2019版高考物理大一輪復習 專題三 牛頓運動定律 第2講 牛頓第二定律 兩類動力學問題課件.ppt

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第2講牛頓第二定律 兩類動力學問題 一 牛頓第二定律1 內(nèi)容 物體的加速度跟所受的 成正比 跟物體的 成反比 加速度的方向跟 的方 向一致 合外力 質(zhì)量 合外力 2 表達式 F合 ma 3 牛頓運動定律的適用范圍 只適用于宏觀物體的低速問題 不適用于微觀粒子和高速運動的物體 二 兩類動力學問題 1 兩類動力學問題 運動情況 受力情況 1 已知受力情況求物體的 2 已知運動情況求物體的 2 解決兩類基本問題的方法以 為 橋梁 由 和 列方程求解 加速度 運動學公式 牛頓運動定律 基礎(chǔ)檢測 1 如圖3 2 1甲 乙所示 兩車都在光滑的水平面上 小車的質(zhì)量都是M 人的質(zhì)量都是m 圖甲人推車 圖乙人拉繩 繩與輪的質(zhì)量和摩擦均不計 的力都是F 對于甲 乙兩圖中車的 加速度大小說法正確的是 甲 乙 圖3 2 1 A 圖甲中車的加速度大小為 FM B 圖甲中車的加速度大小為 FM m C 圖乙中車的加速度大小為 2FM m D 圖乙中車的加速度大小為 FM 2 如圖3 2 2所示 工人用繩索拉鑄件 鑄件的質(zhì)量是 20kg 鑄件與地面間的動摩擦因數(shù)是0 25 工人用80N的力拉動鑄件 從靜止開始在水平面上前進 繩與水平方向的夾角為 37 并保持不變 經(jīng)4s后松手 g 10m s2 求 1 松手前鑄件的加速度 2 松手后鑄件還能前進的距離 圖3 2 2 考點1 對牛頓第二定律的理解 重點歸納1 牛頓第二定律的五個特性 考題題組 1 多選 如圖3 2 3所示 一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用 前方固定一足夠長的彈簧 則當木塊接觸彈簧后 圖3 2 3A 木塊立即做減速運動B 木塊在一段時間內(nèi)速度仍可增大C 當F等于彈簧彈力時 木塊速度最大D 彈簧壓縮量最大時 木塊加速度為0 解析 當木塊接觸彈簧后 水平方向受到向右的恒力F和 彈簧水平向左的彈力 彈簧的彈力先小于恒力F 后大于恒力F 木塊所受的合力方向先向右后向左 則木塊先做加速運動 后 做減速運動 當彈力大小等于恒力F時 木塊的速度最大 加 速度為0 當彈簧壓縮量最大時 彈力大于恒力F 合力向左 加速度大于0 故B C正確 A D錯誤 答案 BC 2 2016年貴陽質(zhì)檢 如圖3 2 4所示 質(zhì)量為m的球置于斜面上 被一個固定在斜面上的豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)用一個水平力F拉斜面體 使球和斜面體在水平面上一起做加速度為a的勻加速直線運動 若忽略一切摩擦 與球靜止時 相比 A 豎直擋板對球的彈力不一定增大B 斜面對球的彈力保持不變 C 斜面和擋板對球的彈力的合力等于ma 圖3 2 4 D 若加速度足夠大 斜面對球的彈力可能為零答案 B 3 如圖3 2 5所示 彈簧左端固定 右端自由伸長到O點并系住質(zhì)量為m的物體 現(xiàn)將彈簧壓縮到A點 然后釋放 物 體可以一直運動到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做加速運動 從O到B做減速運動C 物體運動到O點時 所受合外力為零D 物體從A到O的過程中 加速度逐漸減小 答案 A 圖3 2 5 考點2 動力學的兩類基本問題 重點歸納1 動力學兩類基本問題的分析流程 2 兩類動力學問題的解題步驟 考向1 由受力情況求運動情況 考題題組 4 2017年黑龍江齊齊哈爾質(zhì)檢 一個原來靜止在光滑平面上的物體 質(zhì)量是7kg 在14N的恒力作用下運動 則5s末 的速度及5s內(nèi)通過的路程為 A 8m s 25m B 2m s 25m C 10m s25m D 10m s 12 5m 5 2016年合肥質(zhì)檢 如圖3 2 6所示 有一半圓 其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點 O點恰好是半圓的圓心 圓和半圓處在同一豎直平面內(nèi) 現(xiàn)有三條光滑軌道AOB COD EOF 它們的兩端分別位于圓和半圓的圓周上 軌道與圓的豎直直徑的夾角關(guān)系為 