小小恒定，則則在圖3－2－14中能正確表表示被拋出出物體的速速率v隨時(shí)間t的變變化化關(guān)關(guān)系系的的圖圖線線是是()圖3－2－14答案案：：C4．(2012··天津津模模擬擬)如圖圖3－2－15甲所所示示為為學(xué)學(xué)校校操操場(chǎng)場(chǎng)上上一一質(zhì)量量不不計(jì)計(jì)的的豎豎直直滑滑桿桿，，滑滑桿桿上上端端固固定定，，下下端端懸懸空空。。為為了了研研究究學(xué)學(xué)生生沿沿桿桿的的下下滑滑情情況況，，在在桿桿頂頂部部裝裝有有一一拉拉力力傳傳感感器器，，可可顯顯示示桿桿頂頂端端所所受受拉拉力力的的大大小小?！，F(xiàn)現(xiàn)有有一一學(xué)學(xué)生生(可視視為為質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn))從上上端端由由靜靜止止開開始始滑滑下下，，5s末滑滑到到桿桿底底時(shí)時(shí)速速度度恰恰好好為為零零。。以以學(xué)學(xué)生生開開始始下下滑滑時(shí)時(shí)刻刻為為計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)起起點(diǎn)點(diǎn)，，傳傳感感器器顯顯示示的的拉拉力力隨隨時(shí)時(shí)間間變變化化情情況況如如圖圖乙乙所所示示，，取取10m/s2。求求：：圖3－2－15(1)該學(xué)學(xué)生生下下滑滑過過程程中中的的最最大大速速率率？？(2)滑桿桿的的長長度度為為多多少少？？(3)1s末到到5s末傳傳感感器器顯顯示示的的拉拉力力為為多多少少？？解析析：：(1)根據(jù)據(jù)圖圖像像可可知知0～1s內(nèi)，，人人向向下下做做勻勻加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，人人對(duì)對(duì)滑滑桿桿的的作作用用力力為為350N，方方向向豎豎直直向向下下，，所所以以滑滑桿桿對(duì)對(duì)人人的的作作用用力力F1的大大小小為為350N，方方向向豎豎直直向向上上。。以人人為為研研究究對(duì)對(duì)象象，，根根據(jù)據(jù)牛牛頓頓第第二二定定律律：：mg