2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2課時(shí) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題課件 教科版.ppt

《2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2課時(shí) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題課件 教科版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2課時(shí) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題課件 教科版.ppt（50頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時(shí)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題 基礎(chǔ)回顧 核心探究 演練提升 基礎(chǔ)回顧自主梳理 融會(huì)貫通 知識(shí)梳理 一 牛頓第二定律1 內(nèi)容 物體的加速度跟所受的合力成 跟物體的質(zhì)量成 加速度的方向跟方向相同 2 表達(dá)式 F合 3 適用范圍 適用于參考系中物體的低速運(yùn)動(dòng) 正比 反比 合力 ma 慣性 宏觀 如圖所示 超市中顧客隨自動(dòng)扶梯一起向上勻加速運(yùn)動(dòng) 已知扶梯傾角為 顧客質(zhì)量為m 加速度為a 若求扶梯對(duì)顧客支持力或摩擦力 你有何思路 答案 分析物體的受力 將加速度沿水平 豎直方向分解 然后根據(jù)牛頓第二定律分別列方程求解 二 力學(xué)單位制1 單位制 由和一起組成了單位制 基本單位 導(dǎo)出單位 2 基本單位 基本物理量的 力學(xué)中的基本量有 長度和 它們的國際單位分別是kg m和 3 導(dǎo)出單位 由基本單位根據(jù)推導(dǎo)出來的其他物理量的單位 三 牛頓第二定律的應(yīng)用1 兩類動(dòng)力學(xué)問題 1 已知受力情況 求物體的情況 2 已知運(yùn)動(dòng)情況 求物體的情況 2 解決兩類問題的方法以為 橋梁 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解 單位 質(zhì)量 時(shí)間 物理關(guān)系 運(yùn)動(dòng) 受力 加速度 s 自主檢測(cè) 1 思考判斷 1 千克 克 秒 小時(shí) 分鐘均屬于基本單位 2 牛頓第二定律表達(dá)式F ma在任何情況下都適用 3 對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力 當(dāng)力剛作用瞬間 物體立即獲得加速度 4 質(zhì)量越大的物體加速度越小 5 根據(jù)公式F ma 可知物體所受的外力跟物體的加速度成正比 答案 1 2 3 4 5 2 根據(jù)牛頓第二定律 下列敘述正確的是 A 物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B 物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí) 才能使物體產(chǎn)生加速度C 物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個(gè)的大小成正比D 當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí) 物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比 D 解析 根據(jù)牛頓第二定律a 可知物體的加速度與速度無關(guān) 所以A錯(cuò)誤 即使合力很小 也能使物體產(chǎn)生加速度 所以B錯(cuò)誤 物體加速度的大小與物體所受的合力成正比 所以C錯(cuò)誤 力和加速度為矢量 水平方向的力產(chǎn)生水平方向的加速度 則物體水平加速度與質(zhì)量成反比 所以D正確 3 某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一個(gè)不用天平測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn) 如圖 在光滑水平臺(tái)面右端固定一個(gè)恒力器 在臺(tái)面左端放一輛小車 車上固定一遮光條 遮光條寬度為d 恒力器通過一根細(xì)線給小車提供恒定拉力F 使小車由靜止開始依次經(jīng)過兩個(gè)光電門 光電門1 2記錄的擋光時(shí)間分別為t1 t2 測(cè)得兩光電門中心間距為x 不計(jì)遮光條質(zhì)量 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得小車質(zhì)量為 B 核心探究分類探究 各個(gè)擊破 考點(diǎn)一牛頓第二定律的理解 1 牛頓第二定律的 五 性 2 合力 加速度 速度間的決定關(guān)系 1 物體所受合力的方向決定了其加速度的方向 只要合力不為零 不管速度是多少 物體都有加速度且與合力的方向一定相同 合力 或加速度 與速度無必然的聯(lián)系 2 合力 或加速度 與速度同向時(shí) 物體做加速運(yùn)動(dòng) 合力 或加速度 與速度反向時(shí) 物體做減速運(yùn)動(dòng) 4 速度的改變需經(jīng)歷一定的時(shí)間而不能突變 有力就一定有加速度 但有力速度可能為0 典例1 多選 如圖所示 一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點(diǎn) 自由伸長到B點(diǎn) 今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn) m與彈簧不連接 然后釋放 小物體能經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)而靜止 小物體m與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 恒定 則下列說法中正確的是 A 物體從A到B速度越來越大B 物體從A到B速度先增大后減小C 