（人教通用版）2020高考物理第3章第2讲牛顿第二定律两类动力学问题课件.ppt

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1、牛顿运动定律,第 三 章,第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题,知识梳理自测,1内容：物体加速度的大小跟_成正比，跟_成反比，加速度的方向跟_的方向相同。 2表达式：_。 3适用范围： (1)牛顿第二定律只适用于_参考系，即相对地面_的参考系。 (2)牛顿第二定律只适用于_(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。,知识点1,牛顿第二定律,它受到的合外力,物体的质量,合外力,Fma,惯性,静止或做匀速直线运动,宏观物体,1定义：由_和导出单位一起组成了单位制。 2分类：(1)基本单位：_的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是_、_和_，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和_

2、。 (2)导出单位：由_量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。,知识点2,单位制,基本单位,基本量,质量,时间,长度,米(m),基本,1动力学的两类基本问题： 第一类：已知受力情况求物体的_； 第二类：已知运动情况求物体的_。 2解决两类基本问题的方法：以_为“桥梁”，由运动学公式和_列方程求解，具体逻辑关系如图：,知识点3,两类动力学问题,运动情况,受力情况,加速度,牛顿运动定律,思维诊断： (1)物体加速度的方向与所受合外力的方向可以不同。( ) (2)对静止在光滑水平面上的物体施加一水平力，当力刚开始作用瞬间，物体立即获得加速度。( ) (3)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用。

3、( ) (4)物体所受合外力变小，物体的速度一定变小。 ( ) (5)物体所受合外力大，其加速度就一定大。 ( ) (6)牛顿第二定律适用于一切运动情况。 ( ) (7)单位“牛顿”是基本单位。 ( ),1(2018湖北荆州一模)由牛顿第二定律知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用很小的力推很重的桌子时，却推不动，这是因为( ) A牛顿第二定律不适用于很重的物体 B桌子加速度很小，肉眼观察不到 C推力太小，速度增量也很小，肉眼观察不到 D桌子所受合力大小为零，没有加速度,D,解析 静止物体的加速度为零，合力为零，牛顿第二定律同样适用于静止的物体，故A错误；根据Fma可知，物体的

4、合力为零，加速度为零，而不是“加速度很小，肉眼观察不到”，故B错误；由于水平推力不大于桌子的最大静摩擦力，则推不动桌子，桌子的合力等于零，由牛顿第二定律可知，加速度等于零，故C错误，D正确。,2一根轻弹簧的下端挂一重物，上端用手牵引使重物向下做匀速直线运动，从手突然停止到重物下降到最低点的过程中，重物的加速度的数值将( ) A逐渐减小 B逐渐增大 C先减小后增大 D先增大再减小 解析 重物匀速运动过程，弹簧对重物的弹力与重力平衡，手突然停止运动后，重物由于惯性继续下降，弹簧伸长量变大，弹力变大，故重力与弹力的合力变大，根据牛顿第二定律，重物的加速度变大，故选项B正确，选项A、C、D错误。,B,

5、B,4某人以一定的初速度从P点竖直向上抛出一个小球，1s后小球运动到最高点，若小球运动时受到的空气阻力大小不变(不为零)，则又经过1s后( ) A小球恰好经过P点 B小球的位置在P点下方 C小球的位置在P点上方 D阻力大小不确定，无法判断小球的位置是在P点的上方还是下方,C,核心考点突破,牛顿第二定律的理解,考点一,(2018北京朝阳区一模)如图所示为建筑工地上一种塔吊吊篮，塔吊吊起重物，从地面由静止开始以a0.5m/s2的加速度竖直向上运动，然后匀速上升。吊篮与重物的总质量M500kg，四条钢索与竖直方向的夹角均为60，g取10m/s2。当吊篮加速上升时，每根钢索中的弹力大小为( )A125

6、0N B2520N C2625N D5250N 解析 对吊篮与重物整体进行受力分析，根据牛顿第二定律，有4Fcos60MgMa，解得F2625N，C正确。,例 1,C,(2018河北衡水月考)用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上，当升降机加速下降时，出现如图所示的情形。四位同学对此现象作出了分析与判断，其中可能正确的是( ) A升降机的加速度大于g，侧壁对篮球无挤压 B升降机的加速度小于g，侧壁对篮球有挤压 C升降机的加速度等于g，侧壁对篮球无挤压 D升降机的加速度等于g，侧壁对篮球有挤压,类题演练 1 ,C,解析 当升降机加速下降时，若加速度大于g，篮球不仅受重力、绳子的拉力作用，由于水平方向

