高考物理一轮复习 3.2 牛顿第二定律 动力学两类基本问题课件 沪科版

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专题一 第二讲

一、选择题(1～6题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确)

1．(2014·石家庄模拟)2014年2月15日凌晨，在索契冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，中国选手徐梦桃以83.50分夺得银牌。比塞场地可简化为由如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆坡、减速区等组成。若将运动员看做质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是(

)

A．运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态

B．运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态

C．运动员在跳离弧形过渡区至着陆之前的过程中处于完全失重状态

D．运动员在减速区减速过程中处于失重状态

[答案] C

[解析] 本题考查超重、失重，意在考查考生对如何判断超重、失重的能力。

运动员在助滑区加速下滑时竖直方向的分加速度方向向上，处于失重状态，A项错误；运动员在弧形过渡区竖直方向的分加速度方向向上，处于超重状态，B项错误；运动员在跳离弧形过渡区至着陆之前的过程中只受重力，处于完全失重状态，C项正确；运动员在减速区减速过程中处于超重状态，D项错误。

2．(2014·北京理综)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( )

A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

[答案] D

[解析] 本题考查超失重现象。要明确加速度向上时，处于超重状态，物体加速度向下时，处于失重状态，手托物体抛出过程，必有一段加速度过程，其后可能减速可能匀速。匀速运动时，不超重也不失重，减速运动时，处于失重状态。A、B错，当物体离开手的瞬间，只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，C错。手和物体分离之间速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，所以D对．本题难度不大，但是不对过程进行 中 国 教 育 培 训 领 军 品 牌

1 12(1)、牛顿第二定律

【学习目标】

1、理解牛顿第二定律的内容、数学表达式及物理意义；

2、掌握应用牛顿第二定律解题的基本思路和基本方法.

【学习内容】

一、牛顿第二定律

1、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的 成正比，跟物体的 成反比，加速度的方向跟 的方向相同。其的数学表达式为 ；它反映了加速度与

和

的关系。

例1、自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的加速度和速度的变化情况是怎样的？

2、牛顿第二定律的特点。

同体性：牛顿第二定律中的a与F、m必须是同一物体，无论研究对象是一个物体还是一个系统。

矢量性：牛顿第二定律不仅反映了a与F、m的数量关系，还反映了a和F的方向关系，即加速度a的方向跟合外力F的方向总是

的。

瞬时性：F=ma反映了a与F的瞬时关系。当物体受到合外力F时，物体同时产生了加速度a，当合外力F变化时，a将同时变化，F消失时，a将同时消失。

例2、如图所示,A、B两环分别套在间距为1m的光滑细杆上，A和B的质量比mA：mB=1：3，用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连，在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F，当两环都沿杆以相同的加速度a运动时，弹簧与杆夹角为53°（cos53°=0.6）.

(1)弹簧的劲度系数为多少？（2）若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，A的加速度为a'，B的加速度a''分别是多少？

二、牛顿第二定律解题的常用处理方法

1、按研究对象受力情况分：

①力的合成法：当物体只受两个互成角度的力作用而做加速运动时，可利用平行四边形法则很方便求出合力，由牛顿第二定律可知合力与加速度的方向总是一致的，解题时已知或判知加速度方向，就可知合力方向，反之亦然。

例3、质量为M的碗形物体，内径为R，放置在光滑水平面上，内有一质量为m的光滑小球，现在水平外力F作用下沿水平方向运动。当小球跟碗形物相对静止时，球离碗口的距离是多少？

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力学复习六

第三章 运动和力

一、牛顿第二定律应用

[例题1]如图3-13甲所示，一条轻弹簧和一根细线共同拉一个质量为m的小球，平衡时细线是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为α.

(1)若突然剪断细线，则在刚剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为 ，方向与竖直方向的夹角等于 ；(2)若上述弹簧换成钢丝，则在刚剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为 ，方向与竖直方向的夹角等于 .

[析与解]此题描述小球有两上状态：①剪断细线前的平衡状态；②剪断细线后的加速状态，对两状态分别进行分析。

(1)剪断细线前，小球受重力mg、弹簧的弹力F1和细线的拉力T1三个力作用而处于平衡状态（如图乙），即mg与F1的合力是水平方向向右的（与绳拉力反向）。大小是T1=mgtgα；刚剪断细线的瞬间，弹簧的形变因小球静止的惯性而不能马上改变，故F1仍保持原数值，因mg与F1皆未变化，所以小球此时的加速度大小为a1=T1/m=tgα，方向水平向右，即与竖直方向的夹角等于90°。

(2)若把弹簧换成钢丝，则在刚剪断细线的瞬间，钢丝的弹力已很快发生变化（钢丝形变量极小，一般可认为不伸长，这与弹簧不同），因此，重力mg与钢丝弹力F2的合力就肯定不是水平向右了，这时的合力方向怎样确定呢？

应作这样的思考：细线剪断后小球作圆周运动，此刻可视为圆周运动的开始，线速度为零，小球此时的受力如图丙所示，沿向心方向和切线方向建立直解坐标系，在向心方向小球的加速度可由圆周运动的知识求得：ay=v2/R=0(∵此刻v=0)，在切线方向小球的加速度可由牛顿第二定律注得：mgsinα=max，ax=gsinα

故引时小球的加速度大小为gsinα，方向与竖直方向的夹角等于90°-α。

[注意]一般产生弹力的物体可分为两类：一类是两端连有物体的弹簧（或橡皮绳等），它的形变因两端物体的惯笥而需时较长，在很短的时间内形变量可认为是不变的；另一类是钢丝（或细线等），属于刚体，它的形变过程需时极短，在极短的时间内弹力能发生很大的变化。所以遇到研究弹力变化的问题，先要研究对象等效成弹簧或刚体模型，然后再进行分析计算。

- 1 - 牛顿运动定律及其应用

A组

(45分钟 100分)

一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。多选题已在题号后标出)

1.(多选)(2013·潍坊一模)在下列运动过程中,人处于失重状态的是( )

A.小朋友沿滑梯加速滑下

B.乘客坐在沿平直路面减速行驶的汽车内

C.宇航员随飞船绕地球做圆周运动

D.运动员离开跳板后向上运动

2.放在水平面上的一物体重45 kg,现用90 N的水平推力推该物体,此时物体的加速度为1.8 m/s2。当物体运动后,撤掉水平推力,此时该物体的加速度大小

为( )

A.1.8 m/s2 B.0.2 m/s2

C.2 m/s2 D.2.8 m/s2

3.如图所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动。已知F1>F2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为(

)

A. B.

C. D.

4.(2013·南充二模)在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,后撤去拉力。该物体运动的v-t图像如图所示,g取10m/s2,下列说法正确的是( )

A.物体的最大位移是40 m

B.物体受到的拉力F的大小为2.4N

C.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2

D.前12 s内,拉力与阻力做功的代数和为8 J

5.(多选)(2013·滨州一模)2012年8月3日中国选手董栋在伦敦奥运会夺得男子蹦床金牌,忽略空气阻力,

- 2 - 下面关于蹦床运动的说法中正确的是( )

A.运动员下落到刚接触蹦床时,速度最大

B.运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力

C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的加速度先减小后增大

D.在下落过程中,重力对运动员所做的功等于其重力势能的减小量

6.(2013·莆田二模)如图所示,一根轻质弹簧上端是固定的,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止,然后松手,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松手时盘对物体的支持力等于( )