【優(yōu)化方案】高三物理一輪復(fù)習(xí) 第3章第二節(jié)《牛頓第二定律　兩類動力學(xué)問題》課件

第二節(jié)牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題

課堂互動講練經(jīng)典題型探究第二節(jié)牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題基礎(chǔ)知識梳理知能優(yōu)化演練一、牛頓第二定律1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成_____，跟物體的質(zhì)量成_____，加速度的方向跟作用力的方向_____．2．表達(dá)式：F＝ma3．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_____或_____________的參考系．(2)牛頓第二定律只適用于_____物體(相對于分子、原子等)、_____運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況．基礎(chǔ)知識梳理正比反比相同靜止勻速直線運(yùn)動宏觀低速提示：不對．物體的質(zhì)量與受力、運(yùn)動情況無關(guān)．二、兩類動力學(xué)問題1．已知物體的受力情況，求物體的_________．2．已知物體的運(yùn)動情況，求物體的_________．特別提示：利用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁”作用，將運(yùn)動學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合，尋找加速度和未知量的關(guān)鍵，是解決這類問題的思考方向．運(yùn)動情況受力情況三、力學(xué)單位制1．單位制：由_____單位和_____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(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，它們是_____、_____、_____，它們的單位分別是___、___、_____．3．導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)_________推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．4．國際單位制中的基本物理量和基本單位基本導(dǎo)出長度質(zhì)量時(shí)間米千克秒物理關(guān)系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kg時(shí)間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol發(fā)光強(qiáng)度I坎[德拉]cd一、對牛頓第二定律的理解1．牛頓第二定律的“五性”課堂互動講練2.關(guān)于瞬時(shí)加速速度的兩類模模型分析物體在某某一時(shí)刻的瞬瞬時(shí)加速度，，關(guān)鍵是分析析該時(shí)刻物體體的受力情況況及運(yùn)動狀態(tài)態(tài)，再由牛頓頓第二定律求求出瞬時(shí)加速速度．此類問問題應(yīng)注意兩兩種基本模型型的建立．(1)剛性繩(或接觸面)：一種不發(fā)生生明顯形變就就能產(chǎn)生彈力力的物體，剪剪斷(或脫離)后，彈力立即即改變或消失失，不需要形形變恢復(fù)時(shí)間間，一般題目目中所給的細(xì)細(xì)線、輕桿和和接觸面在不不加特殊說明明時(shí)，均可按按此模型處理理．(2)彈簧(或橡皮皮繩)：此種種物體體的特特點(diǎn)是是形變變量大大，形形變恢恢復(fù)需需要較較長時(shí)時(shí)間，，在瞬瞬時(shí)問問題中中，其其彈力力的大大小往往往可可以看看成是是不變變的．．特別提提醒：：(1)力和加加速度度的瞬瞬時(shí)對對應(yīng)性性是高高考的的重點(diǎn)點(diǎn)．物物體的的受力力情況況應(yīng)符符合物物體的的運(yùn)動動狀態(tài)態(tài)，當(dāng)當(dāng)外界界因素素發(fā)生生變化化(如撤力力、變變力、、斷繩繩等)時(shí)，需需重新新進(jìn)行行運(yùn)動動分析析和受受力分分析，，切忌忌想當(dāng)當(dāng)然！！(2)細(xì)繩彈彈力可可以發(fā)發(fā)生突突變而而彈簧簧彈力力不能能發(fā)生生突變變．