第3章+第2讲+牛顿第二定律
15第3章 第2讲 应用牛顿第二定律处理“四类”问题
第2讲应用牛顿第二定律处理“四类”问题一、瞬时问题1.牛顿第二定律的表达式为:F合=ma,加速度由物体所受决定,加速度的方向与物体所受的方向一致.当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的不能发生突变.2.轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别:(1)轻绳和轻杆:剪断轻绳或轻杆断开后,原有的弹力将.(2)轻弹簧和橡皮条:当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时,轻弹簧或橡皮条的弹力.自测1如图1,A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是()图1A.1.5g,1.5g,0B.g,2g,0C.g,g,gD.g,g,0二、超重和失重1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力) 的现象称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.4.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.自测2关于超重和失重的下列说法中,正确的是()A.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用C.物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态D.物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化三、动力学图象1.类型(1)已知图象分析运动和情况;(2)已知运动和受力情况分析图象的形状.2.用到的相关知识通常要先对物体受力分析求合力,再根据求加速度,然后结合运动学公式分析.自测3(2016·海南单科·5)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度—时间图线如图2所示.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5 s,5~10 s,10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3,则()图2A.F1<F2B.F2>F3C.F1>F3D.F1=F3命题点一超重与失重现象1.对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.(2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失.(3)尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.(4)尽管整体没有竖直方向的加速度,但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度,整体也会出现超重或失重现象.2.判断超重和失重的方法从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重②物体向下加速或向上减速时,失重例1(2018·四川省乐山市第二次调研)图3甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图,中间的O表示人的重心.图乙是根据传感器采集到的数据画出的F-t图线,两图中a~g各点均对应,其中有几个点在图甲中没有画出.取重力加速度g=10 m/s2,根据图象分析可知()图3A.人的重力为1 500 NB.c点位置人处于失重状态C.e点位置人处于超重状态D.d点的加速度小于f点的加速度变式1广州塔,昵称小蛮腰,总高度达600米,游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台.若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t 图象如图4所示.则下列相关说法正确的是()图4A.t=4.5 s时,电梯处于失重状态B.5~55 s时间内,绳索拉力最小C.t=59.5 s时,电梯处于超重状态D.t=60 s时,电梯速度恰好为零变式2(2018·广东省深圳市三校模拟)如图5,将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个箱子中,上顶板和下底板装有压力传感器.当箱子随电梯以a=4.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为4.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N.取g=10 m/s2,若下底板示数不变,上顶板示数是下底板示数的一半,则电梯的运动状态可能是()图5A.匀加速上升,a=5 m/s2 B.匀加速下降,a=5 m/s2C.匀速上升D.静止状态命题点二瞬时问题的两类模型1.两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:2.解题思路分析瞬时变化前后物体的受力情况⇒列牛顿第二定律方程⇒求瞬时加速度3.两个易混问题(1)如图6甲、乙中小球m1、m2原来均静止,现如果均从图中A处剪断,则图甲中的轻质弹簧和图乙中的下段绳子的拉力将如何变化呢?(2)由(1)的分析可以得出什么结论?(2)绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变.图6例2(2019·河北省衡水中学第一次调研)如图7所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60°,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端.开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()图7A.a A=a B=g B.a A=2g,a B=0C.a A=3g,a B=0 D.a A=23g,a B=0例3(多选)如图8所示,倾角为θ的斜面静置于地面上,斜面上表面光滑,A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接.弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,现突然剪断细线.下列判断正确的是()图8A.细线被剪断的瞬间,A、B、C三个小球的加速度均为零B.细线被剪断的瞬间,A、B之间杆的弹力大小为零C.细线被剪断的瞬间,A、B球的加速度沿斜面向上,大小为g sin θD.细线被剪断的瞬间,A、B之间杆的弹力大小为4mg sin θ变式3(2018·山西省吕梁市第一次模拟)如图9所示,A球质量为B球质量的3倍,光滑固定斜面的倾角为θ,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、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间有()图9A.图甲中A球的加速度为g sin θB.图甲中B球的加速度为2g sin θC.图乙中A、B两球的加速度均为g sin θD.