物理專題三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題

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1、第2講 牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)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(dá)式：F 合ma.3牛頓運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體二、兩類動(dòng)力學(xué)問題1兩類動(dòng)力學(xué)問題運(yùn)動(dòng)情況受力情況(1)已知受力情況求物體的_(2)已知運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式牛頓運(yùn)動(dòng)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

2、計(jì))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 3-2-1A圖甲中車的加速度大小為FMB圖甲中車的加速度大小為FMmC圖乙中車的加速度大小為2FMmD圖乙中車的加速度大小為FM2如圖 3-2-2 所示，工人用繩索拉鑄件，鑄件的質(zhì)量是20 kg，鑄件與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 0.25.工人用 80 N 的力拉動(dòng)鑄件，從靜止開始在水平面上前進(jìn)，繩與水平方向的夾角為37并保持不變，經(jīng) 4 s 后松手(g10 m/s2)求：(1)松手前鑄件的加速度(2)松手后鑄件還能前進(jìn)的距離圖 3-2-2考點(diǎn) 1對牛頓第二定律的理解 重點(diǎn)歸納1牛頓第二定律的五個(gè)特性【考題題組】1(多選)如圖

3、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(dāng)木塊接觸彈簧后()圖 3-2-3A木塊立即做減速運(yùn)動(dòng)B木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大C當(dāng) F 等于彈簧彈力時(shí)，木塊速度最大D彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊加速度為 0解析：當(dāng)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(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力大小等于恒力 F 時(shí)，木塊的速度最大，加速度為 0.當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí)，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(cuò)誤答案：BC2(2016 年

4、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(gè)固定在斜面上的豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一個(gè)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(yùn)動(dòng)，若忽略一切摩擦，與球靜止時(shí)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 3-2-4D若加速度足夠大，斜面對球的彈力可能為零答案：B3如圖 3-2-5 所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到 O 點(diǎn)并系住質(zhì)量為 m 的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到 A 點(diǎn)，然后釋放，物)體可以一直運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)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

5、物體從 A 到 O 做加速運(yùn)動(dòng)，從 O 到 B 做減速運(yùn)動(dòng)C物體運(yùn)動(dòng)到 O 點(diǎn)時(shí)，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(diǎn) 2動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 重點(diǎn)歸納1動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的分析流程2兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟考向 1由受力情況求運(yùn)動(dòng)情況【考題題組】4(2017 年黑龍江齊齊哈爾質(zhì)檢)一個(gè)原來靜止在光滑平面上的物體，質(zhì)量是 7 kg，在 14 N 的恒力作用下運(yùn)動(dòng)，則 5 s 末的速度及 5 s 內(nèi)通過的路程為()A8 m/s25 mB2 m/s25 mC10 m/s 25 mD10 m/s12.5 m5(2016 年合肥質(zhì)檢)如圖 3-2-6

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(diǎn)，O 點(diǎn)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(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為()AtABtCDtEFBtABtCDtEFCtABtCDtEFDtABtCDtEF圖 3-2-6考向 2由運(yùn)動(dòng)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(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害，人們設(shè)計(jì)了安全帶，假定乘客質(zhì)量為 70

7、 kg，汽車車速為90 km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為 5 s，安全帶對乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦)()B400 NC350 N D300 NA450 N答案：C圖 3-2-7方法 1瞬時(shí)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(shí)對應(yīng)的，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失兩類模型(如下圖所示)2求解瞬時(shí)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?fàn)顟B(tài)當(dāng)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，

8、水平粗糙桌面上有 a、b 兩個(gè)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(yùn)動(dòng)，已知彈簧在彈性限度內(nèi)，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩)擦因數(shù)相同，下列說法正確的是(圖 3-2-10Aa、b 間的距離為 LFkB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(yùn)動(dòng)過程的分析對一個(gè)復(fù)雜的物理過程，我們常常分解成幾個(gè)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(rèn)清每個(gè)子過程的運(yùn)動(dòng)

9、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(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析例2：(2016 年四川卷)避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)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(dòng)坡床視為與水平面夾角為的斜面一輛長12 m 的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為 23 m/s 時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了 4 m 時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端 38 m，再過一段時(shí)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(dòng)摩擦因數(shù)為 0.4；貨車在制

10、動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)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10 m/s2.求：(1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向(2)制動(dòng)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(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v23 m/s.貨物在車廂內(nèi)開始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端 s038 m 的過程中，用時(shí)為 t，貨物相對制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為 s1，在車廂內(nèi)滑動(dòng)的距離 s4 m，貨車的加速度大小為 a2，貨車相對制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為 s2.貨車受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F，F(xiàn) 是貨車和貨物總重的 k 倍，k0.44，貨車長度 l012 m，制動(dòng)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(shí)間(2)飲酒使志愿者比一般人增加的反應(yīng)時(shí)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