高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题课件 新人教版

即时应用 2．(2012· 皖南八校联考)某兴趣小组 为了体验电梯中的超重和失重现象， 电梯由1楼出发，上升至6楼停下，该 过程中兴趣小组利用压力传感器和笔 记本电脑作出了一个质量为1 kg的物 体
对传感器的压力与时间图象，如图 3－2－2所示，试求：(g取 9.8 m/s2)
图3－2－2
(1)该过程中电梯的最大速度；
(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求
解,通常先用表示物理量的符号运算,解
出所求物理量的表达式,然后将已知物
理量的数值及单位代入，通过运算求
结果．
3．应用牛顿第二定律的解题步骤 (1)明确研究对象．根据问题的需要和 解题的方便，选出被研究的物体． (2)分析物体的受力情况和运动情 况．画好受力分析图，明确物体的运 动性质和运动过程．
要点透析直击高考
一、对牛顿第二定律的理解
1．牛顿第二定律的“五性”
(1)矢量性：公式F＝ma是矢量式，任
一时刻，F与a总同向．
(2)瞬时性：a与F对应同一时刻，即a 为某时刻的加速度时，F为该时刻物体 所受的合外力． (3)因果性：F是产生加速度a的原因， 加速度a是F作用的结果．
(4)同一性：有三层意思：①加速度a
是相对同一个惯性系的(一般指地面);
②F＝ma中，F、m、a对应同一个物
体或同一个系统；③F＝ma中，各量
统一使用国际单位．
(5)独立性：①作用于物体上的每一个 力各自产生的加速度都满足F＝ma， ②物体的实际加速度等于每个力产生 的加速度的矢量和，③分力和加速度 在各个方向上的分量也满足F＝ma即 Fx＝max，Fy＝may.
正交分解法的应用
例2
如图3－2－5所示，质量为m的
人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a

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在求解瞬时性问题时应注意：
（1）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.
M g
）
B.a1=g,a2=g D.a1=g,a2=m M
M g
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【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：
【自主解答】选C.在抽出木板的瞬间，弹簧对木块1的支 持力和对木块2的压力并未改变.木块1受重力和支持力， mg=F,a1=0，木块2受重力和压力，根据牛顿第
由 得a=
v1 v 0
2
=2as
2
0 95
2 3
2s
275 m/s2 (2分)
负号表示加速度方向与列车运动方向相反
0 （2）设列车减速运动时间为t1 t1
（1分）
v
由s= 得t1=
2
s v0 / 2

9 .5 1 0 95 / 2
(3) 0～10 s内物体运动位移的大小.
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【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：
【自主解答】（1）设物体做匀减速运动的时间为Δt2，初
速度为v20，末速度为v2t，加速度为a2，则
a2 = v 2 t
v 2 0 =-2

)
A．kg、m/s、N是导出单位
B．kg、m、C是基本单位 C．在国际单位制中，时间的单位是s，属基本单位 D．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义 的
答案：C、D
突破疑难要点
分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物 体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速 度．此类问题应注意两种基本模型的建立． 1．刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力
1．已知物体的受力情况来确定物体的 运动 情况．解这类 题目，一般是应用牛顿运动定律求出物体的 加速度 ，再根据 物体的初始条件，应用运动学公式，求出物体的 运动 情况， 即求出物体在任意时刻的位置、速度、运动轨迹和时间． 2．已知物体的运动情况来求物体的 受力 情况．解这类题 目，一般是应用运动学公式求出物体的 加速度 ，再应用牛
[解析]
令小球处在离开斜面的临界状态(N 刚好为零)
时，斜面向左
的加速度为 a0，此时对小球进行受力分析，有 mgcot θ＝ma0 所以 a0＝gcot θ＝7.5 m/s2 因为 a＝10 m/s2>a0，所以小球离开斜面(如图所示)而向 左加速．
所以 T＝
ma2＋mg2≈2.83 N.
静止开始下落，该下落过程对应的vt图象如图所示．球与水 平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到 的空气阻力大小恒为f，取g＝10 m/s2，求：
(1)弹性球受到的空气阻力f的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.
解析：(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为 a1，由图知 Δv 4 a1＝ ＝ m/s2＝8 m/s2 Δt 0.5 ①
A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，

2．(2011·惠州一模)人们设计了如图所示的汽车安全带以 尽可能地减轻猛烈碰撞．假设某次急刹车时，由于安全带的作 用，使质量 70 kg 的乘员的加速度大小约为 6 m/s2，此时安全 带对乘员的作用力最接近( )
A.100 N
B.400 N
C.800 N
D.1000 N
【答案】B
2.速度大小变化与加速度的关系：当 a 与 v 同向时，v 增大；当 a 与 v 反向时，v 减小．而加速度大小由合力的大 小决定，所以要分析 v、a 的变化情况，必须先分析物体受 到的合力的变化情况．
图(a)所示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平方 向加速度速度 ax 和竖直方向加速度 ay，如图(b)所示，则 ax＝ acos θ，ay＝asin θ.
方法二：以人为研究对象，受力分析如图所示．因摩擦力 F 为待求，且必沿水平方向，设为水平向右．建立图示坐标， 并规定沿斜面向下为正方向．
•
考点二 动力学两类基本问题 动力学两类基本问题的分析流程图
解析 (1)设运动员受到绳向上的拉力为 F，由于跨过定滑 轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是 F.对运动员和 吊椅整体进行受力分析如右图所示，根据牛顿第二定律则有： 2F－m人＋m椅g＝m人＋m椅a，得 F＝440 N.
据力的作用是相互的，则运动员竖直向下拉绳的力 F′＝
440 N. (2)设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分
析如右图所示，则有：F＋FN－m 人 g＝m 人 a，得 FN＝275 N．据 力的作用是相互的，则运动员对吊椅的压力也为 275 N，方向 竖直向下．
考点一 对牛顿第二定律的理解
1．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容与公式：物体的加速度跟物体所受的合外力成正 比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，