图乙中轻杆的作用力一定不为零命题点三动力学图象问题1.常见的动力学图象v-t图象、a-t图象、F-t图象、F-a图象等.2.图象问题的类型(1)已知物体受的力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况.(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况.(3)由已知条件确定某物理量的变化图象.3.解题策略(1)分清图象的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图象所反映的物理过程,会分析临界点.(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等.(3)明确能从图象中获得哪些信息:把图象与具体的题意、情景结合起来,应用物理规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.例4(2018·广东省湛江市第二次模拟)如图10甲所示,在光滑水平面上,静止放置一质量为M的足够长木板,质量为m的小滑块(可视为质点)放在长木板上.长木板受到水平拉力F 与加速度的关系如图乙所示,重力加速度大小g取10 m/s2,下列说法正确的是()图10A.长木板的质量M=2 kgB.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4C.当F=14 N时,长木板的加速度大小为3 m/s2D.当F增大时,小滑块的加速度一定增大变式4(多选)(2019·福建省三明市质检)水平地面上质量为1 kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用,F1、F2随时间的变化如图11所示,已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,取g=10 m/s2,则(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图11A.物块与地面的动摩擦因数为0.2B.3 s末物块受到的摩擦力大小为3 NC.4 s末物块受到的摩擦力大小为1 ND.5 s末物块的加速度大小为3 m/s2变式5(2018·安徽省池州市上学期期末)如图12所示为质量m=75 kg的滑雪运动员在倾角θ=37°的直滑道上由静止开始向下滑行的v-t图象,图中的OA直线是t=0时刻速度图线的切线,速度图线末段BC平行于时间轴,运动员与滑道间的动摩擦因数为μ,所受空气阻力与速度成正比,比例系数为k.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则()图12A.滑雪运动员开始时做加速度增大的加速直线运动,最后做匀速运动B.t=0时刻运动员的加速度大小为2 m/s2C.动摩擦因数μ为0.25D.比例系数k为15 kg/s命题点四动力学中的连接体问题1.连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)轻绳连接体(4)轻杆连接体2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等.轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比.轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等.3.处理连接体问题的方法整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度或其他未知量隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内两物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”例5(多选)(2018·广东省湛江市第二次模拟)如图13所示,a、b、c 为三个质量均为m的物块,物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c放在b上.现用水平拉力作用于a,使三个物块一起水平向右匀速运动.各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g.下列说法正确的是()图13A.该水平拉力大于轻绳的弹力B.物块c受到的摩擦力大小为μmgC.当该水平拉力增大为原来的1.5倍时,物块c受到的摩擦力大小为0.5μmgD.剪断轻绳后,在物块b向右运动的过程中,物块c受到的摩擦力大小为μmg变式6(多选)(2019·河南省郑州市质检)如图14所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m 和M的物块A、B用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ,当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时,弹簧的伸长量为x1;当用同样大小的恒力F沿着倾角为θ的光滑斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时,弹簧的伸长量为x2,则下列说法中正确的是()图14A.若m>M,有x1=x2B.若m<M,有x1=x2C.若μ>sin θ,有x1>x2D.若μ<sin θ,有x1<x2变式7(多选)如图15所示,倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑.支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后,悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ,斜面体始终保持静止,则下列说法正确的是()图15A.斜面光滑B.斜面粗糙C.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向左D.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向右1.(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图1所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()图1A.t=2 s时最大B.t=2 s时最小C.t=8.5 s时最大D.t=8.5 s时最小2.(2018·湖北省黄冈市质检)如图2所示,电视剧拍摄时,要制造雨中场景,剧组工作人员用消防水枪向天空喷出水龙,降落时就成了一场“雨”.若忽略空气阻力,以下分析正确的是()图2A.水枪喷出的水在上升时超重B.水枪喷出的水在下降时超重C.水枪喷出的水在最高点时,速度方向斜向下D.水滴在下落时,越接近地面,速度方向越接近竖直方向3.(2019·广东省东莞市调研)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图3所示.当此车匀减速上坡时,乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )图3A .处于超重状态B .不受摩擦力的作用C .受到向后(水平向左)的摩擦力作用D .所受合力竖直向上4.