高三高考物理總復(fù)習(xí)(基礎(chǔ)知識+方法探究+考點集訓(xùn))牛頓第二定律精講課件-新人教版

牛頓第二(dìèr)定律第一頁，共50頁。1．定律內(nèi)容：物體的加速度跟物體成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力的方向．2．表達式：F合＝.該表達式只能在國際單位制中成立．因為F合＝k·，只有在國際單位制中才有k＝1.力的單位的定義：使質(zhì)量(zhìliàng)為1kg的物體，獲得1m/s2的加速度的力，叫做1N，即1N＝.所受的合外力(wàilì)物體(wùtǐ)的質(zhì)量相同mama1kg·m/s2一、牛頓第二定律及其表達式第二頁，共50頁。3．適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于參考系(相對地面靜止或運動的參考系)．(2)牛頓第二定律只適用于物體(相對于分子、原子(yuánzǐ))、低速運動(遠小于光速)的情況.慣性(guànxìng)勻速直線宏觀(hóngguān)第三頁，共50頁。1.單位(dānwèi)制：單位(dānwèi)和單位(dānwèi)共同組成了單位(dānwèi)制．(1)基本單位(dānwèi)：基本物理量的單位(dānwèi).力學(xué)中的的基本物理量有、、，它們的國際單位(dānwèi)分別是、、．(2)導(dǎo)出單位(dānwèi)是由基本單位(dānwèi)根據(jù)推導(dǎo)出來的其他物理量的單位(dānwèi)．有力(N)、速度(m/s)、加速度(m/s2)等．基本(jīběn)導(dǎo)出長度(chángdù)質(zhì)量時間米千克秒物理關(guān)系二、單位制及其基本單位和導(dǎo)出單位第四頁，共50頁。2.國際單位制中的基本(jīběn)物理量和基本(jīběn)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kg時間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)光強度I坎(德拉)cd第五頁，共50頁。特別提醒(tíxǐng)：(1)有些物理單位屬于基本單位，但不是國際單位，如厘米、克、小時等.(2)有些單位屬于國際單位，但不是基本單位，如米/秒(m/s)、帕斯卡(Pa)、牛(頓)(N)等.第六頁，共50頁。牛頓第二定律是動力學(xué)的核心內(nèi)容，我們(wǒmen)要從不同的角度，多層次、系統(tǒng)化地理解其內(nèi)涵：F量化了迫使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用，m量化了物體“不愿改變運動狀態(tài)”的基本特性(慣性)，而a則描述了物體的運動狀態(tài)(v)變化的快慢．明確了上述三個量的物理意義，就不難理解如下的關(guān)系了：題型一：對牛頓第二定律(dìnglǜ)的進一步理解第七頁，共50頁。另外，牛頓第二定律給出的F、m、a三者之間的瞬時關(guān)系，也是由力的作用效果的瞬時性特征所決定的．(1)矢量性：加速度a與合外力F合都是矢量，且方向總是相同．(2)瞬時性：加速度a與合外力F合同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，是瞬時對應(yīng)的．(3)同體性(tǐxìnɡ)：加速度a與合外力F合是對同一物體而言的兩個物理量．第八頁，共50頁。(4)獨立性：作用于物體上的每個力各自產(chǎn)生的加速度都遵循(zūnxún)牛頓第二定律，而物體的合加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，合加速度總是與合外力相對應(yīng)．(5)相對性：物體的加速度是對相對地面靜止或相對地面做勻速運動的物體而言的．第九頁，共50頁。第十頁，共50頁?！敬鸢?dáàn)】D第十一頁，共50頁。題型二：對牛頓(niúdùn)第二定律瞬時性的理解【題型分析】該題型主要涉及兩種情況：一是物體(wùtǐ)所受的力瞬間發(fā)生變化，求該瞬時的加速度大小；二是物體(wùtǐ)所受的力當中某個力在逐漸變化，由此分析物體(wùtǐ)的運動情況．第十二頁，共50頁。第十三頁，共50頁?！窘馕觥考魯啖?，Ⅱ的拉力突變?yōu)镺，小球僅受重力，所以A對；剪斷Ⅱ、Ⅰ的彈力不變，彈力與重力的合力(hélì)大小為F2，方向水平向左，所以B對，C、D均錯．【答案(dáàn)】AB第十四頁，共50頁?！痉椒ㄅc知識感悟】根據(jù)牛頓第二定律知，加速度與合外力存在瞬時對應(yīng)關(guān)系．