物體從A到B加速度越來越小D 物體從A到B加速度先減小后增大 BD 核心點(diǎn)撥 1 由A到C的過程中 物體受地面的摩擦力和彈簧彈力大小相等的位置出現(xiàn)在B點(diǎn)的左側(cè) 2 a 0時(shí)出現(xiàn)在A B之間 此時(shí)速度達(dá)最大 解析 物體從A到B的過程中 水平方向一直受到向左的滑動(dòng)摩擦力作用 大小不變 還一直受到向右的彈簧的彈力作用 彈力從某個(gè)值逐漸減小到0 開始時(shí) 彈力大于摩擦力 合力向右 物體向右加速 隨著彈力的減小 合力越來越小 到A B間的某一位置時(shí) 彈力和摩擦力的合力為0 速度達(dá)到最大 隨后 摩擦力大于彈力 合力增大但方向向左 合力方向與速度方向相反 物體開始做減速運(yùn)動(dòng) 所以 小物體由A到B的過程中 先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) 后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) 故選項(xiàng)B D正確 方法技巧牛頓第二定律應(yīng)用中的受力處理技巧 1 物體受兩個(gè)非共線共點(diǎn)力時(shí)通過合成法計(jì)算合力 2 物體受共線共點(diǎn)力時(shí)可將力的運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算 3 物體受多個(gè)非共線共點(diǎn)力時(shí)通過正交分解法進(jìn)行計(jì)算 1 牛頓第二定律的理解 多選 下列說法正確的是 A 物體只有在受力的前提下才會(huì)產(chǎn)生加速度 因此 加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用B F ma是矢量式 a的方向與F的方向相同 與速度方向無關(guān)C 物體所受的合外力減小 加速度一定減小 而速度不一定減小D 物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系 同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系 BCD 解析 物體的加速度與合外力有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 加速度與力同時(shí)產(chǎn)生 故A錯(cuò)誤 a的方向與F的方向相同 與速度方向無關(guān) 故B正確 合外力減小 加速度一定減小 但如果a與v同向 v會(huì)變大 故C正確 物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系 同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系 故D正確 多維訓(xùn)練 2 牛頓第二定律的應(yīng)用 2018 河南中原名校聯(lián)考 某科研單位設(shè)計(jì)了一空間飛行器 飛行器從地面起飛時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力方向與水平方向夾角 60 使飛行器恰好沿與水平方向成 30 角的直線斜向右上方勻加速飛行 經(jīng)時(shí)間t后 將動(dòng)力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60 同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小 使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行 飛行器所受空氣阻力不計(jì) 下列說法中正確的是 A 加速時(shí)加速度的大小為gB 加速時(shí)動(dòng)力的大小等于mgC 減速時(shí)動(dòng)力的大小等于mgD 減速飛行時(shí)間t后速度為零 A 考點(diǎn)二用牛頓第二定律分析瞬時(shí)加速度問題 1 兩種模型 2 求解瞬時(shí)加速度的一般思路 分析瞬時(shí)變化前后物體的受力情況 由牛頓第二定律列方程 求瞬時(shí)加速度 典例2 多選 如圖 甲 乙 所示 圖中細(xì)線均不可伸長 兩小球質(zhì)量相同且均處于平衡狀態(tài) 細(xì)線和彈簧與豎直方向的夾角均為 如果突然把兩水平細(xì)線剪斷 則剪斷瞬間 A 圖 甲 中小球的加速度大小為gsin 方向水平向右B 圖 乙 中小球的加速度大小為gtan 方向水平向右C 圖 甲 中傾斜細(xì)線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為1 cos2 D 圖 甲 中傾斜細(xì)線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為cos2 1 BD 核心點(diǎn)撥 1 水平細(xì)線剪斷瞬間 小球A將沿圓弧擺下 小球A的合力與細(xì)線垂直且向下 傾斜細(xì)線的拉力發(fā)生突變 2 水平細(xì)線剪斷瞬間 彈簧的拉力不變 小球B的合力水平向右 解析 設(shè)兩球質(zhì)量均為m 剪斷水平細(xì)線后 對(duì)小球A進(jìn)行受力分析 如圖 a 所示 小球A將沿圓弧擺下 小球A的加速度a1的方向沿圓周的切線方向向下 則T1 mgcos F1 mgsin ma1 所以a1 gsin 方向垂直傾斜細(xì)線向下 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 對(duì)小球B進(jìn)行受力分析 水平細(xì)線剪斷瞬間 小球B所受重力mg和彈簧彈力T2都不變 小球B的加速度a2的方向水平向右 如圖 b 所示 則T2 F2 mgtan ma2 所以a2 gtan 方向水平向右 故選項(xiàng)B正確 圖 甲 中傾斜細(xì)線與圖 乙 中彈簧的拉力之比為T1 T2 cos2 1 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 方法技巧抓住 兩關(guān)鍵 遵循 四步驟 1 分析瞬時(shí)加速度的 兩個(gè)關(guān)鍵 明確繩或線類 彈簧或橡皮筋類模型的特點(diǎn) 分析瞬時(shí)前 后的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2 