(2019·安徽省淮北市质检)如图4甲所示,在光滑的水平面上,物体A 在水平方向的外力F 作用下做直线运动,其v -t 图象如图乙所示,规定向右为正方向.下列判断正确的是( )图4A .在3 s 末,物体处于出发点右方B .在1~2 s 内,物体正向左运动,且速度大小在减小C .在1~3 s 内,物体的加速度方向先向右后向左D .在0~1 s 内,外力F 不断增大5.如图5所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m 0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速度大小为g ,则有( )图5A .a 1=a 2=a 3=a 4=0B .a 1=a 2=a 3=a 4=gC .a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +m 0m 0g D .a 1=g ,a 2=m +m 0m 0g ,a 3=0,a 4=m +m 0m 0g6.(2018·福建省四地六校月考)如图6所示,A 、B 两物块质量均为m ,用一轻弹簧相连,将A 用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,系统处于静止状态,B 物块恰好与水平桌面接触,此时轻弹簧的伸长量为x ,现将悬绳剪断,则( )图6A .悬绳剪断瞬间A 物块的加速度大小为gB .悬绳剪断瞬间B 物块的加速度大小为gC .悬绳剪断后A 物块向下运动距离2x 时速度最大D .悬绳剪断后A 物块向下运动距离x 时加速度最小7.(多选)(2018·河北省张家口市上学期期末)质量为2m 的物块A 和质量为m 的物块B 相互接触放在水平地面上,如图7所示,若对A 施加水平推力F ,两物块沿水平方向做匀加速运动,关于A 对B 的作用力,下列说法中正确的是( )图7A .若水平地面光滑,物块A 对B 的作用力大小为FB .若水平地面光滑,物块A 对B 的作用力大小为F 3C .若物块A 与地面间无摩擦,B 与地面间的动摩擦因数为μ,则物块A 对B 的作用力大小为μmgD .若物块A 与地面间无摩擦,B 与地面间的动摩擦因数为μ,则物块A 对B 的作用力大小为F +2μmg 38.(2018·河南省鹤壁市第二次段考)如图8所示,表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上,质量相等的A 、B 两物体用一轻质弹簧连接着,B 的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上,斜面的倾角为30°,当升降机突然处于完全失重状态时,则此瞬间A 、B 两物体的瞬时加速度大小分别为(重力加速度为g )( )图8A.12g 、g B .g 、12g C.32g 、0 D.32g 、g 9.(2018·江西省临川二中第五次训练)如图9甲所示,用一水平外力F 推物体,使其静止在倾角为θ的光滑斜面上.逐渐增大F ,物体开始做变加速运动,其加速度a 随F 变化的图象如图乙所示.取g =10 m/s 2.根据图中所提供的信息不能计算出的是( )图9A .物体的质量B .斜面的倾角C .使物体静止在斜面上时水平外力F 的大小D .加速度为6 m/s 2时物体的速度10.(多选)(2018·内蒙古赤峰二中月考)如图10甲所示,物块的质量m =1 kg ,初速度v 0=10 m /s ,在一水平向左的恒力F 作用下从O 点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F 突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g =10 m/s 2.下列选项中正确的是( )图10A .2秒末~3秒末内物块做匀减速运动B .在t =1 s 时刻,恒力F 反向C .物块与水平面间的动摩擦因数为0.3D .恒力F 大小为10 N11.(2018·广东省深圳市高级中学月考)如图11所示,A 、B 两滑环分别套在间距为1 m 的光滑细杆上,A 和B 的质量之比为1∶3,用一自然长度为1 m 的轻弹簧将两环相连,在A 环上作用一沿杆方向的、大小为20 N 的拉力F ,当两环都沿杆以相同的加速度a 1运动时,弹簧与杆夹角为53°,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:图11(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a2,则a1∶a2为多少?12.(2018·四川省攀枝花市第二次统考)如图12所示,质量m1=500 g的木板A静止放在水平平台上,木板的右端放一质量m2=200 g的小物块B.轻质细线一端与长木板连接,另一端通过定滑轮与物块C连接,长木板与滑轮间的细线水平.现将物块C的质量由0逐渐增加,当C的质量增加到70 g时,A、B恰好开始一起匀速运动;当C的质量增加到400 g时,A、B 开始发生相对滑动.已知平台足够长、足够高,接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑轮质量及摩擦不计.求木板与平台间、木板与物块B间的动摩擦因数.图12。
第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用练案[8]
练案[8] 第2讲牛顿第二定律的基本应用一、选择题(本题共10小题,1~7题为单选,8~10题为多选)1.(2023·江苏南通高三阶段练习)一辆肇事汽车在无监控的道路上紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。
警察到现场后测出路面上车轮磨痕的长度,在不破坏现场的前提下,为了估测汽车刹车时速度的大小,还需( A ) A.根据车胎与路面材料查找动摩擦因数数值B.测量汽车的质量C.测量刹车过程的时间D.测量刹车过程的平均速度[解析]汽车在紧急刹车后停下来,汽车做匀减速直线运动,由v2=2ax,又=μg,解得v=2μgx。
测出路面上车轮磨痕的长度x,由牛顿第二定律得a=μmgm再根据车胎与路面材料查找动摩擦因数数值μ,即可估测汽车刹车时速度的大小,与汽车的质量无关。
故A正确,B错误;由于无监控,所以刹车时间无法测量,刹车过程的平均速度也无法计算,故CD错误。
2.(2023·山东枣庄模拟预测)如图所示为商场安装的智能化台阶式自动扶梯,为节约能源,在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度斜向上匀速运行,当有乘客乘行时,自动扶梯先以加速度a加速运行,再匀速运行。
若人的质量为m,扶梯与水平面的夹角为θ,全过程中乘客与扶梯始终相对静止,下列说法正确的是( A )A.加速运行时,乘客处于超重状态B.加速运行时,乘客对扶梯的作用力竖直向下C.加速运行时,乘客所受摩擦力大小为ma sin θD.匀速运行时,乘客所受摩擦力与速度方向相同[解析]加速向上运行时,乘客竖直方向有向上的加速度,处于超重状态,A正确;加速运行时,乘客所受合外力斜向上,为乘客的重力和扶梯对乘客的作用力的合力,由力的合成可知,扶梯对乘客的作用力斜向上,则乘客对扶梯的作用力斜向下,B错误;对乘客受力分析,将加速度a分解到水平方向和竖直方向上,由牛顿第二定律有F f=ma cos θ,C错误;匀速运行时,由于接触面水平,乘客不受摩擦力,D错误。
第三章-动量守恒定律
cos d
R
2、求半径为 R 、顶角为 2 的均匀扇形薄板的质
心?
习题3-8
3、求质量均匀分布的半球体的质心?