即時(shí)應(yīng)應(yīng)用(即時(shí)突突破，，小試試牛刀刀)1.如圖3－2－1所示，，物體體A、B質(zhì)量均均為m，中間間有一一輕質(zhì)質(zhì)彈簧簧相連連，A用繩懸懸于O點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)突然然剪斷斷OA繩時(shí)，，關(guān)于于A物體的的加速速度，，下列列說法法正確確的是是()圖3－2－1A．0B．gC．2gD．無法法確定定解析：：選C.剪斷繩繩前，，繩中中拉力力為2mg，彈簧簧中的的彈力力為mg向下，，剪斷斷繩后后，繩繩中拉拉力突突然消消失，，而其其他力力不變變，故故物體體A所受合合力的的大小小為向向下的的2mg，加速速度為為向下下的2g，故C正確．．二、解解答動動力學(xué)學(xué)的兩兩類基基本問問題的的方法法和步步驟1．動力力學(xué)兩兩類基基本問問題的的分析析流程程圖2．基基本本方方法法(1)明確確題題目目中中給給出出的的物物理理現(xiàn)現(xiàn)象象和和物物理理過過程程的的特特點(diǎn)點(diǎn)，，如如果果是是比比較較復(fù)復(fù)雜雜的的問問題題，，應(yīng)應(yīng)該該明明確確整整個(gè)個(gè)物物理理現(xiàn)現(xiàn)象象是是由由哪哪幾幾個(gè)個(gè)物物理理過過程程組組成成的的，，找找出出相相鄰鄰過過程程的的聯(lián)聯(lián)系系點(diǎn)點(diǎn)，，再再分分別別研研究究每每一一個(gè)個(gè)物物理理過過程程．．(2)根據(jù)據(jù)問問題題的的要要求求和和計(jì)計(jì)算算方方法法，，確確定定研研究究對對象象進(jìn)進(jìn)行行分分析析，，并并畫畫出出示示意意圖圖．．圖圖中中應(yīng)應(yīng)注注明明力力、、速速度度、、加加速速度度的的符符號號和和方方向向．．對對每每一一個(gè)個(gè)力力都都明明確確施施力力物物體體和和受受力力物物體體，，以以免免分分析析力力時(shí)時(shí)有有所所遺遺漏漏或或無無中中生生有有．．(3)應(yīng)用用牛牛頓頓運(yùn)運(yùn)動動定定律律和和運(yùn)運(yùn)動動學(xué)學(xué)公公式式求求解解，，通通常常先先用用表表示示物物理理量量的的符符號號運(yùn)運(yùn)算算，，解解出出所所求求物物理理量量的的表表達(dá)達(dá)式式，，然然后后將將已已知知物物理理量量的的數(shù)數(shù)值值及及單單位位代代入入，，通通過過運(yùn)運(yùn)算算求求結(jié)結(jié)果果．．3．應(yīng)應(yīng)用用牛牛頓頓第第二二定定律律的的解解題題步步驟驟(1)明確確研研究究對對象象．．根根據(jù)據(jù)問問題題的的需需要要和和解解題題的的方方便便，，選選出出被被研研究究的的物物體體．．(2)分析析物物體體的的受受力力情情況況和和運(yùn)運(yùn)動動情情況況．．畫畫好好受受力力分分析析圖圖，，明明確確物物體體的的運(yùn)運(yùn)動動性性質(zhì)質(zhì)和和運(yùn)運(yùn)動動過過程程．．(3)選取取正正方方向向或或建建立立坐坐標(biāo)標(biāo)系系．．通通常常以以加加速速度度的的方方向向?yàn)闉檎椒较蛳蚧蚧蛞砸约蛹铀偎俣榷确椒较蛳驗(yàn)闉槟衬骋灰蛔鴺?biāo)標(biāo)軸軸的的正正方方向向．．(4)求合外力力F合．(5)根據(jù)牛頓頓第二定定律F合＝ma列方程求求解，必必要時(shí)還還要對結(jié)結(jié)果進(jìn)行行討論．．特別提醒醒：(1)物體的運(yùn)運(yùn)動情況況是由所所受的力力及物體體運(yùn)動的的初始狀狀態(tài)共同同決定的的．(2)無論是哪哪種情況況，加速速度都是是聯(lián)系力力和運(yùn)動動的“橋橋梁”．．即時(shí)應(yīng)用用(即時(shí)突破破，小試試牛刀)2.如圖3－2－2所示，在在光滑水水平面上上有一輛輛小車A，其質(zhì)量量為mA＝2.0kg，小車上上放一個(gè)個(gè)物體B，其質(zhì)量量為mB＝1.0kg.如圖甲所所示，給給B一個(gè)水平平推力F，當(dāng)F增大到稍稍大于3.0N時(shí)，A、B開始相對對滑動．．如果撤撤去F，對A施加一水水平推力力F′，如圖乙乙所示．．要使A、B不相對滑滑動，求求F′的最大值值Fm.圖3－2－2解析：根據(jù)圖甲甲所示，，設(shè)A、B間的靜摩摩擦力達(dá)達(dá)到最大大值Ff時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)的加速速度為a.