對于分析瞬時對應(yīng)關(guān)系時應(yīng)注意兩個基本模型特點的區(qū)別：(1)輕繩、輕桿模型：①輕繩、輕桿產(chǎn)生彈力(tánlì)時的形變量很小，②輕繩、輕桿的拉力可突變；(2)輕彈簧模型：①彈力(tánlì)的大小為F＝kx，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，②彈力(tánlì)突變的特點：若釋放端未連接物體，則輕彈簧的彈力(tánlì)可突變?yōu)榱?；若釋放端仍連接物體，則輕彈簧的彈力(tánlì)不發(fā)生突變，釋放的瞬間仍為原值．第十五頁，共50頁。例3圖為蹦極運動的示意圖．彈性繩的一端固定在O點，另一端和運動員相連．運動員從O點自由下落，至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過(jīngguò)合力為零的C點到達最低點D，然后彈起．整個過程中忽略空氣阻力．分析這一過程，下列表述正確的是()A．經(jīng)過(jīngguò)B點時，運動員的速率最大B．經(jīng)過(jīngguò)C點時，運動員的速率最大C．從C點到D點，運動員的加速度增大D．從C點到D點，運動員的加速度不變第十六頁，共50頁?！窘馕觥吭贐C段運動員所受重力大于彈力，向下做加速度逐漸減小的變加速運動，當a＝0，速度最大，即在C點時速度最大，在CD段，彈力大于重力，運動員做加速度逐漸增大(zēnɡdà)的變減速運動，故選BC.【答案(dáàn)】BC第十七頁，共50頁。1．已知受力情況(qíngkuàng)求物體的運動情況(qíngkuàng)．2．已知運動情況(qíngkuàng)求物體的受力情況(qíngkuàng)．其中加速度是聯(lián)系運動和受力的重要“橋梁”，將運動學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決問題的基本思路．題型三：動力學(xué)中的兩類基本(jīběn)問題第十八頁，共50頁。例4如圖為一滑梯的示意圖，滑梯的長度AB為L＝5.0m，傾角θ＝37°，BC段為與滑梯平滑連接的水平地面．一個(yīɡè)小孩從滑梯頂端由靜止開始滑下，離開B點后在地面上滑行了s＝2.25m后停下．小孩與滑梯間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小孩沿滑梯下滑時的加速度a的大?。?2)小孩滑到滑梯底端B時的速度v的大??；(3)小孩與地面間的動摩擦因數(shù)μ′.第十九頁，共50頁?！窘馕觥?1)小孩(xiǎohái)受力如右圖所示：由牛頓運動定律得：mgsinθ－μFN＝ma，F(xiàn)N－mgcosθ＝0解得a＝gsinθ－μgcosθ＝3.6m/s2(2)由v2＝2aL，求出v＝6m/s(3)由勻變速直線運動規(guī)律得0－v2＝2a′s，以初速度方向為正方向，由牛頓第二定律得－μ′mg＝ma′，解得μ′＝0.8第二十頁，共50頁。例5航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m＝2kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F＝28N．試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升．設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/s2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t1＝8s時到達高度H＝64m．求飛行器所受阻力Ff的大?。?2)第二次試飛，飛行器飛行t2＝6s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能達到的最大高度h.(3)為了(wèile)使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t3.第二十一頁，共50頁。【思路點撥】分析飛行器的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，再利用運動學(xué)公式列出關(guān)于位移和速度(sùdù)的方程，聯(lián)立方程即可求解.第二十二頁，共50頁。第二十三頁，共50頁?！痉椒ㄅc知識感悟】應(yīng)用牛頓第二定律解答動力學(xué)問題時，首先要對物體的受力情況及運動情況進行分析，確定題目屬于動力學(xué)中的哪類問題，不論是由受力情況求運動情況，還是由運動情況求受力情況，都需用牛頓第二定律列方程．應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(bùzhòu)(1)通過審題靈活地選取研究對象，明確物理過程．(2)分析研究對象的受力情況和運動情況，必要時畫好受力示意圖和運動過程示意圖，規(guī)定正方向．第二十四頁，共50頁。