物理第3章 牛頓運(yùn)動定律 第2講 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題 新人教版

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1、牛頓運(yùn)動定律牛頓運(yùn)動定律第 三 章第第2講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題1 1知 識 梳 理 自 測知 識 梳 理 自 測2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識梳理自測知識梳理自測 1內(nèi)容：物體加速度的大小跟_成正比，跟_成反比，加速度的方向跟_的方向相同。 2表達(dá)式：_。 3適用范圍： (1)牛頓第二定律只適用于_參考系，即相對地面_的參考系。 (2)牛頓第二定律只適用于_(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況。牛頓第二定律它受到的合外力它受到的合外力 物體

2、的質(zhì)量物體的質(zhì)量 合外力合外力 Fma 慣性慣性 靜止或做勻速直線運(yùn)動靜止或做勻速直線運(yùn)動 宏觀物體宏觀物體 思考：如圖所示，小強(qiáng)自己拉車子時，無論怎么用力也難以拉動，最后在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)。 (1)根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，為什么小強(qiáng)用力拉車時車子不動呢？小強(qiáng)的拉力不產(chǎn)生加速度嗎？ (2)小強(qiáng)和小紅一起用力的瞬間，車子是否馬上獲得加速度？是否馬上獲得速度？ 答案：(1)車還受摩擦力作用。小強(qiáng)的拉力產(chǎn)生加速度。(2)是否。 1定義：由_和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 2分類：(1)基本單位：_的單位。力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是_、_和_，它們的國際單位分別是

3、千克(kg)、秒(s)和_。 (2)導(dǎo)出單位：由_量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。單位制基本單位基本單位 基本量基本量 質(zhì)量質(zhì)量 時間時間 長度長度 米米(m) 基本基本 1動力學(xué)的兩類基本問題： 第一類：已知受力情況求物體的_； 第二類：已知運(yùn)動情況求物體的_。 2解決兩類基本問題的方法：以_為“橋梁”，由運(yùn)動學(xué)公式和_列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：兩類動力學(xué)問題運(yùn)動情況運(yùn)動情況 受力情況受力情況 加速度加速度 牛頓運(yùn)動定律牛頓運(yùn)動定律 思考：如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙程度相同的水平面上從速度vA均勻減為vB的過程中前進(jìn)的距離為x。 (1)物體做什么運(yùn)動？能求出它的加速度嗎？

4、(2)物體受幾個力作用？能求出它受到的摩擦力嗎？ 思維診斷： (1)物體加速度的方向與所受合外力的方向可以不同。() (2)對靜止在光滑水平面上的物體施加一水平力，當(dāng)力剛開始作用瞬間，物體立即獲得加速度。() (3)物體由于做加速運(yùn)動，所以才受合外力作用。() (4)物體所受合外力變小，物體的速度一定變小。 () (5)物體所受合外力大，其加速度就一定大。 () (6)牛頓第二定律適用于一切運(yùn)動情況。 () (7)單位“牛頓”是基本單位。 ()B 解析重物勻速運(yùn)動過程，彈簧對重物的彈力與重力平衡，手突然停止運(yùn)動后，重物由于慣性繼續(xù)下降，彈簧伸長量變大，彈力變大，故重力與彈力的合力變大，根據(jù)牛頓

5、第二定律，重物的加速度變大，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯誤。C A 解析對球進(jìn)行受力分析，受到重力mg和球拍對它的支持力N，作出受力分析圖如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得：A 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破牛頓第二定律的理解C 解題導(dǎo)思：(1)其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來大小的過程中，質(zhì)點(diǎn)所受合外力的大小、方向如何變化？加速度如何變化？速度如何變化？ (2)畫出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的vt圖象。 解析質(zhì)點(diǎn)受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則多個力的合力為零，其中任意一個力與剩余所有力的合力大小相等、方向相反，使其中一個力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來的大小，則所有力的合力先變大后變小，但合力

6、的方向不變，根據(jù)牛頓第二定律，a先增大后減小，v始終增大，故選C。類題演練類題演練 1 A 解析小球和小車的加速度相同，所以小球在重力和桿的作用力兩個力的作用下也沿水平向左的方向加速運(yùn)動，加速度水平向左，根據(jù)牛頓第二定律Fma可知，加速度的方向與合力的方向相同，故小球所受的合力方向水平向左，根據(jù)力的合成知識可知，直桿對小球的作用力只可能沿OA方向，故A正確，B、C、D錯誤。 1兩種模型 加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型： 2求解瞬時加速度的一般思路應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時問題A 解題導(dǎo)思：剪斷細(xì)繩的瞬間，彈簧的彈力不能突變，A和B之

