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2016届高考物理二轮综合复习课件：第3章 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题（全国通用）
2016届高考物理二轮综合复习课件：第3章 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题（全国通用）
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【答案】(1)0.2 N　(2)0.375 m 第2课时
牛顿第二定律　两类动力学问题 【导学目标】 1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题． 一、牛顿第二定律 [基础导引] 由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它．这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？ 【答案】没有矛盾．牛顿第二定律公式F＝ma中的F指的是物体所受的合力，而不是其中的某一个力．我们用力提一个放在地面上的很重的物体时，物体受到的力共有三个：手对物体向上的作用力F1、竖直向下的重力G以及向上的支持力F2.这三个力的合力F＝0，故物体的加速度为零，物体保持不动． [知识梳理] 1．内容：物体的加速度跟所受合外力成________、跟物体的质量成________，加速度的方向跟________________相同． 2．表达式：________. 3．适用范围 (1)牛顿第二定律只适用于________参考系(相对地面静止或____________运动的参考系)． (2)牛顿第二定律只适用于________物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况． 正比
反比 合外力的方向 F＝ma 惯性 匀速直线 宏观 二、两类动力学问题 [基础导引] 以15 m/s的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过10 s停了下来．电车的质量是4.0×103 kg，求电车所受的阻力． 【答案】6.0×103 N，方向与电车初速度方向相反． [知识梳理] 1．动力学的两类基本问题： (1)由受力情况判断物体的____________． (2)由运动情况判断物体的____________． 2．解决两类基本问题的方法：以________为桥梁，由运动学公式和________________列方程求解． 思考：解决两类动力学问题的关键是什么？ 【答案】(1)做好受力分析，正确画出受力图，求出合力． (2)作好运动过程分析，画出运动过程简图，确定各物理量间的关系． 运动情况
牛顿第二定律
三、力学单位制 [基础导引] 如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离s，这个力对物体做的功W＝Fs.我们还学过，功的单位是焦耳(J)．请由此导出焦耳与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系． 【答案】1 J＝1 N·1 m，又由 1 N＝1 kg·1 m/s2， 则1 J＝1 kg·1 m/s2·1 m＝1 kg·m2/s2. [知识梳理] 1．单位制由基本单位和导出单位共同组成． 2．力学单位制中的基本单位有________、________、时间(s)． 3．导出单位有________、__________、___________等． 思考：请说出物理学中的7个基本物理量及其国际单位． 【答案】长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、电流(安培)、温度(开尔文)、物质的量(摩尔)、发光强度(坎德拉)． 长度(m) 质量(kg) 力(N) 速度(m/s) 加速度(m/s2) 【考点解读】 考点一　牛顿第二定律的理解 矢量性 公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总是同向 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 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 同一性 有三层意思：(1)加速度a是相对同一个惯性系(一般指地面)的；(2)F＝ma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；(3)F＝ma中，各量统一使用国际单位 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 【典例剖析】 例1　如图1所示，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，小球的速度、加速度的变化情况如何？ 解析　小球接触弹簧上端后受到两个力作用：向下的重力和向上的弹力． 在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，因为弹力F＝kx不断增大，所以合力不断减小，故加速度不断减小，由于加速度与速度同向，因此速度不断变大． 当弹力逐步增大到与重力大小相等时，合力为零，加速度为零，速度达到最大． 在接触后的后一阶段，即小球达到上述位置之后，由于惯性小球仍继续向下运动，但弹力大于重力，合力竖直向上，且逐渐变大，因而加速度逐渐变大，方向竖直向上，小球做减速运动，当速度减小到零时，达到最低点，弹簧的压缩量最大． 答案　见解析 方法提炼　利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点：(1)a是联系力和运动的桥梁，根据受力条件，确定加速度，以加速度确定物体速度和位移的变化．(2)速度与位移的变化与力相联系，用联系的眼光看问题，分析出力的变化，从而确定加速度的变化，进而确定速度与位移的变化． 跟踪训练1　如图2所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.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(　　) A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C．物体运动到O点时所受合力为0 D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小 【答案】A 【解析】首先有两个问题应清楚，物体在A点的弹力大于物体与地面之间的阻力(因为物体能运动)，物体在O点的弹力为0.所以在A、O之间有弹力与阻力相等的位置，故物体在A、O之间的运动应该是先加速后减速，A选项正确，B选项不正确；O点的弹力为0，但摩擦力不是0，所以C选项不正确；从A到O的过程加速度先减小、后增大，故D选项错误． 【考点解读】 1．由受力情况判断物体的运动状态，处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F＝ma)求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移． 2．由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四边形定则)或正交分解法． 考点二　两类动力学问题 答案　(1)0.5　(2)1.03 s 例3　(2015·佛山模拟)如图4所示，光滑水平面上静止放置质量M＝2 kg，长L＝0.84 m的长木板C；离板左端s＝0.12 m处静止放置质量mA＝1 kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ＝0.4，在板右端静止放置质量mB＝1 kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，g＝10 m/s2.现在木板上加一水平向右的外力F，问： (1)当F＝9 N时，小物块A、B、C的加速度分别为多大？ (2)要使A与B碰撞之前，A的运动时间最短，则F至少应为多大，并求出最短时间． 解析　(1)设A和C一起向右加速，它们之间静摩擦力为f， 由牛顿第二定律得：F＝(M＋mA)a， 解得：a＝3 m/s2， 对A，f＝mAa＝1×3＝3 N＜μmAg＝4 N，则A、C相对静止，一起加速运动． (2)A在与B碰之前运动时间最短，必须加速度最大， 由牛顿第二定律得：fm＝μmAg＝mAa1， 位移：L－s1＝a1t，解得：t1＝0.6 s. 方法提炼　动力学问题的求解方法 1．物体运动性质的判断方法 (1)明确物体的初始运动状态(v0)． (2)明确物体的受力情况(F合)． (3)根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度变化情况及速度变化情况． 【答案】(1)200 N　向右　(2)2 m/s2　向左　(3)2 s 例4　原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)，加速过程中重心上升的距离为“加速距离”．离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”．某同学身高1.8 m，质量80 kg，在某一次运动会上，他参加跳高比赛时加速距离为0.5 m，起跳后身体横着越过(背越式)2.15 m高的横杆，试估算人的起跳速度v和起跳过程中地面对人的平均作用力．(g取10 m/s2) 3.建立“运动模型”解决动力学问题 答案　5 m/s　2 800 N 运动建模　可以把跳高过程分为起跳和腾空两个阶段．把该同学看成质量集中于重心的质点，把起跳过程等效成匀加速运动，腾空过程看成竖直上抛运动模型． 方法提炼　实际问题模型化是高中阶段处理物理问题的基本思路和方法．当我们遇到实际的运动问题时，要建立我们高中阶段学习过的熟知的物理模型，如匀变速直线运动模型、类平抛运动模型等，运用相应的物理规律来处理．
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点面接触，力的方向垂直于面
你来看看是不是这样？？？
你确定这个球处于平衡态吗？
我的公众账号专门有这一节，你可以去看看，保证你解决所有弹力问题
其实一直想问线与面接触，其实看上去就是两个面接触然后有交线啊，那么受力应该和哪个面垂直
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