四川省昭觉中学高考物理第一轮复习课件 第三章 第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题 习题详解

2．解析：(1)设甲板的长度至少为 s0，则由运动学公式得－v02＝ v02 －2a0s0，故 s0＝ 2a0 代入数据可得 s0＝1 102.5 m。 (2)舰载机受力分析如图所示， 其中 T 为阻拦 索的张力， f 为空气和甲板对舰载机的阻力， 由牛顿第二定律得 2Tcos 53° ＋f－F＝ma1 舰载机仅受空气阻力和甲板阻力时 f＝ma0 联立可得 T＝5×105 N。 答案：(1)1 102.5 m (2)5×105 N
要点四 典例 1：解析：已知质点在外力作用下做直线运动，根据它的速度－时 间图像可知，在图中标出的 t1 时刻所在的过程中，质点的速度越来越 大，但斜率越来越小，说明质点做加速度越来越小的变加速直线运动， 因此 t1 时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同， 因此 A 选项正确； 在图中标出的 t2 时刻所在的过程中，质点在做匀减速直线运动，因此 质点所受合外力方向与速度方向相反，故 B 选项不正确；在图中标出 的 t3 时刻所在的过程中，质点在做反向的匀加速直线运动，所以 t3 时 刻质点所受合外力的方向与速度方向也相同，由此可知 C 选项正确； 同理 t4 时刻所在的过程中，质点在做反向变减速直线运动，因此合外 力的方向与速度的方向相反，故 D 选项错误。 答案：AC
第2节牛顿第二定律来自两类动力学问题宏观· 循图忆知 合力 低速 质量 导出 合力 千克 ma 受力情况 运动情况 宏观
微观· 易错判断 (1)√ (6)× (2)× (7)√ (3)× (4)√ (5)×
要点一 F 1．解析：根据牛顿第二定律 a＝m可知物体的加速度与速度无 关，所以 A 错；即使合力很小，也能使物体产生加速度， 所以 B 错；物体加速度的大小与物体所受的合力成正比， 所以 C 错；力和加速度为矢量，物体的加速度与质量成反 比，所以 D 正确。 答案：D
典例 2：解析：滑块沿斜面下滑过程中，受重力、支持力和滑动 摩擦力作用， 做匀减速直线运动， 故速度图像为向下倾斜的直线， C 项错；滑块加速度保持不变，D 项错；设滑块的加速度大小为 1 2 a，则滑块的位移 s＝v0t－ at ，st 图像为开口向下的抛物线，B 2 项对；设斜面倾角为 θ，滑块下降高度 h＝ssin θ，所以 ht 图像 也是开口向下的抛物线，A 项错。 答案：B
要点二 1．解析：在线被剪断瞬间，弹簧弹力不变，A 的加速度为零，B 所受合外 1 力等于(mA＋mB)gsin 30° ＝ (mA＋mB)g，由牛顿第二定律，B 球的加速 2 mA＋mB 度为 g，选项 D 正确。 2mB 答案：D
2．解析：在抽出木板的瞬时，物块 1、2 与刚性轻杆接触处的形变立即消 失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知 a1＝a2＝g； 而物块 3、4 间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块 3 向上 的弹力大小和对物块 4 向下的弹力大小仍为 mg，因此物块 3 满足 mg F＋Mg M＋m ＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块 4 满足 a4＝ M ＝ M g，所 以 C 对。 答案：C
F0＝ma0 F0 2 a0＝ m ＝ m/s2＝1 m/s2 2 当 t＝2 s 时，物体也有最大加速度 a2。 F2＝ma2 F2 － 2 a2＝ m ＝ m/s2＝－1 m/s2 2 负号表示加速度方向向左。 (3)由牛顿第二定律得： F合 a＝ m ＝1－t(m/s2) 画出 at 图像如图所示：
2
当加速度沿斜面向下时：mgsin 30° －Fcos 30° －μ(Fsin 30° ＋mgcos 30° )＝ma1 4 3 代入数据得：F＝ N。 7 答案：(1) 3 6 76 3 4 3 (2) N或 N 5 7
[针对训练] 1．解析：要想获得成功，瓶子滑到 B 点时速度恰好为 0，力作 用时间最短，滑到 C 点时速度恰好为 0，力作用时间最长。 设力作用时的加速度为 a1、 位移为 x1， 撤力时瓶子的速度为 v1， 撤力后瓶子的加速度为 a2、 位移为 x2， 则 F－μmg＝ma1 －μmg＝ma2 2a1x1＝v12 2a2x2＝－v12 L1－L2＜x1＋x2＜L1 由以上各式联立可解得：0.4 m＜x1＜0.5 m。 答案：0.4 m～0.5 m
要点三 典例：解析：(1)根据牛顿第二定律可得： mgsin 30° －μmgcos 30° ＝ma 3 解得：μ＝ 。 6 (2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动， 有加速度向上和向下两种可能。 当加速度 沿斜面向上时，Fcos 30° －mgsin 30° －μ(Fsin 30° ＋mgcos 30° )＝ma1，根据题 76 3 意可得 a1＝2 m/s ，代入数据得：F＝ N 5
2． 解析： 物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关， 故 C、D 正确，A、B 错误。 答案：CD
3．解析：物体从 A 到 O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合 力向右。随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由 牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度 同向，物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至 AO 间某点(设为 点 O′)时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度 为零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续 减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左。至 O 点时弹力减为零， 此后弹力向左且逐渐增大。 所以物体越过 O′点后， 合力(加速度) 方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，故物体做加速度 逐渐增大的减速运动。正确选项为 A。 答案：A
典例 3：解析：(1)当 t＝0.5 s 时，F2＝(2＋2×0.5)N＝3 N F2＝ma F1－F2 4－3 a＝ m ＝ m/s2＝0.5 m/s2。 2 (2)物体所受的合外力为 F 合＝F1－F2＝4－(2＋2t)＝2－2t(N) 作出 F 合t 图如图所示：
F1－
从图中可以看出，在 0～2 s 范围内当 t＝0 时，物体有最大加速 度 a0。