解:
建立坐标系
计算 C z
dz z
由对称性可知,质心在 z 轴上 根据质心定义式 zC
设球体的体密度为
zdm dm
dm ( R 2 z 2 )dz
v10 v1 v2 v20 v10 v20 v2 v1
碰前相互接近的速度 = 碰后相互离开的速度
m1 m2 时 v1 v20 , v2 v10 m1 m2 2m1 v v , v v10 v20 0 时 1 10 2 m1 m2 m1 m2
根据质点动量定理:
t I Fdt p p0 mv mv0 0 mv0
根据平均冲力定义: F I mv0 t t m(v0 ) mv0 F t t
根据质点动能定理: mgh 1 mv 2 0
F
h
mg
m 2 gh F 3.1105 N t
2
v0 2 gh
方向向上
§ 3-2 质点系动量定理和质心运动定理
一、质点系动量定理
1、两个质点构成的质点系
研究对象 受力分析 内力:
F2
f12
2
f 21
F1
1
外力:
运动特点
t0 :
t:
分别对 应用质点动量定理
i
动量守恒定律
当外力矢量和为零时,质点系的总动量保持不变。
说明
分量守恒
2023新考案一轮复习 第三章第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
2023新考案一轮复习第三章第2讲牛顿第二定律两类动力学问题一、多选题1.关于牛顿第二定律,下列说法正确的是()A.加速度与合力的关系是瞬时对应关系,即〃与尸同时产生、同时变化、同时消失B.加速度的方向总是与合外力的方向相同C.同一物体的运动速度变化越大,受到的合外力也越大D.物体的质量与它所受的合外力成正比与它的加速度成反比二、单选题2.在国际单位制(简称SI)中,力学的基本单位有:m (米)、kg (千克)、 s (秒)。
导出单位J (焦耳)用上述基本单位可表示为()A. kg ∙ m ∙ s 1B. kg ∙ m' ∙ s 1C. kg ∙ m ∙ s 2D. kg ∙ m2∙s ’3.如图所示,在里约奥运会男子跳高决赛中,加拿大运动员德劳因突出重围, 以2米38的成绩夺冠,则()A.德劳因在最高点处于平衡状态B.德劳因起跳以后在上升过程中处于失重状态C.德劳因起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力D.德劳因在下降过程中处于超重状态4.某同学自主设计了墙壁清洁机器人的模型,利用4个吸盘吸附在接触面上,通过吸盘的交替伸缩吸附,在竖直表面上行走并完成清洁任务,如图所示。
假设这个机器人在竖直玻璃墙面上由A点沿直线“爬行”到右上方B点,设墙面对吸盘摩擦力的合力为E 下列分析正确的是( )则F 的方向可能沿A3方向 则尸的方向一定竖直向上则尸的方向可能沿AB 方向 则尸的方向一定竖直向上5 .图1所示的长江索道被誉为“万里长江第一条空中走廊”。
索道简化示意图如图2所示,索道倾角为30° ,质量为机的车厢通过悬臂固定悬挂在承载索 上,在牵引索的牵引下一起斜向上运动。
若测试运行过程中悬臂和车厢始终处 于竖直方向,缆车开始以加速度〃尸IOm/s,向上加速,最后以加速度@=10m/s2 向上减速,重力加速度大小g=10m∕T,则向上加速阶段和向上减速阶段悬臂对 车厢的作用力之比为( )三、多选题6 .京张高铁是北京冬奥会的重要配套工程,其开通运营标志着冬奥会配套建设 取得了新进展。
2025届高考物理一轮复习资料第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律的基本应用
第2讲牛顿第二定律的基本应用学习目标 1.会用牛顿第二定律分析计算物体的瞬时加速度。
2.掌握动力学两类基本问题的求解方法。
3.知道超重和失重现象,并会对相关的实际问题进行分析。
1.2.3.4.1.思考判断(1)已知物体受力情况,求解运动学物理量时,应先根据牛顿第二定律求解加速度。
(√)(2)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定。
(×)(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。
(×)(4)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于物体的重力。
(×)(5)加速上升的物体处于超重状态。
(√)(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。
(√)(7)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。
(×)2.(2023·江苏卷,1)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。
电梯加速上升的时段是()A.从20.0 s到30.0 sB.从30.0 s到40.0 sC.从40.0 s到50.0 sD.从50.0 s到60.0 s答案A考点一瞬时问题的两类模型两类模型例1 (多选)(2024·湖南邵阳模拟)如图1所示,两小球1和2之间用轻弹簧B相连,弹簧B与水平方向的夹角为30°,小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上,绳A与竖直方向的夹角为30°,小球2的右边用轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。
两小球均处于静止状态。
已知重力加速度为g,则()图1A.球1和球2的质量之比为1∶2B.球1和球2的质量之比为2∶1C.在轻绳A突然断裂的瞬间,球1的加速度大小为3gD.在轻绳A突然断裂的瞬间,球2的加速度大小为2g答案BC解析对小球1、2受力分析如图甲、乙所示,根据平衡条件可得F B=m1g,F B sin30°=m2g,所以m1m2=21,故A错误,B正确;在轻绳A突然断裂的瞬间,弹簧弹力未来得及变化,球2的加速度大小为0,弹簧弹力F B=m1g,对球1,由牛顿第二定律有F合=2m1g cos 30°=m1a,解得a=3g,故C正确,D错误。
【恒心】50天高考物理夯实基础-第3章 第2讲
D.2 m/s2,水平向右
图3-2-1
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解析 对物体受力分析可知 F 合=F+Ff,Ff=μmg,所以 F合 40 F 合=20 N+0.2×10×10 N=40 N,所以 a= m = m/s2 10 =4 m/s2,方向水平向右.选项 B 正确.
单位制
(考纲要求 Ⅰ)
基本单位 和导出单位共同组成. 1.力学单位制:单位制由__________ 千克 2 . 力学中的基本单位: 力学单位制中的基本单位有 _____ (kg) 、米(m)和秒(s). ____ N 、_____ 3.导出单位:导出单位有_____ m/s 、_____ m/s2 等.
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3.(多选)关于单位制,下列说法中正确的是
(
).
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,时间的基本单位是s D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义 的
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5.(单选)如图3-2-1所示,质量m=10 kg的物体在水平面 上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2 ,与此
同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物
体产生的加速度是(g取10 m/s2) A.0 B.4 m/s2,水平向右 C.2 m/s2,水平向左 ( ).