四個(gè)步驟 第一步 分析原來物體的受力情況 第二步 分析物體在突變時(shí)的受力情況 第三步 由牛頓第二定律列方程 第四步 求出瞬時(shí)加速度 并討論其合理性 1 導(dǎo)學(xué)號(hào)58826049 彈簧連接的瞬時(shí)加速度問題 2017 咸陽質(zhì)檢 如圖所示 A B兩小球分別連在彈簧兩端 B端用細(xì)線固定在傾角為 30 的光滑斜面上 A B兩小球的質(zhì)量分別為mA mB 重力加速度為g 若不計(jì)彈簧質(zhì)量 在線被剪斷瞬間 A B兩球的加速度分別為 多維訓(xùn)練 D 2 導(dǎo)學(xué)號(hào)58826050 摩擦力突變引起的瞬時(shí)加速度問題 多選 如圖所示 質(zhì)量均為m的木塊A和木板B疊放在粗糙的水平地面上 A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 1 0 4 水平力F 2mg作用在B上 A B以a 2m s2的共同加速度向右運(yùn)動(dòng) 則 g 10m s2 A 無法求出B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B 在撤去F后 A B會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C 在撤去F后瞬間 B的加速度無法求出D 在撤去F后瞬間 A的加速度為4m s2 方向向左 BD 解析 設(shè)B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 2 水平力F作用時(shí) 由牛頓第二定律 對(duì)整體有2mg 2 2mg 2ma 得 2 0 8 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 在撤去F后瞬間 A與B都勻減速向右運(yùn)動(dòng) 若A相對(duì)于B向右滑動(dòng) 則有 1mg maA 2 2mg 1mg maB 即aA 1g aB 2 2 1 g aA 故選項(xiàng)B正確 代入數(shù)據(jù)可得aB 12m s2 aA 4m s2 方向均向左 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 考點(diǎn)三兩類動(dòng)力學(xué)問題 1 兩類動(dòng)力學(xué)問題之間的邏輯關(guān)系 2 解決動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)對(duì)力的處理方法 1 合成法在物體受力個(gè)數(shù)較少 2個(gè)或3個(gè) 時(shí)一般采用 合成法 2 正交分解法若物體的受力個(gè)數(shù)較多 3個(gè)或3個(gè)以上 則采用 正交分解法 3 兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟 典例3 2018 山東濟(jì)南調(diào)研 滑雪運(yùn)動(dòng)中當(dāng)滑雪板壓在雪地上時(shí)會(huì)把雪內(nèi)的空氣逼出來 在滑雪板與雪地間形成一個(gè)暫時(shí)的 氣墊 從而大大減小雪地對(duì)滑雪板的摩擦力 然而當(dāng)滑雪板相對(duì)雪地速度較小時(shí) 與雪地接觸時(shí)間超過某一值就會(huì)陷下去 使得它們間的摩擦力增大 假設(shè)滑雪者的速度超過4m s時(shí) 滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)由 1 0 25變?yōu)?2 0 125 一滑雪者從傾角 37 的坡頂A處由靜止開始自由下滑 滑至坡底B處后又滑上一段水平雪地 B處斜坡與水平面平滑連接 最后停在C處 如圖所示 不計(jì)空氣阻力 坡長L 26m g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 滑雪者從靜止開始到動(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時(shí)間 2 滑雪者到達(dá)B處的速度 3 滑雪者在水平雪地上運(yùn)動(dòng)的最大距離 運(yùn)動(dòng)過程圖示 答案 1 1s 2 16m s 3 99 2m 方法技巧解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 多維訓(xùn)練 A 2 由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況 如圖為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示意圖 在傾角為37 的固定斜面上 有一個(gè)質(zhì)量為1kg的物塊 在風(fēng)洞施加的水平恒力F作用下 從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過1 2s到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即關(guān)閉風(fēng)源 失去恒力F 物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱?通過速度傳感器測(cè)得這一過程中物塊每隔0 2s的瞬時(shí)速度 下表給出了部分?jǐn)?shù)據(jù) 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 A C兩點(diǎn)間的距離 答案 1 5 4m 2 水平恒力F的大小 解析 2 勻加速過程中由牛頓第二定律得Fcos37 mgsin37 mgcos37 Fsin37 ma1勻減速過程中由牛頓第二定律得 mgsin37 mgcos37 ma2聯(lián)立解得F 30N 答案 2 30N 演練提升真題體驗(yàn) 強(qiáng)化提升 高考模擬 1 牛頓第二定律的理解 2016 全國 卷 18 多選 一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)對(duì)其施加一恒力 且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變 則 A 質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同B 