(3)根據(jù)牛頓第二定律和運動公式列方程求解．(列牛頓第二定律方程時可把力進行分解或合成處理，再列方程)(4)檢查答案(dáàn)是否完整、合理，必要時需進行討論．第二十五頁，共50頁。1．如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端(xiàduān)與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)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(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有()C第二十六頁，共50頁。第二十七頁，共50頁。2．如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體m.現(xiàn)將彈簧壓縮(yāsuō)到A點，然后釋放，物體一直可以運動到B點．如果物體受到的阻力恒定，則()A．物體從A到O先加速后減速B．物體從A到O加速運動，從O到B減速運動C．物體運動到O點時所受合力為零D．物體從A到O的過程加速度逐漸減小A第二十八頁，共50頁?！窘馕?jiěxī)】物體從A到O的過程，彈力方向向右．初始階段彈力大于阻力，合力方向向右．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，此階段物體的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，所以初始階段物體向右做加速度逐漸減小的加速運動．設(shè)在A、O之間某位置O′，合力為零，速度最大．從O′到B，加速度向左，速度向右，做加速度增大的減速運動，到B點速度減小到零．所以B、C、D選項都是錯的．第二十九頁，共50頁。*3.如圖，一物體(wùtǐ)沿斜面下滑，現(xiàn)在物體(wùtǐ)上施加一豎直向下的恒力F，則下列說法中正確的是()A．若物體(wùtǐ)原來加速下滑，則施加F后，仍然加速下滑，加速度比原來大 B．若物體(wùtǐ)原來加速下滑，則施加F后，仍然加速下滑，加速度和原來一樣大 C．若物體(wùtǐ)原來減速下滑，則施加F后，仍然減速下滑，加速度比原來大 D．若物體(wùtǐ)原來減速下滑，則施加F后，可能勻速下滑或加速下滑AC第三十頁，共50頁?！窘馕觥咳粼瓉砑铀?jiāsù)下滑，加速(jiāsù)度為a1，斜面傾角θ，物體質(zhì)量為m，則有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1加上F后(mg＋F)sinθ－μ(mgcosθ＋Fcosθ)＝ma′1比較以上兩式，得出a′1>a1，A正確．若原來減速下滑，加速(jiāsù)度為a2.μmgcosθ－mgsinθ＝ma2μ(mg＋F)cosθ－(mg＋F)sinθ＝ma′2a′2>a2，C正確．第三十一頁，共50頁。4．細繩栓一個質(zhì)量為m的小球(xiǎoqiú)，小球(xiǎoqiú)將固定在墻上的輕彈簧壓縮x，小球(xiǎoqiú)與彈簧不粘連．如圖所示，將細線燒斷后()A．小球(xiǎoqiú)立即做平拋運動B．小球(xiǎoqiú)的加速度立即為gC．小球(xiǎoqiú)離開彈簧后做勻變速運動D．小球(xiǎoqiú)離開彈簧后做變加速運動C【解析】燒斷細線后瞬間，小球受力情況是：重力mg，彈簧彈力FN，之后FN變小，所以小球不可能做平拋運動，A錯，加速度也不為g，B錯，離開(líkāi)彈簧后，只受重力作用，做勻變速運動，C對，D錯．第三十二頁，共50頁?！眷柟?gǒnggù)基礎(chǔ)】1．放在光滑水平面上(miànshànɡ)的物塊1、2用輕質(zhì)彈簧秤相連，如圖所示．現(xiàn)對物塊1、2分別施加方向相反的水平力F1、F2，且F1>F2，則彈簧秤的示數(shù)()A．一定等于F1＋F2B．一定等于F1－F2C．一定大于F2小于F1D．條件不足，無法確定C第三十三頁，共50頁。2．為了減少能耗，某商場安裝了智能化的電動扶梯．無人乘行時，扶梯運轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示，那么下列說法中正確(zhèngquè)的是()A．顧客始終受到三個力的作用B．扶梯由加速變?yōu)閯蛩?，顧客所受支持力的大小和方向都會發(fā)生變化C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下C第三十四頁，共50頁?！窘馕觥考铀贂r顧客受到重力mg，梯的支持力FN，梯的靜摩擦力f三力作用f＝max，F(xiàn)N－mg＝may，勻速時顧客只受FN和mg兩力作用FN－mg＝0，故A錯，顧客對扶梯的作用力，加速時為FN的反作用力F′N和f的反作用力f′的合力，方向指向(zhǐxiànɡ)左下方，勻速時為FN的反作用力，方向豎直向下，故C對，D錯．