2013高考物理總復(fù)習(xí) 第三章第二節(jié) 牛頓第二定律　兩類動力學(xué)問題課件 新人教版必修1

1、第二節(jié)　牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題,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＝ma,正比,反比,相同,3．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

2、體(相對于分子、原子等)、________運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況．,靜止,勻速直線運(yùn)動,宏觀,低速,思考感悟提示：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_______________．,運(yùn)動情況,受力情況,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

3、定律相結(jié)合，尋找加速度和未知量的關(guān)系，是解決這類問題的思考方向．,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，其中力學(xué)有三個，它們是______、______、______，它們的單位分別是____、__________、____．,基本,導(dǎo)出,長度,質(zhì)量,時間,米,千克,秒,3．導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)_________________推導(dǎo)出來

4、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,物理,關(guān)系,一、對牛頓第二定律的理解1．牛頓第二定律的“五性”,2.關(guān)于瞬時加速度分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻物體的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立．,(1)剛性繩(或接觸面)：一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，彈力立即改變或消失，不需要形變恢復(fù)時間，一般題目中所給的細(xì)線、輕桿和

5、接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型處理．,(2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的．,特別提醒:在求解瞬時性問題時應(yīng)注意:(1)物體的受力情況和運(yùn)動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析.(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變.,即時應(yīng)用1. (2012·大連測試)如

6、圖3－2－1示，質(zhì)量為10 kg的物體拴在一個被水平拉伸的輕質(zhì)彈簧一端，彈簧的拉力為5 N時，,圖3－2－1,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．若小車以1 m/s2的加速度水平向右運(yùn)動，物體相對小車仍然靜止，則(g＝10 m/s2)(　　)A．因為物體相對小車靜止，所以其合力為0B．因為物體向右加速運(yùn)動，所受合力F＝10 N,C．因為物體相對小車靜止，所以所受摩擦力未變D．物體所受摩擦力大小仍為5 N，方向變?yōu)橄蛴掖鸢福築D,二、解答動力學(xué)的兩

7、類基本問題的方法和步驟1．動力學(xué)兩類基本問題的分析流程圖,2．基本方法(1)由受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)，處理這類問題的基本思路是：先求出幾個力的合力，由牛頓第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由運(yùn)動學(xué)的有關(guān)公式求出速度或位移．,(2)由運(yùn)動情況判斷受力情況，處理這類問題的基本思路是：已知加速度或根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法則(平行四邊形定則)或

8、正交分解法．,3．解題步驟(1)明確研究對象．根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．(2)分析物體的受力情況和運(yùn)動情況．畫好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程．,(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系．通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向．(4)求合外力F合．(5)根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma列方程求解，必要時還要對結(jié)果進(jìn)行討論．,特別提醒：1.物體的運(yùn)動情況是由所受的力及物體運(yùn)動的初始狀態(tài)共同決定的.

9、2. 無論是哪種情況，加速度都是聯(lián)系力和運(yùn)動的“橋梁”.,即時應(yīng)用2.(2010·高考福建卷)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等．,圖3－2－2,從t＝0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3－2－2所示．重力加速度g取10 m/s2，則物體在t＝0至t＝12 s這段時間的位移大小

10、為(　　),A．18 m　　　　　B．54 mC．72 m D．198 m解析：選B.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力Ff＝μmg＝4 N，所以0～3 s物體所受推力等于最大靜摩擦力，物體恰能保持靜止?fàn)顟B(tài)．在以后的過程中，物體交替做勻加速直線運(yùn)動和,勻速直線運(yùn)動．勻加速直線運(yùn)動過程中物體的加速度,如圖3－2－3甲所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，,圖3－2－3,L1的一端懸

11、掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)．求解下列問題：(1)現(xiàn)將線L2剪斷，求剪斷L2的瞬間物體的加速度．,(2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長度相同(掛m后)，質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖乙所示，其他條件不變，求剪斷L2的瞬間物體的加速度．【思路點撥】　彈簧彈力不能發(fā)生突變，在剪斷瞬間仍然保持原來的大小和方向；而細(xì)繩的彈力會發(fā)生突變，在剪斷瞬間會突然改變．,【解析】　(1)對題圖甲的情況，L2剪斷的瞬間，繩L1不可

12、伸縮，物體的加速度只能沿垂直L1的方向，則：mgsinθ＝ma1所以a1＝gsinθ，方向為垂直于L1斜向下．,(2)對題圖乙的情況，設(shè)彈簧上拉力為FT1，L2線上拉力為FT2，重力為mg，物體在三力作用下保持平衡，有FT1cosθ＝mg，F(xiàn)T1sinθ＝FT2，所以FT2＝mgtanθ剪斷線的瞬間，F(xiàn)T2突然消失，物體即在FT2反方向獲得加速度．,因此mgtanθ＝ma2，所以加速度a2＝gtanθ，方向在FT2反方向，即水

13、平向右．【答案】　(1)大小為gsinθ，方向垂直于L1斜向下(2)大小為gtanθ，方向水平向右,變式訓(xùn)練1　(2012·佛山質(zhì)檢)“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩．質(zhì)量為m的小明如圖3－2－4靜止懸掛時，,圖3－2－4,兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時(　　)A．速度為零B．加速度a＝g，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下,C．加速度a＝g，沿未斷裂橡皮繩的方向

14、斜向上D．加速度a＝g，方向豎直向下,解析：選AB.橡皮繩斷裂時速度不能發(fā)生突變，A正確；兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，可知兩橡皮繩夾角為120°，小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂時，彈性極好的橡皮繩的彈力不能發(fā)生突變，對小明進(jìn)行受力分析可知B正確，C、D錯誤．,航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m＝2 kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F＝28 N．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

15、10 m/s2.,(1)第一次試飛，飛行器飛行t1＝8 s時到達(dá)的高度H＝64 m．求飛行器所受阻力f的大小．(2)第二次試飛，飛行器飛行t2＝6 s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力．求飛行器能到達(dá)的最大高度h.,(3)為了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.【解析】　(1)第一次飛行中，設(shè)加速度為a1，,圖3－2－5,【答案】　(1)4 N　(2)42 m　(3)2.1 s【方法總結(jié)】任何多

16、過程的復(fù)雜物理問題都是由很多簡單的小過程構(gòu)成，有些是承上啟下，上一過程的結(jié)果是下一過程的已知，這種情況，一步一步完成即可；,有些是樹枝型，告訴的只是旁支，要求的是主干(或另一旁支)，這就要求學(xué)生有系統(tǒng)的知識，找出各過程的關(guān)聯(lián)，按順序逐個分析．,(滿分樣板　14分)(2010·高考安徽卷)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時間后撤去F，,其運(yùn)動的v－t圖象如圖3－2－6所示．g取10 m/s2，求：

17、,圖3－2－6,(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2)水平推力F的大??；(3)0～10 s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小．【思路點撥】　先根據(jù)v－t圖象求出物體的加速度，再應(yīng)用牛頓第二定律列方程即可．,解題樣板,【名師歸納】　牛頓第二定律與v－t圖象相結(jié)合的問題，一般先由v－t圖象分析物體的加速度及其變化規(guī)律，再由牛頓第二定律列方程求解問題，或者先由牛頓第二定律分析加速度及其變化規(guī)律，再作出v－t圖象．,變式訓(xùn)練2　(2011·