質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C 質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同D 質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變 BC 解析 由于施加恒力前質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 此時(shí)所受外力的合力為0 施加恒力后其合力為該恒力 則加速度不變 加速度方向與該恒力方向相同 但力的方向與速度方向關(guān)系不明確 質(zhì)點(diǎn)可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 也可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 速度方向與力的方向可能相同 也可能時(shí)刻改變 質(zhì)點(diǎn)加速度不變說明單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同 但由于速度為矢量 單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量不一定相等 故選項(xiàng)B C正確 2 兩類動(dòng)力學(xué)問題 2017 海南卷 3 汽車緊急剎車后 停止運(yùn)動(dòng)的車輪在水平地面上滑動(dòng)直至停止 在地面上留下的痕跡稱為剎車線 由剎車線的長短可知汽車剎車前的速度 已知汽車輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 80 測(cè)得剎車線長25m 汽車在剎車前的瞬間的速度大小為 重力加速度g取10m s2 A 10m sB 20m sC 30m sD 40m s B 3 導(dǎo)學(xué)號(hào)58826052 瞬時(shí)加速度問題 2018 遼寧六校聯(lián)考 如圖所示 A B兩球質(zhì)量相等 光滑斜面的傾角為 圖 甲 中 A B兩球用輕彈簧相連 圖 乙 中A B兩球用輕質(zhì)桿相連 系統(tǒng)靜止時(shí) 擋板C與斜面垂直 彈簧 輕桿均與斜面平行 則在突然撤去擋板的瞬間有 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球的2倍 D 解析 撤去擋板前 擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsin 因彈簧彈力不能突變 而桿的彈力會(huì)突變 所以撤去擋板瞬間 圖 甲 中A球所受合力為零 加速度為零 B球所受合力為2mgsin 加速度為2gsin 圖 乙 中桿的彈力突變?yōu)榱?A B球所受合力均為mgsin 加速度均為gsin 故圖 甲 中B球的加速度是圖 乙 中B球加速度的2倍 故D正確 4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 2017 海南卷 14 一輕彈簧的一端固定在傾角為 的固定光滑斜面的底部 另一端和質(zhì)量為m的小物塊a相連 如圖所示 質(zhì)量為m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上 此時(shí)彈簧的壓縮量為x0 從t 0時(shí)開始 對(duì)b施加沿斜面向上的外力 使b始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過一段時(shí)間后 物塊a b分離 再經(jīng)過同樣長的時(shí)間 b距其出發(fā)點(diǎn)的距離恰好也為x0 彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi) 重力加速度大小為g 求 1 彈簧的勁度系數(shù) 2 物塊b加速度的大小 3 在物塊a b分離前 外力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式 等時(shí)圓模型及其應(yīng)用1 模型特征 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(shí)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下端所用時(shí)間相等 如圖 乙 所示 3 兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)沿不同過切點(diǎn)的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等 如圖 丙 所示 拓展增分 2 思維模板 示例 多選 如圖所示 Oa Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿 O a b c d位于同一圓周上 c為圓周的最高點(diǎn) a為最低點(diǎn) O 為圓心 每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán) 未畫出 兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速度釋放 一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速度釋放 用t1 t2 t3分別表示滑環(huán)沿Oa Ob da到達(dá)a b所用的時(shí)間 則下列關(guān)系正確的是 A t1 t2B t2 t3C t1 t2D t1 t3 BCD 解析 設(shè)想還有一根光滑固定細(xì)桿ca 則ca Oa da三細(xì)桿交于圓的最低點(diǎn)a 三桿頂點(diǎn)均在圓周上 根據(jù)等時(shí)圓模型可知 由c O d無初速度釋放的小滑環(huán)到達(dá)a點(diǎn)的時(shí)間相等 即tca t1 t3 而由c a和由O b滑動(dòng)的小滑環(huán)相比較 滑行位移大小相同 初速度均為零 但aca aOb 由x at2可知 t2 tca 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 B C D均正確