第三十五頁，共50頁。3．如圖所示繪出了輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)分別(fēnbié)為μ1和μ2時，緊急剎車時的剎車痕(即剎車距離s)與剎車前車速v的關(guān)系曲線，則μ1和μ2的大小關(guān)系為()A．μ1＜μ2B．μ1＝μ2C．μ1＞μ2D．條件不足，不能比較C【解析】物體做勻減速運動，加速度為a＝μg，則v2＝2as＝2μgs，由圖像知，取相等(xiāngděng)的位移，速度大的μ大．第三十六頁，共50頁。*4.如圖所示，一固定光滑(guānghuá)桿與水平方向夾角θ，將一質(zhì)量m1的小環(huán)套在桿上，通過輕繩懸掛一個質(zhì)量為m2的小球，靜止釋放后，環(huán)與小球保持相對靜止以相同的加速度a一起下滑，此時繩子與豎直方向夾角β，下列說法正確的是()A．a(chǎn)＝gsinθB．m1不變，則m2越大，β越小C．θ＝β，與m1、m2無關(guān)D．桿對小環(huán)的作用力大于m1g＋m2gAC第三十七頁，共50頁。【解析】視環(huán)與小球為一整體．它們沿光滑斜面下滑，所以a＝gsinθ，A對，設(shè)繩與桿之間的夾角為α，繩的拉力(lālì)大小為FT，則FTcosα＋mgsinθ＝ma.而a＝gsinθ，∴FTcosα＝0.∵FT≠0，∴α＝90°，即繩與豎直方向夾角β＝θ，∴θ＝β，C對，B錯，桿對小環(huán)的作用力為(m1＋m2)gcosθ.D錯．拓展：1.若桿不光滑，0<a<gsinθ，β與θ大小關(guān)系怎樣？2．若一起勻速下滑，β大小為多少？學(xué)生分析．第三十八頁，共50頁。5．如圖所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接(liánjiē)．下圖中v、a、Ff和x分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下圖中正確的是()C【提升(tíshēng)能力】第三十九頁，共50頁?！窘馕觥课矬w在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小為f1＝μmgcosθ，做初速度為零的勻加速直線運動，其v－t圖象(túxiànɡ)為過原點的傾斜直線，A錯，在斜面上運動時加速度大小不變，B錯，其x－t圖象(túxiànɡ)應(yīng)為一段曲線，斜面上的一段應(yīng)為斜率逐漸增大的曲線，D錯；物體到達水平面后，所受摩擦力f2＝μmg>f1，做勻減速直線運動，所以正確選項為C.第四十頁，共50頁。6．豎直向上拋出的物體受到的空氣阻力大小恒定，物體上升(shàngshēng)到最高點的時間為t1，從最高點落回到拋出點的時間為t2，上升(shàngshēng)過程的加速度大小為a1，下降過程的加速度大小為a2，則()A．a(chǎn)1＞a2，t1＞t2B．a(chǎn)1＞a2，t1＜t2C．a(chǎn)1＜a2，t1＞t2D．a(chǎn)1＜a2，t1＜t2B第四十一頁，共50頁。*7.如圖所示，小球B放在真空容器A內(nèi)，球B的直徑恰好等于正方體A的邊長，將它們以初速度v0豎直向上拋出，下列說法中正確的是()A．若不計空氣阻力，上升(shàngshēng)過程中，A對B有向上的支持力B．若考慮空氣阻力，上升(shàngshēng)過程中，A對B的壓力向下C．若考慮空氣阻力，下落過程中，B對A的壓力向上D．若不計空氣阻力，下落過程中，B對A沒有壓力BD第四十二頁，共50頁?！窘馕觥咳舨挥嬁諝庾枇?，則A、B整體的加速度等于重力加速度，物體B的加速度也等于重力加速度，因此A對B沒有作用力，同理，B對A也沒有作用力，故選項A錯D對；若考慮空氣阻力，則上升過程(guòchéng)中，A、B整體的加速度大于重力加速度，則B的加速度大于重力加速度，故A對B有向下的壓力，選項B對；在下降過程(guòchéng)中，A、B整體的加速度小于重力加速度，則B的加速度小于重力加速度，故A對B有向上的壓力，根據(jù)牛頓第三定律，B對A有向下的壓力，故選項C錯．本題正確答案為BD.第四十三頁，共50頁。8．如圖所示，底板光滑的小車上用兩個量程為20N，完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量(zhìliàng)為1kg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10N，當小車做勻加速直線運動時，彈簧測力計甲的示數(shù)為8N，這時小車運動的加速度大小是()A．2m/s2B．4m/s2C．6m/s2D．8m/s2B第四十四頁，共50頁。第四十五頁，共50頁。*9.如圖所示，小車上物