=1 s,速度大小变为4 m/s,则这个力的大小可能是
( A.2 N C.6 N 解析 B.4 N D.8 N ).
物体的加速度可能是2 m/s2,也可能是6 m/s2,根
第三章:牛顿运动定律(3.2_牛顿第二定律、两类动力学问题)讲解
2012年物理一轮精品复习学案:第2节 牛顿第二定律、两类动力学问题【考纲知识梳理】一、牛顿第二定律1、内容:牛顿通过大量定量实验研究总结出: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,加速度的方向和合外力的方向相同。
这就是牛顿第二定律。
2、其数学表达式为:m Fa =ma F =牛顿第二定律分量式:⎩⎨⎧==yy x x ma F ma F用动量表述:t PF ∆=合3、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理微观粒子高速运动问题; 二、两类动力学问题1.由受力情况判断物体的运动状态;2.由运动情况判断的受力情况 三、单位制1、单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(1)基本单位:所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位: 长度一cm 、m 、km 等; 质量一g 、kg 等; 时间—s 、min 、h 等。
(2)导出单位:根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。
2、由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制,如历史上力学中出现了厘米·克·秒制和米·千克·秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺·秒·磅制等。
【要点名师精解】一、对牛顿第二定律的理解1、牛顿第二定律的“四性”(1)瞬时性:对于一个质量一定的物体来说,它在某一时刻加速度的大小和方向,只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定.当它受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义.例如,物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止,这说明物体受到的合外力为零.若突然撤去力F2,而力F1保持不变,则物体将沿力F1的方向加速运动.这说明,在撤去力F2后的瞬时,物体获得了沿力F1方向的加速度a1.撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1,而同时发生的是物体的加速度由零变为a1.所以,物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的.(2)矢量性(加速度的方向与合外力方向相同);合外力F是使物体产生加速度a的原因,反之,a是F产生的结果,故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致,反之亦然。
第3章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用
定律,推力 F=ma=1.5×106 N,故 C 正确,ABD 错误。
第三章 牛顿运动定律
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考点一 应用牛顿第二定律分析瞬时问题 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:
第三章 牛顿运动定律
A.仅剪断细绳的瞬间。小球的加速度a=g,方向竖直向上 B.仅剪断与小球连接端的轻弹簧的瞬间,小球的加速度a= gtanθ,方向水平向右 C.仅剪断细绳的瞬间,小球的加速度a=gtanθ,方向水平向左 D.仅剪断与小球连接端的轻弹簧的瞬间,小球的加速度a=g,方 向竖直向下
第三章 牛顿运动定律
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第三章 牛顿运动定律
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2.易错、易混点拨 (1)超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不 是重力完全消失了。在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发 生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。 (2)在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全 消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强 等。
处于完全失重状态。
(3)从速度变化的角度判断
①物体向上加速或向下减速时,超重;
②物体向下加速或向上减速时,失重。
第三章 牛顿运动定律
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〔变式训练2〕 (2022·陕西西安高三三模)2022年2月8日,在中国 北京冬奥会上,自由式滑雪女子大跳台项目,中国选手谷爱凌拿到了一
用寿命内最多能发射600枚炮弹。若炮弹的质量为15 kg,则在发射炮弹
【世纪金榜】高考物理第一轮复习 第三章 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题课件 新人教版必修1
考点 2 牛顿第二定律的瞬时性(三年2考) 拓展延伸
【考点解读】牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型 牛顿第二定律的表达式为F=ma,其核心是加速度与合外力的瞬 时对应关系,二者总是同时产生、同时消失、同时变化,具体可 简化为以下两种模型: (1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物 体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间。
【解题探究】(1)物体的加速度与合力是否存在累积过程? 提示:力是产生加速度的原因,只要合力不为零,物体就有加速度, 它们之间具有瞬时对应关系,不存在累积过程。 (2)物体的每一个分力是不是可以独立产生加速度? 提示:牛顿第二定律具有独立性,每一个分力都可以独立产生各 自的加速度。
【解析】选D。物体加速度的大小与物体受到的合力成正比,与 物体的质量成反比,选项A错误;力是产生加速度的原因,只要有合 力,物体就有加速度,它们之间有瞬时对应关系,不存在累积效应, 选项B错误;物体加速度的大小与它受到的合力的大小成正比,选 项C错误;根据矢量的合成和分解得Fx=max,选项D正确。
第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
知识点 1 牛顿第二定律 Ⅱ 单位制 Ⅰ 1.内容 物体加速度的大小跟__受__到__的__作__用__力___成正比,跟_物__体__的__质__量__ 成反比,加速度的方向跟_作__用__力__的__方__向__相同。 2.表达式 _F_=_m_a_。
3.