現(xiàn)讓小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端 則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經(jīng)歷的時間關(guān)系為 A tAB tCD tEF B tAB tCD tEF C tAB tCD tEF D tAB tCD tEF 圖3 2 6 考向2 由運動情況求受力情況 考題題組 6 行車過程中 如果車距不夠 剎車不及時 汽車將發(fā)生碰撞 車里的人可能受到傷害 為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害 人們設(shè)計了安全帶 假定乘客質(zhì)量為70kg 汽車車速為90km h 從踩下剎車到完全停止需要的時間為5s 安全帶對 乘客的作用力大小約為 不計人與座椅間的摩擦 B 400N C 350ND 300N A 450N答案 C 圖3 2 7 方法1 瞬時加速度問題分析 1 物體的加速度a與其所受的合外力F是瞬時對應的 同時產(chǎn)生 同時變化 同時消失 兩類模型 如下圖所示 2 求解瞬時加速度的一般思路 例1 如圖3 2 8所示 質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住 并用傾角為30 的光滑木板AB托住 小球恰好處于靜止狀態(tài) 當木板AB突然向下撤離的瞬間 小球的加速度大小為 圖3 2 8 觸類旁通 1 如圖3 2 10所示 水平粗糙桌面上有a b兩個小滑塊 兩滑塊之間連接一彈簧 彈簧原長為L 勁度系數(shù)為k a b的質(zhì)量均為m 現(xiàn)用水平恒力F拉滑塊b 使a b一起在桌面上勻加速運動 已知彈簧在彈性限度內(nèi) 兩滑塊與桌面間的動摩 擦因數(shù)相同 下列說法正確的是 圖3 2 10 A a b間的距離為L Fk B 撤掉F的瞬間 a b的加速度一定都增大C 若彈簧與a連接處突然斷開 a b的加速度一定都增大D 撤掉F的瞬間 a的加速度不變 b的加速度一定增大 方法2 多運動過程的分析 對一個復雜的物理過程 我們常常分解成幾個簡單的有規(guī)律的子過程 并找出子過程之間的相互聯(lián)系和制約條件 認清每個子過程的運動性質(zhì) 再選取合適的物理規(guī)律 列方程求解 物體的受力情況和運動情況是時刻對應的 當外界因素發(fā)生變化時 需要重新進行受力分析和運動分析 例2 2016年四川卷 避險車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施 由制動坡床和防撞設(shè)施等組成 如圖3 2 12乙所示 豎直平面內(nèi) 制動坡床視為與水平面夾角為 的斜面 一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓?當車速為23m s時 車尾位于制動坡床的底端 貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動 當貨物在車廂內(nèi)滑動了4m時 車頭距制動坡床頂端38m 再過一段時間 貨車停止 已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍 貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0 4 貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0 44倍 貨物與貨車分別視為小滑塊和平板 取cos 1 sin 0 1 g取10m s2 求 1 貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向 2 制動坡床的長度 甲 乙 圖3 2 12 2 設(shè)貨車的質(zhì)量為M 車尾位于制動坡床底端時的車速為 v 23m s 貨物在車廂內(nèi)開始滑動到車頭距制動坡床頂端s0 38m的過程中 用時為t 貨物相對制動坡床的運動距離為s1 在車廂內(nèi)滑動的距離s 4m 貨車的加速度大小為a2 貨車相 對制動坡床的運動距離為s2 貨車受到制動坡床的阻力大小為 F F是貨車和貨物總重的k倍 k 0 44 貨車長度l0 12m 制動坡床的長度為l 則 1 減速過程中汽車加速度的大小及所用時間 2 飲酒使志愿者比一般人增加的反應時間 3 減速過程中汽車對志愿者的作用力大小與志愿者重力大小的比值 甲 乙 圖3 2 13