高三物理一輪復(fù)習 第三章 牛頓運動定律 8 牛頓第二定律 動力學兩類基本問題課件.ppt

1、基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,要點研析突破,要點一,要點研析突破,要點研析突破,例1(2015重慶卷)高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動),此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為()A.m2ght+mgB.m2ght-mgC.mght+mgD.mght-mg解析：自由落體運動階段由動能定理mgh=1/2mv2得v=2gh，安全帶上有力作用時，人體速度由2gh變?yōu)?，則平均加速度大小為a=2gh/t,方向豎直向上，由牛頓第二定律得F-mg

2、=ma,得F=ma+mg，即F=m2gh/t+mg.答案：A,要點研析突破,1.(2015上海卷)如圖所示，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是()A.F1B.F2C.F3D.F4解析：鳥在空中飛行受到重力和空氣對其作用力，這兩個力的合力的方向沿虛線斜向上(與加速度方向相同)，由平行四邊形定則可得，空氣對其作用力可能是沿F2方向，故B項正確.答案：B,要點研析突破,2.小孩從滑梯上滑下的運動可看做勻加速直線運動.質(zhì)量為M的小孩單獨從滑梯上滑下，加速度為a1；該小孩抱著一只質(zhì)量為m的小狗再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2，則a1和a2的關(guān)系為()A.a1Mma2B.a1mM

3、a2C.a1MM+ma2D.a1a2,解析：設(shè)小孩與滑梯間動摩擦因數(shù)為，小孩從滑梯上滑下，受重力G、支持力FN和滑動摩擦力Ff.如圖所示，由牛頓第二定律，MgsinMgcosMa1，a1gsingcos;當小孩抱著一只質(zhì)量為m的小狗再從滑梯上滑下時，滿足：(Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a2，得a2gsingcos，可見a1a2，D項正確.答案：D,3.(多選)(2015全國新課標卷)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤鏈接好的車廂.當機車在東邊拉著車廂以大小為a的加速度向東行駛時，鏈接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當機車在西邊拉著車廂以大小為2/3a的加速度向西行

4、駛時，P和Q間的拉力大小仍為F.不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A.8B.10C.15D.18解析：設(shè)PQ間掛鉤東側(cè)有n節(jié)車廂，西側(cè)有k節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量為m.當向東行駛時Fkma；向西行駛時Fnm2/3a可知3k=2n，k、n只能取正整數(shù)，故選B、C答案：BC,要點研析突破,要點二,要點研析突破,要點研析突破,要點研析突破,例2(多選)(2015全國新課標卷)如圖(a)，一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的v-t圖線如圖(b)所示，若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出()A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

5、D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度,解析：由圖可知，物塊在上滑、下滑過程中加速度不同，物體受到摩擦力的作用，設(shè)物體質(zhì)量為m，與斜面間動摩擦因數(shù)為，斜面傾角為，可得到物體上滑時加速度大小a1=v0/t1，下滑時加速度大小a2=v1/t1，對物體上滑時進行受力分析有mgsin+mgcos=mv0/t1；對物體下滑時進行受力分析mgsin-mgcos=mv1/t1.兩式聯(lián)立可解出、，但求不出m;v-t圖像中面積表示位移,可求出物體沿斜面上升最大位移x，根據(jù)三角函數(shù)h=xsin，可求出上升最大高度，故A、C、D三項均正確.答案：ACD,要點研析突破,4.(2015衡水二中月考)如圖甲所示，在傾角為=30

6、的長斜面上有一帶風帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑，滑塊的質(zhì)量為m=2kg,它與斜面的動摩擦因數(shù)為,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度成正比，即Ff=kv.若滑塊從靜止開始下滑的速度圖象如圖乙中的曲線所示，圖中的直線是t=0時速度圖線的切線，g=10m/s2.(1)求滑塊下滑的最大加速度和最大速度；(2)求和k的值.,解析：(1)由圖乙可得：t=0時，滑塊下滑的加速度最大為amax=v/t=3m/s/1s=3m/s2；t=3s時，滑塊下滑的速度最大為vmax=2m/s(2)t=0時滑塊下滑的加速度最大為amax，由牛頓第二定律得F合=mgsin-mgcos=mamaxt=3s時滑塊下滑的速度達最大，

7、有mgsin=mgcos+kvmax解得：=2/15=0.23k=3kg/s(說明：k的答案沒有單位不算對).答案：(1)3m/s22m/s(2)0.233kgs,要點研析突破,5.如圖所示，A、B兩物塊疊放后從傾角為30的光滑斜面上一起滑下，若物塊A質(zhì)量為0.4kg，A、B間接觸面呈水平，求滑下時物塊B對物塊A的支持力和摩擦力.,解析：把A、B兩物體作為一個整體分析，受重力、彈力作用，下滑時沿斜面方向合力產(chǎn)生的加速度可由牛頓第二定律求得(mA+mB)gsin30(mA+mB)a,所以a5m/s2.再隔離物塊A分析(如右上圖所示)，受重力、彈力和摩擦力，B物塊的上表面水平，所以B對A的支持力F