惯性 匀速直线
静止
宏观
低速
4.单位制 (1)单位制:由_基__本__单__位__和_导__出__单__位__一起组成了单位制。 (2)基本单位:_选__定__的__物__理__量__的单位。力学中选定的物理量有 三个, 它们分别是_质__量__、_时__间__和_长__度__,它们的国际单位分 别是千__克__(_k_g_)__、_秒__(_s_)_和_米__(_m_)_。 (3)导出单位:由_选__定__的__物__理__量__根据物理关系推导出来的其他 物理量的单位。
第三章第2讲 牛顿运动定律的应用--2025版高考总复习物理
第3章 牛顿运动定律
解析:两橡皮泥都静止处于平衡状态,由平衡条件得Fa=(m1+m2)g= 4m1g,Fb=m2g=3m1g,可知弹簧a的弹力比弹簧b的弹力大,故A正确; 在m1上取Δm粘在m2处,由平衡条件得Fa=(m1-Δm+m2+Δm)g=4m1g, 可知弹簧a的弹力不变,长度不变,故B错误;剪断弹簧a瞬间,弹簧a的 弹力消失,弹簧b的弹力不变,对质量为m1的橡皮泥,由牛顿第二定律可 得m1g+Fb=m1a1,解得a1=4g,方向竖直向下,质量为m2的橡皮泥受力 不变,加速度为零,故C错误;剪断弹簧b瞬间,弹簧a的弹力不变,弹 簧b的弹力消失,对质量为m1的橡皮泥,由牛顿第二定律可得Fa-m1g= m1a′1,解得a′1=3g,方向竖直向上;对质量为m2的橡皮泥,由牛顿第二 定律可得m2g=m2a′2,解得a′2=g,方向竖直向下,故D正确。
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第3章 牛顿运动定律
易错警示 在求解瞬时加速度时应注意的问题
(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。 (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积累的过 程,不会发生突变。
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第3章 牛顿运动定律
1.(多选)(2024·四川成都诊断)如图所示,劲度系数不同的两个轻质弹簧 a、b悬挂了质量为m1和m2两块橡皮泥,整个装置保持静止时,弹簧a的 长度与弹簧b的长度相等;已知m2=3m1,重力加速度为g,则( ) A.弹簧a的弹力比弹簧b的弹力大 B.在m1上取Δm粘在m2处,弹簧a长度变短,弹簧b长度变长 C.剪断弹簧a瞬间,质量为m1和m2的橡皮泥的加速度大小都 为g,方向竖直向下 D.剪断弹簧b瞬间,质量为m1的橡皮泥加速度大小为3g,方向竖直向 上,质量为m2的橡皮泥加速度大小为g,方向竖直向下
牛顿第二定律和受力分析
展望
牛顿第二定律和受力分析作为经典物理学的重要 内容,将继续在科学研究和工程实践中发挥重要 作用。未来,随着科技的不断发展,这些理论和 方法可能会在更广泛的领域中得到应用,推动科 学技术的进步。
牛顿第二定律
牛顿第二定律描述了 一个物体所受的合外 力等于物体质量与加 速度的乘积,即 F=ma。这个简单的 公式揭示了力与物体 运动状态之间的密切 关系,为我们理解物 体运动行为提供了重 要线索。
牛顿第二定律和受力分析
汇报人:XX
2024年X月
第1章 简介 第2章 受力分析 第3章 牛顿第二定律的应用 第4章 实例分析 第5章 实验验证 第6章 总结
目录
● 01
第一章 简介
牛顿第二定律简 介
牛顿第二定律描述了 物体的加速度与作用 在物体上的合力成正 比的关系,可以用公 式Fma表示。这个定 律在物理学中具有重 要意义,帮助我们理 解物体的运动规律。
牛顿第二定律在竖直方向上的应用
向上抛物运 动
分析向上抛物运 动中的受力情况
空气阻力影 响
讨论空气阻力对 物体自由落体运
动的影响
自由落体运 动
探讨自由落体运 动的加速度等特
点
牛顿第二定律在曲线运动中的应 用
曲线运动中物体所受合力的不同情况,如匀速圆 周运动和非匀速曲线运动等,需要应用牛顿第二 定律来解决相关问题。通过分析不同曲线运动情 况,探讨牛顿第二定律在此类运动中的具体应用 方法。
受力分析示例
示例1
平衡状态下的受 力分析
示例3
绳子拉扯物体的 受力分析
示例4
物体在水中的浮 力分析
示例2
斜坡上的受力分 析
自由体图法
步骤1
选择一个物体
3-2牛顿第二定律
必考内容
第3章
第2讲
高考物理总复习
A.小车静止时,F=mgcosθ,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上 ma C.小车向右以加速度 a 运动时,一定有 F= sinθ D. 小车向左以加速度 a 运动时, F= ma 2+mg2, 有 a 方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为 α=arctan g
高考物理总复习
[解析] (1)选物体为研究对象,将加速度 a 沿水平和 竖直方向分解,则有: N-mg=masinθ⇒a=5m/s2 取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象受力分析如 图,
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必考内容
第3章
第2讲
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2. 以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国 际单位制中的基本单位
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必考内容
第3章
第2讲
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物理量名称
物理量符号 l m
单位名称
单位符号 m kg
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长度
质量
米
千克(公斤)
时间
电流 热力学温度 发光强度 物质的量
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必考内容
第3章
第2讲
高考物理总复习
[解析] 由题意可知,小球与车具有相同的运动状态, 小车静止,球也静止.对球进行受力分析,静止时所受合 力为零,即杆对球的作用力应与球所受的重力平衡.重力 竖直向下,杆对球的作用力应竖直向上,A、B 错.当车向 右加速时,球的加速度也向右,那么球所受的合力应向右, 大小为 ma.球所受的合力由球受到的重力和杆的作用力合 成,根据合成法则,杆的作用力大小应为 ma 2+mg2 ,
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高考物理一轮复习第三章第2节牛顿第二定律两类动力学问题学案
第2节牛顿第二定律两类动力学问题一、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,加速度的方向跟作用力的方向相同。
[注1](2)表达式:F=ma。
[注2]2.单位制(1)单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(2)基本单位 [注3]在力学范围内,国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量,它们的单位千克、米和秒为基本单位。
(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