7、間的細(xì)繩的拉力是否突變?yōu)榱?？為什?答案：此題中A和B之間的細(xì)繩的拉力不能突變?yōu)榱悖绻麨榱?，則B球的加速度比A球大，細(xì)繩瞬間又被拉緊。 解析剪斷細(xì)線前，由平衡條件可知，A上端的細(xì)線的拉力為3mg，A、B之間細(xì)線的拉力為2mg，輕彈簧的拉力為mg。在剪斷細(xì)線的瞬間，輕彈簧中拉力不變，小球C所受合外力為零，所以C的加速度為零；A、B小球被細(xì)線拴在一起，整體受到二者重力和輕彈簧向下的拉力，由牛頓第二定律，3mg2ma，解得a1.5g，選項(xiàng)A正確。 規(guī)律總結(jié)： 求解瞬時加速度問題時應(yīng)抓住“兩點(diǎn)” (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

8、)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。類題演練類題演練 2 BD 類題演練類題演練 3 D A兩圖中兩球加速度均為gsin B兩圖中A球的加速度均為零 C圖乙中輕桿的作用力一定不為零 D圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍 解析甲圖中彈簧彈力不變，A球受力不發(fā)生變化A球加速度為零，而B球因撤去擋板而支持力消失，B球受力沿斜面向下，F(xiàn)彈mgsinF彈，F(xiàn)彈mgsin，則aB甲2gsin，而乙圖中去掉擋板桿彈力發(fā)生突變，變?yōu)?，則乙圖中A、B兩球所受合力均為mgsin，則兩球加速度均為gsin，則aB甲2aB乙，D正確，其余選項(xiàng)不正確。 動力學(xué)兩類基本

9、問題的解題思路動力學(xué)兩類基本問題 解題導(dǎo)思：(1)環(huán)的運(yùn)動過程分為幾段？各是什么性質(zhì)的運(yùn)動？ (2)勻加速直線運(yùn)動的末速度與勻減速直線運(yùn)動的初速度有何關(guān)系？ 答案：(1)環(huán)的運(yùn)動分為兩個階段，先是勻加速直線運(yùn)動，后是勻減速直線運(yùn)動。 (2)相等。 解析(1)在力F作用0.5s內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律有 FcosmgsinFfma1 FsinFNmgcos FfFN 設(shè)0.5s末速度為v 根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有va1t1 撤去F后0.4s內(nèi) mgsinmgcosma2 規(guī)律總結(jié)： 解決動力學(xué)兩類基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵 (1)兩類分析物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析； (2)兩個橋梁加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁

10、；速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁。類題演練類題演練 4 (1)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度為多大？ (2)座椅在勻減速運(yùn)動階段的時間為多少？ (3)在勻減速運(yùn)動階段，座椅對游客的作用力大小是游客體重的多少倍？ 答案：(1)12m/s(2)4.8s(3)1.25 解析(1)設(shè)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度為v，下落時間t11.2s，由vgt1得v12m/s。 (1)明確常見圖象的應(yīng)用方法，如下表：牛頓運(yùn)動定律與圖象結(jié)合問題vt圖象根據(jù)圖象的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力Fa圖象首先要根據(jù)具體的物理情景，對物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出F、a兩個量間的函數(shù)

11、關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖象，明確圖象的斜率、截距或面積的意義，從而由圖象給出的信息求出未知量at圖象要注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程Ft圖象要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時間段的運(yùn)動性質(zhì) (2)圖象類問題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動的關(guān)系問題，以牛頓第二定律為紐帶，理解圖象的類型，圖象的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義。運(yùn)用圖象解決問題一般包含兩個角度：用給定的圖象解答問題；根據(jù)題意作圖，用圖象解答問題。在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情景與函數(shù)、圖象的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系A(chǔ)BD 類題演練類題演練 5 A 解析在物塊沿光滑斜面下

12、滑的過程中，對小物塊進(jìn)行受力分析，設(shè)此過程物塊的加速度大小為a1，物塊沿斜面下滑的時間為t1，到達(dá)斜面底端時的速度為v，根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin37ma1，解得a1gsin376m/s2，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式vv0at可得va1t16t1。在物塊沿粗糙水平面運(yùn)動的過程中，對小物塊進(jìn)行受力分析，設(shè)此過程中物塊的加速度大小為a2，物塊運(yùn)動時間為t2，根據(jù)牛頓第二定律可得fma2，fmg，可得a2g2m/s2，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式vv0at可得va2t22t2，得a13a2，t23t1，故A正確。階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 等時圓模型 1模型的兩種情況 (1)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點(diǎn)所用時間相等，如圖甲所示； (2)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到圓環(huán)上所用時間相等，如圖乙所示。 2.模型的分析思路B 解題導(dǎo)思：(1)重物從A到B做什么運(yùn)動？ (2)如何表示斜槽的長度？ 答案：(1)勻加速直線運(yùn)動。 (2)sAB2Rsin602rsin60 sCD2Rsin302rsin30 反思總結(jié)： 本題符合等時圓模型，可直接套結(jié)論解題。類題演練類題演練 6 B AtAtCtB BtAtCtB CtAtCtB D由于C點(diǎn)的位置不確定，無法比較時間大小關(guān)系