8、N豎直向上，B對A的靜摩擦力Ff沿水平方向把加速度分解為豎直和水平兩個方向，由牛頓第二定律，則mAg-FN=mAasin30得FN=3N，F(xiàn)f=mAacos30得Ff=3N答案：3N3N,要點研析突破,要點三,要點研析突破,例3(2015全國新課標卷)下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害.某地有一傾角為=37(sin37=35)的山坡C，上面有一質(zhì)量為m的石板B，其上下表面與斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均處于靜止狀態(tài)，如圖所示.假設(shè)某次暴雨中，A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊)，在極短時間內(nèi)，A、B間的動摩擦因數(shù)1減小為38，B、C間的動摩擦因數(shù)2

9、減小為0.5，A、B開始運動，此時刻為計時起點；在第2s末，B的上表面突然變?yōu)楣饣?保持不變，已知A開始運動時，A離B下邊緣的距離l=27m，C足夠長，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.取重力加速度大小g=10ms2.求：(1)在02s時間內(nèi)A和B加速度的大?。?2)A在B上總的運動時間.,解析：(1)在02s時間內(nèi)，A和B的受力如圖所示，其中f1、N1是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小，f2、N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小，方向如圖所示由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得f11N1N1mgcosf22N2N2N1mgcos規(guī)定沿斜面向下為正設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2，由牛頓第二定律得

10、mgsinf1ma1mgsinf2f1ma2聯(lián)立式，并代入題給條件得a13m/s2a21m/s2,(2)在t12s時，設(shè)A和B的速度分別為v1和v2，則v1a1t16m/sv2a2t22m/stt1時，設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2.此時A與B之間摩擦力為零，同理可得a16m/s2a22m/s2即B做減速運動設(shè)經(jīng)過時間t2，B的速度減為零，則有v2a2t20聯(lián)立式得t21s在t1t2時間內(nèi)，A相對于B運動的距離為s=(1/2a1t12+v1t2+1/2a1t22)-(1/2a2t12+v2t2+1/2a2t22)=12m27m,此后B靜止不動，A繼續(xù)在B上滑動設(shè)再經(jīng)過時間t3后A離開B，則有

11、ls(v1a1t2)t3a1t可得t31s(另一解不合題意，舍去)設(shè)A在B上總的運動時間為t總，有t總t1t2t34s(利用下面的速度圖線求解，也是正確的，參照上述答案及評分參考給分)答案：(1)3m/s21m/s2(2)4s,要點研析突破,6.(2016福州市高三年級第一次模擬)如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行，初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上滑上傳送帶，以地面為參考系，v2v1，從小物塊滑上傳送帶開始計時，如圖所示，其v-t圖象不可能是(D),解析：如果傳送帶足夠長，小物塊滑上傳送帶后，先在恒定的滑動摩擦力的作用下做勻減速直線運動，直至速度減為零，然后

12、在相同的滑動摩擦力的作用下反向做勻加速直線運動，直至速度大小達到v1，之后隨傳送帶一起運動，如選項B所示圖象；若小滑塊滑到傳送帶最左端時，速度剛好減為零，則對應(yīng)于選項C所示圖象；若小滑塊滑到傳送帶最左端時，速度還沒有減為零，則對應(yīng)于選項A所示圖象；選項D圖象描述的過程是小滑塊先向左做減速運動，直到速度減為零，然后繼續(xù)向左做加速運動，這顯然是不可能的，本題答案為D.答案：D,速效提升訓練,7.(2016西北工大附中一模)在消防演習中,消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下,經(jīng)一段時間落地.為了獲得演習中的一些數(shù)據(jù),以提高訓練質(zhì)量,研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接,用來記

13、錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況.已知某隊員在一次演習中的數(shù)據(jù)如圖所示,經(jīng)2.5s時間落地.(g取10m/s2)求:(1)該消防隊員下滑過程中,在01s內(nèi)的加速度是多少？(2)該消防隊員在下滑過程中的最大速度是多少？(3)該消防隊員在落地時的速度是多少？,解析:(1)該隊員在01s時間內(nèi)以加速度a1勻加速下滑，由牛頓第二定律得：mgF1ma1，所以a1gF1/m4m/s2.(2)該隊員在01s內(nèi)加速下滑，12.5s內(nèi)減速下滑，在t1s時速度達到最大，則最大速度vma1t1，代入數(shù)據(jù)解得：vm4m/s.(3)設(shè)該隊員減速下滑的加速度為a2，由牛頓第二定律得：

14、F2mgma2，a2F2/mg2m/s2.隊員落地時的速度vvma2t2，t21.5s代入數(shù)據(jù)解得：v1m/s.,速效提升訓練,1.(2016揚州市期中統(tǒng)考)質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力和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10m/s2，則物體在t0到t12s這段時間內(nèi)的位移大小為()A.18mB.54mC.72mD.198m,解析：開始時拉力只有大于最大靜摩擦力物體才會由靜止開始運動03s時：FFfmax，物體保持靜止，x10；36s時：FFfmax，物體由靜止開始做勻加速直線運動a(F-Ff)/m(8-4)/2m/s2，vat6m/sx21/2at21/2232m9m69s時：FFf，物體做勻速直線運動x3vt63m18m912s時：FFf，物體以6m/s為初速度，以2m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運動x4vt1/2at263m1/2232m27m答案：B,2.(2015蘇州市學業(yè)水平測試)如圖所示，半徑分別為r和R的圓環(huán)豎直疊放(相切)于