7、上平衡，侧壁对篮球有弹力，即侧壁对篮球有挤压，A错误；当升降机加速下降，加速度小于g，不会出现题图所示的情况，篮球会位于悬点下方，B错误；当升降机加速下降时，若加速度等于g，则篮球在竖直方向上仅受重力，拉力为零，由于篮球在水平方向上平衡，可知侧壁对篮球无挤压，C正确，D错误。,两种模型 加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：,应用牛顿第二定律分析瞬时问题,考点二,(2018山西吕梁模拟)(多选)如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧

8、、轻杆均与斜面平行。则在突然撤去挡板的瞬间，下列说法正确的是( ) A图甲中A球的加速度为gsin B图甲中B球的加速度为2gsin C图乙中A、B两球的加速度均为gsin D图乙中轻杆的作用力一定不为零,例 2,BC,解析 设A、B球质量均为m，撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsin，因弹簧的弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板的瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsin，加速度为2gsin；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsin，加速度均为gsin，轻杆的作用力为零。B、C正确。,规律总结： 求解瞬时加速度问题时应抓住“两点” (1

9、)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变。,类题演练 2 ,C,动力学两类基本问题的解题思路,动力学两类基本问题,考点三,例 3,规律总结： 解决动力学两类基本问题应把握的关键 (1)两类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)两个桥梁加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。,类题演练 3 ,C,(1)明确常见图象的应用方法，如下表：,牛顿运动定律与图象结合问题,考点四,(2)图象类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律为纽带

10、，理解图象的类型，图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义。运用图象解决问题一般包含两个角度：用给定的图象解答问题；根据题意作图，用图象解答问题。在实际的应用中要建立物理情景与函数、图象的相互转换关系。,(2018湖南师大附中月考)如图所示，水平挡板A和竖直挡板B固定在斜面C上，一质量为m的光滑小球恰能与两挡板和斜面同时接触。挡板A、B和斜面C对小球的弹力大小分别为FA、FB和FC。现使斜面和小球一起在水平面上水平向左做加速度大小为a的匀加速直线运动。若FA和FB不会同时存在，斜面的倾角为，重力加速度为g，则下列图象中可能正确的是( ),例 4,B,方法技巧： 分解法在牛顿第二定律中的应

11、用 (1)分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则F合xma(沿加速度方向)，F合y0(垂直于加速度方向)。 (2)分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，再运用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单。,阶段培优微专题,等时圆模型 1模型的两种情况(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示； (2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到圆环上所用时间相等，如图乙所示。,(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示； (2)质点从竖直圆环上

12、最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到圆环上所用时间相等，如图乙所示。,2模型的分析思路,(2018合肥质检)如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P。设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为( ),例 5,B,答案 (1)匀加速直线运动。 (2)sAB2Rsin602rsin60 sCD2Rsin302rsin30,反思总结： 本题符合等时圆模型，可直接套结论解题。,(2018黑龙江大庆月考)如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、

13、CM三条光滑固定轨道，其中A、C两点处于同一个圆上，C是圆上任意一点，A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点，B点在y轴上且BMO60，O为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点，若所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC大小关系是( ) AtAtCtB BtAtCtB CtAtCtB D由于C点的位置不确定，无法比较时间大小关系,类题演练 4 ,B,2年高考模拟,1(2018全国卷，15)如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位

14、移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是( ),A,2(2017上海单科)如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态。忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做( )A曲线运动 B匀速直线运动 C匀加速直线运动 D变加速直线运动,C,解析 在悬线断裂前，小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态，故重力与电场力的合力与拉力等值反向。悬线断裂后，小球所受重力与电场力的合力大小、方向均不变，故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动，C正确。,3(2018广东深圳高级中学月考)如图所示，质量为15kg的物体A静止在竖直固定的轻弹簧上，质

15、量为0.5kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压。现突然将细线剪断，则剪断细线瞬间A、B间的作用力大小为(g取10m/s2)( ) A0 B2.5N C5N D3.75N,D,解析 剪断细线前，只有A对弹簧有作用力，所以剪断细线前弹簧的弹力F弹mAg15N，将细线剪断的瞬间，根据牛顿第二定律可得(mAmB)gF弹(mAmB)a，解得a2.5m/s2，隔离B，则有mBgFNmBa，代入数据解得FNmBgmBa3.75N，D正确。,4(2018河南南阳一中月考)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为的斜面。一辆长

16、12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos1，sin0.1，g10m/s2。求：,(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向； (2)制动坡床的长度。 答案 (1)5m/s2，方向沿制动坡度向下 (2)98m 解析 (1)设货物的质量为m，货物与车厢间的动摩擦因数0.4，货物在车厢内滑动过程中，受到的摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则 fmgsinma1 fmgcos 联立式并代入数据得a15m/s2 a1的方向沿制动坡床向下,