二、两类动力学问题1.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:[注4]【注解释疑】[注1] 加速度的大小是由力和物体的质量共同决定的。
[注2] 应用F=ma进行计算时,各量必须使用国际单位制中的单位。
[注3] “基本量”既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位,如厘米、英寸、斤等常用单位,并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。
[注4] 既可以根据受力求加速度,也可以根据运动规律求加速度。
[深化理解]1.牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或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.牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失。
3.物体受力的瞬间,立即获得加速度,而由于惯性,速度不会立即产生变化。
[基础自测]一、判断题(1)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。
(√)(2)质量越大的物体,加速度越小。
(×)(3)物体的质量与加速度成反比。
(×)(4)物体受到外力作用不为零时,立即产生加速度。
(√)(5)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。
(×)(6)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。
12 第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用
第2讲 牛顿第二定律的基本应用
内容 索引
➢考点一 瞬时加速度问题 ➢考点二 超重与失重问题 ➢考点三 动力学的两类基本问题 ➢聚焦学科素养 形异质同快解题——物体在三类光滑斜面上的“赛跑” ➢课时精练(十二) 牛顿第二定律的基本应用
01
考点一 瞬时加速度问题
(重难共研类)
【重难诠释】
原理 F-mg=ma F= 方程 _m_g_+__m__a_
mg-F=ma F= _m_g_-__m__a_
mg-F=mg F=0
【微判断】 (1)超重就是物体的重力变大的现象。(×) (2)失重时物体的重力小于mg。(×) (3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。(×)
【重难诠释】
判断超重和失重的方法
规律方法
求解瞬时加速度问题的基本思路 1.分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(①若物 体处于平衡状态,则利用平衡条件;②若处于非平衡状态,则利用牛 顿第二定律)。 2.分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力 等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的 弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。 3.求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬 时加速度。
2.【轻弹簧、轻杆模型】 如图所示,光滑斜面的倾角为θ,A球质量为2m、B球质量为m,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,挡板C 与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,在系统静止时,突然撤去 挡板的瞬间有 A.图甲中A球的加速度为g sin θ B.图甲中B球的加速度为0 C.图乙中A、B两球的加速度均为0
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03
考点三 动力学的两类基本问题
高考物理 第三章 第二单元 牛顿第二定律 动力学两类基本问题课时训练营课件
第三章 牛顿运动定律
第三章 牛顿运动定律
可见,不论求解哪一类问题,求解加速度是 解题的桥梁和纽带,是顺利求解的关键.
第三章 牛顿运动定律
第三章 牛顿运动定律
题型二 正交分解法的应用
风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调 节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风 洞实验室,小球孔径略大于细杆直径.(如图 所示)
第三章 牛顿运动定律
第三章 牛顿运动定律
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大 小,使小球在杆上匀速运动.这 时小球所受的风力为小球所受重力的 0.5 倍, 求小球与杆间的动摩擦因数; (2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向 间夹角为 37°并固定,则小球从静止出发在 细杆上滑下距离 s 所需时间为多少?(sin 37° =0.6,cos 37°=0.8)
第三章 牛顿运动定律
解析:由牛顿第二定律,F-Ff=ma,所以 F =Ff+ma,摩擦力 Ff 恒定,在 0~1 s 内,速 度均匀变化,加速度恒定,F 不变化,A 不正 确.在 1 s~3 s 内,速度恒定,a=0,外力 F 恒定,B 正确.在 3 s~4 s 内,斜率变大,加 速度变大,外力 F 不断变化,C 正确,D 不正 确. 答案:BC
第三章 牛顿运动定律
2.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°, 当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的 人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对 人的摩擦力为其体重的( )
A.41倍 C.45倍
B.13倍 D.43倍
第三章 牛顿运动定律
牛顿第二定律ppt课件
3
运动和力的关系
牛顿第二定律
学习目标
1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。
2.理解国际单位制中力的单位。
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。
如何利用自制简易加速度计粗略测量自己的
加速度呢?
小车质量一定:
拉力F/N 0.5 0.7
回顾
1
1.2
1.5
1.14 1.44 1.87 2.13 2.57
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;加速度的方向和作用力的方向相同。
2.表达式:
=
二、牛顿第二定律的应用
例题 1:在平直路面上,质量为1100 kg的汽车在进行研发测试,
当速度达到100 km/h 时取消动力,经过70 s停了下来。汽车受
到的阻力是多少?重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加
(5)实际物体所受的力往往不止一个,式 = 中的F指的
是物体所受的合力合 。
(6)牛顿第二定律是连接运动与力的桥梁。
二、牛顿第二定律的应用
练习:甲、乙两辆小车放在水平桌面上,在相同拉力的作用下,
甲车产生的加速度为1.5 m/ ,乙车产生的加速度为4.5 m/ ,
甲车的质量是乙车的几倍?(不考虑阻力)
同体性:F、m、a对应于同一物体
应
用
的作用力_________。
质量__________.
