高考物理一轮复习专题课件3 专题2 牛顿第二定律《两类动力学问题》

用心 爱心 专心 高一物理牛顿第二定律的应用——解决动力学的两类基本问题人教实验版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

牛顿第二定律的应用——解决动力学的两类基本问题

知识要点：

1. 进一步学习分析物体的受力情况，达到能结合物体的运动情况进行受力分析。

2. 掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

重点、难点解析：

（一）牛顿第一定律内容：物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（二）牛顿第三定律

1. 内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

2. 理解作用力与反作用力的关系时，要注意以下几点：

（1）作用力与反作用力同时产生，同时消失，同时变化，无先后之分。

（2）作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上（与物体的大小，形状，运动状态均无关系。）

（3）作用力与反作用力分别作用在受力物体和施力物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力与反作用力产生的效果不能抵消。（作用力与反作用力能否求和？）

（4）作用力与反作用力一定是同种性质的力。（平衡力的性质呢？）

（三）牛顿第二定律

1、内容：物体的加速度与物体所受合外力成正比，跟物体质量成反比，加速度方向跟合外力的方向相同。

2、数学表达式：F合＝ma

3、关于牛顿第二定律的理解：

（1）同体性：F m a是对同一物体而言的

（2）矢量性：物体加速度方向与所受合外力方向一致

（3）瞬时性：物体的加速度与所受合外力具有瞬时对应关系

牛顿第二定律的应用

（一）在共点力作用下物体的平衡

1：平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态，称物体处于平衡状态。

2：平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是：F合＝0。 用心 爱心 专心 即F合= 或 Fx合=

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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

第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题

知识点一| 牛顿第二定律、单位制

1．牛顿第二定律

(1)内容

物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比。加速度的方向与作用力的方向相同。

(2)表达式a＝Fm或F＝ma。

(3)适用范围

①只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。

②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

2．单位制

(1)单位制由基本单位和导出单位组成。

(2)基本单位

基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米。

(3)导出单位

由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。

[判断正误]

(1)牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用。(×)

(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。(×)

(3)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。(√)

考法1 牛顿第二定律的理解

1．根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是( )

A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比

D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

D [由牛顿第二定律a＝Fm可知，物体加速度的大小跟它的质量成反比，跟速度没有直接关系，A错误；物体所受合外力不为0时就产生加速度，B错误；物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，与所受作用力中的任一个力没有必然关系，C错误；加速度是矢量，在某一个方向上的加速度，与这个方向上的合外力成正比，与其质量成反比，D正确。]

2.(2016·上海高考)如图所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的( )

1 牛顿第二定律 两类动力学问题

一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题)

1．(2016·江西省师大附中)如图所示，位于竖直平面内的一长木板斜靠在竖直墙上的A点，其与水平面的夹角为53°；另一同样材料的长木板斜靠在竖直墙上的B点，其与水平面的夹角为45°；两长木板底端都在C点处。若将一小球从A点由静止释放，小球运动到C点历时为t；将同一小球从B点由静止释放，小球运动到C点历时也为t，则小球与长木板间的动摩擦因数为(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)导学号 05800321( )

A.17 B.314

C.328 D.528

答案：A

解析：设长木板与水平面间的夹角为α，根据牛顿第二定律分析可知，小球在长木板上的加速度大小为a＝gsinα－μgcosα，设竖直墙壁到C点的距离为L，则长木板长度为Lcosα＝12at2，联立以上两式可得(sinα－μcosα)cosα＝2Lt2，根据题意，(sin53°－μcos53°)cos53°＝(sin45°－μcos45°)cos45°，解得μ＝17，选项A正确。

2．乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)。则导学号 05800322( )

A．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上

B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下

C．小物块受到的滑动摩擦力为12mg＋ma

D．小物块受到的静摩擦力为ma 答案：A

解析：小物块相对斜面静止，因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加速度 2 a上行，小物块的加速度也为a，以物块为研究对象，则有Ff－mgsin30°＝ma，Ff＝12mg＋ma，方向平行斜面向上，故A正确，B、C、D均错误。

3.(2015·江西南昌)如图所示，ad、bd、cd是竖直面内的三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周上最高点，d点为圆周上最低点。每根杆上都套有一个小圆环，三个圆环分别从a、b、c处由静止释放，用t1、t2、t3依次表示各环到达d点所用的时间，则导学号 05800323( )