根據(jù)牛頓頓第二定定律對A、B整體有F＝(mA＋mB)a，對A有Ff＝mAa，代入數(shù)數(shù)據(jù)解得得Ff＝2.0N．根據(jù)圖圖乙所示示，A、B剛開始滑滑動時(shí)系系統(tǒng)的加加速度為為a′，根據(jù)牛牛頓第二二定律有有Ff＝mBa′，F(xiàn)m＝(mA＋mB)a′，代入數(shù)據(jù)據(jù)解得Fm＝6.0N.答案：6.0N如圖3－2－3甲所示，，一質(zhì)量量為m的物體系系于長度度分別為為L1、L2的兩根細(xì)細(xì)線上，，L1的一端懸懸掛在天天花板上上，與豎豎直方向向夾角為為θ，L2水平拉直直，物體體處于平平衡狀態(tài)態(tài)．求解解下列問問題：經(jīng)典題型探究題型一瞬時(shí)加速度的計(jì)算例1圖3－2－3(1)現(xiàn)將線線L2剪斷，，求剪剪斷L2的瞬間間物體體的加加速度度．(2)若將圖圖甲中中的細(xì)細(xì)線L1換成長長度相相同(掛m后)，質(zhì)量量不計(jì)計(jì)的輕輕彈簧簧，如如圖乙乙所示示，其其他條條件不不變，，求剪剪斷L2的瞬間間物體體的加加速度度．【思路點(diǎn)點(diǎn)撥】彈簧彈彈力不不能發(fā)發(fā)生突突變，，在剪剪斷瞬瞬間仍仍然保保持原原來的的大小小和方方向；；而細(xì)細(xì)繩的的彈力力會發(fā)發(fā)生突突變，，在剪剪斷瞬瞬間會會突然然改變變．【解析】(1)對圖甲甲的情情況，，L2剪斷的的瞬間間，繩繩L1不可伸伸縮，，物體體的加加速度度只能能沿垂垂直L1的方向向，則：mgsinθ＝ma1∴a1＝gsinθ，方向向?yàn)榇勾怪庇谟贚1斜向下下．(2)對圖乙乙的情情況，，設(shè)彈彈簧上上拉力力為FT1，L2線上拉力為為FT2，重力為mg，物體在三三力作用下下保持平衡衡，有FT1cosθ＝mg，F(xiàn)T1sinθ＝FT2，∴FT2＝mgtanθ剪斷線的瞬瞬間，F(xiàn)T2突然消失，，物體即在在FT2反方向獲得得加速度．．因此mgtanθ＝ma2，所以加速速度a2＝gtanθ，方向在FT2反方向，即即水平向右右．【答案】(1)大小為gsinθ，方向垂直直于L1斜向下(2)大小為gtanθ，方向水平平向右變式訓(xùn)練(2010年高考大綱綱全國卷Ⅰ)如圖3－2－4，輕彈簧上上端與一質(zhì)質(zhì)量為m的木塊1相連，下端端與另一質(zhì)質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)個(gè)系統(tǒng)置于于水平放置置的光滑木木板上，并并處于靜止止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)現(xiàn)將木板沿沿水平方向向突然抽出出，設(shè)抽出出后的瞬間間，木塊1、2的加速度大大小分別為為a1、a2.重力加速度度大小為g.則有()圖3－2－4如圖3－2－5所示，質(zhì)量量為m的人站在自自動扶梯上上，扶梯正正以加速度度a向上減速運(yùn)運(yùn)動，a與水平方向向的夾角為為θ.求人所受到到的支持力力和摩擦力力．題型二正交分解法的應(yīng)用例2圖3－2－5【解析】法一：以人人為研究對對象，他站站在減速上上升的電梯梯上，受到到豎直向下下的重力mg和豎直向上上的支持力力FN，還受到水水平方向的的靜摩擦力力F靜，由于物體體斜向下的的加速度有有一個(gè)水平平向左的分分量，故可可判斷靜摩摩擦力的方方向水平向向左，人受受力如圖3－2－6甲所示，建建立如圖所所示的坐標(biāo)標(biāo)系，并將將加速度分分解為水平平方向加速速度ax和豎直方向向加速度ay，如圖3－2－6乙所示，則則ax＝acosθ，ay＝asinθ.圖3－2－6由牛牛頓頓第第二二定定律律得得F靜＝max，mg－FN＝may，解得得F靜＝macosθ，F(xiàn)N＝m(g－asinθ)．法二二：：以以人人為為研研究究對對象象，，受受力力分分析析如如圖圖3－2－7所示示．．因因摩摩擦擦力力F為待待求求，，且且必必沿沿水水平平方方向向，，設(shè)設(shè)為為水水平平向向右右．．建建立立如如圖圖所所示示坐坐標(biāo)標(biāo)系系，，并并規(guī)規(guī)定定正正方方向向．．圖3－2－7根據(jù)據(jù)牛牛頓頓第第二二定定律律得得x方向：mgsinθ－FNsinθ－Fcosθ＝ma①y方向：mgcosθ＋Fsinθ－FNcosθ＝0②由①②兩式可可解得FN＝m(g－asinθ)，F(xiàn)＝－macosθ.F為負(fù)值，說明明摩擦力的實(shí)實(shí)際方向與假假設(shè)方向相反反，為水平向向左．【答案】見解析【方法技巧】(1)對受多個(gè)力作作用的物體應(yīng)應(yīng)用牛頓