一、牛顿第二定律的表达式
/ ∙ −2
/ ∙ −2
1
/(−1 )
/
1
a∝
m
a∝F
∝
∝
1 = 1kg ∙ 1m/ 2
2022版高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题学案 新人教版
第2讲牛顿第二定律两类动力学问题授课提示:对应学生用书第44页一、牛顿第二定律及单位制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,加速度的方向跟作用力的方向相同。
(2)表达式:F=ma。
(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对地面静止或做匀速直线运动的参考系。
②牛顿第二定律只适用于宏观物体(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:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(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、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。
(3)导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
二、动力学两类基本问题1.动力学的两类基本问题第一类:已知物体的受力情况求运动情况;第二类:已知物体的运动情况求受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:授课提示:对应学生用书第45页命题点一对牛顿第二定律的理解自主探究1.牛顿第二定律的5个性质及其局限性2.合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。
(2)合外力与速度同向,物体加速;合外力与速度反向,物体减速。
(3)a=ΔvΔt是加速度的定义式,a与v、Δv无直接关系;a=Fm是加速度的决定式。
1.(多选)下列说法正确的是( )A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用C .F =ma 是矢量式,a 的方向与F 的方向相同,与速度方向无关D .物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小解析:由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系,因此当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A 正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B 错误;牛顿第二定律F =ma 是矢量式,a 的方向与F 的方向相同,与速度方向无关,选项C 正确;由牛顿第二定律知物体所受合外力减小,加速度一定会减小,如果物体加速,其速度仍会增大,只是增大的慢一些,选项D 正确。
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2.(多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是 ( ).
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越 大 B.物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为 零 C.物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力 也可能很大 D.物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力 也可能为零
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量m成反比
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解析 对于给定的物体,其质量是不变的,合外力变化时, 加速度也变化,合外力与加速度的比值不变,A 错;既然 物体的质量不变,故不能说合外力与质量成正比,B 错; 加速度的方向总是跟合外力的方向相同,C 正确;由 a=mF 可知 D 正确.
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判断正误,正确的划“√”,错误的划
“×”.
(1)物体加速度的方向与所受合外力的方向一定相同.
()
(2)物体所受合力大,其加速度就一定大.
()
(3)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.
()
(4)物体由于做加速运动,所以才受合外力作用.
()
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
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单位制 (考纲要求 Ⅰ)
1.力学单位制:单位制由_基__本__单__位___和导出单位共同组成. 2.力学中的基本单位:力学单位制中的基本单位有_千__克__
_(k_g_)_、米(m)和秒(s). 3.导出单位:导出单位有__N___、__m_/_s_、_m_/_s_2_等.
答案 B
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热点一 力和运动的关系
力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原 因.由F=ma知,加速度与力有直接关系,分析清楚了 力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系.
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【典例1】 如图3-2-2所示,弹簧左端固定,右端自由伸长
据牛顿第二定律,这个力的大小可能是2 N,也可能是6
N,所以答案是A、C.
答案 ACຫໍສະໝຸດ 梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破
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5.(单选)如图3-2-1所示,质量m=10 kg的物体在水平面
上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此
同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物
3.(多选)关于单位制,下列说法中正确的是
( ).
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,时间的基本单位是s
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义
的
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解析 在力学中选定m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间 单位)作为基本单位,可以导出其他物理量的单位,力的 单 位 (N) 是 根 据 牛 顿 第 二 定 律 F = ma 导 出 的 , 故 C 、 D 正 确. 答案 CD
到O点并系住质量为m的物体,现将弹簧压缩到A点,然
后释放,物体可以一直运动到B点.如果物体受到的阻力
恒定,则
( ).
图3-2-2
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A.物体从A到O先加速后减速 B.物体从A到O做加速运动,从O到B做减速运动 C.物体运动到O点时,所受合力为零 D.物体从A到O的过程中,加速度逐渐减小 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.
体产生的加速度是(g取10 m/s2)
( ).
A.0
B.4 m/s2,水平向右
C.2 m/s2,水平向左
D.2 m/s2,水平向右
图3-2-1
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解析 对物体受力分析可知 F 合=F+Ff,Ff=μmg,所以 F 合=20 N+0.2×10×10 N=40 N,所以 a=Fm合=4100 m/s2 =4 m/s2,方向水平向右.选项 B 正确.
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解析 物体的速度大小和加速度大小没有必然联系,一个 很大,另一个可以很小,甚至为零.但物体所受合外力的 大小决定加速度的大小,同一物体所受合外力很大,加速 度一定很大,故选项C、D对. 答案 CD
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第2讲 牛顿第二定律
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牛顿第二定律 (考纲要求 Ⅱ)
1.内容:物体加速度的大小跟作用力成_正__比__,跟物体的质量 成_反__比__.加速度的方向与__作__用___力__方__向____相同.
2.表达式:__F_=__m__a___. 3.适用范围
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基础自测
1.(多选)由牛顿第二定律表达式F=ma可知
( ).
A.质量m与合外力F成正比,与加速度a成反比
B.合外力F与质量m和加速度a都成正比
C.物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致
D.物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比,跟它的质
(1)只适用于_惯__性__参考系(相对地面静止或_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.
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4.牛顿第二定律的“五”性
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4.(多选)质量m=1 kg的物体在光滑平面上运动,初速度大
小为2 m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力,经过t
=1 s,速度大小变为4 m/s,则这个力的大小可能是
( ).
A.2 N
B.4 N
C.6 N
D.8 N
解析 物体的加速度可能是2 m/s2,也可能是6 m/s2,根