专题9 牛顿第二定律动力学两类基本问题

昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。09专题9 牛顿第二定律动力学两类基本问题 【考纲要求】考纲要求深度解读牛顿运动定律高考考查牛顿运动定律只有两种情况：已知受力求运动和已知运动求受力，对于在运动中两物体追及问题和一个物体两次不同受力情况、两次不同运动情况以及正交方向上一个物体受力变化的题目仍应予以重视【要点、难点】一、牛顿第二定律思考1：公式a应用时应注意哪些问题？思考2：公式的适用范围？二、两类动力学问题总结两类动力学问题的解题过程:思考1：已知受力情况求运动情况思考2： 已知物体的运动情况求物体的受力情况【探究突破】对牛顿第二定律的理解：【例1】 根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是 ( )A.物体质量的大小跟它的合外力成正比，和加速度大小成反比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练习1. 质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90(大小不变)后，物体可能做 ( ) A.加速度大小为的匀变速直线运动 B.加速度大小为的匀变速直线运动 C.加速度大小为的匀变速曲线运动 D.匀速直线运动 判断物体的运动性质【例2】在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带，可将放在其上的小工件(可视为质点)运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时，恰好带动传送带的电动机突然断电，导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面 ( )A.做匀减速直线运动直到停止B.先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动C.先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动D.先做匀减速直线运动，然后做匀速直线运动练习2质量为50 kg的消防员两脚各用750 N水平蹬力，恰在两竖直墙之间匀速下滑，在离地面6 m处改做匀减速运动，经过2 s后到达地面时速度恰减为零，则此时两脚的水平蹬力至少为(重力加速度g取10 m/s2) ( )A.900 N B.925 NC.950 N D.975 N对牛顿第二定律瞬时性的考查：【例3】（2015海南-8）如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为l1和l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间A.a1=3g B.a1=0 C. l1=2l2 D. l1=l2练习3如图所示，质量为 m 的小球被水平绳 AO和与竖直方向成角的轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳AO 烧断，在绳 AO 烧断的瞬间，下列说法正确的是 ( )A弹簧的拉力F B弹簧的拉力Fmgsin C小球的加速度为零 D小球的加速度agsin 动力学两类基本问题【例4】为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零。“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1；(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fAfB。练习4如图是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示。取g10 ms 2，根据F-t图象求：(1)运动员的质量；(2)运动员在运动过程中的最大加速度； (3)在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度。【巩固提高】1电梯内有一个物体，质量为 m，用绳子挂在电梯的天花板上，当电梯以 g/3 的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为 ( )Amg B. C. D.2建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料质量为70.0 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.5 m/s2 的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g 取 10 m/s2) ( ) A510 N B490 N C890 N D910 N3.(2015新课标I-20). 如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图（b）所示，若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出A. 斜面的倾角B. 物块的质量C. 物块与斜面间的动摩擦因数D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度4.（2015江苏-6）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ）At=2s时最大 Bt=2s时最小Ct=8.5s时最大 Dt=8.5s时最小5.（2015海南-9）如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时（ ）A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑【我的反思】【探究突破】例1D 练习1. BC 【例2】B 练习2D 【例3】AC 练习3A【例4】答案：(1)(2)mg()(3)解析：(1)“A鱼”在入水前做自由落体运动，有v02gH得：vA1(2)“A鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用，做匀减速运动，设加速度为aA，有F合F浮fAmgF合maA0v2aAhA由题意：F浮mg综合上述各式，得fAmg()(3)考虑到“B鱼”的受力、运动情况与“A鱼”相似，有fBmg()综合两式，得练习4答案：(1)50 kg(2)40 m/s2(3)3.2 mF解析：(1)由图象可知运动员所受重力为500 N，设运动员质量为m，则mG/g50 kg(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fmax2 500 N，设运动员的最大加速度为amax，则Fmaxmgmamaxamax m/s240 m/s2。(3)由图象可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8 s或9.4 s，再下落到蹦床上的时刻为8.4 s或11 s，它们的时间间隔均为1.6 s。根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8 s。设运动员上升的最大高度为H，则Hgt2100.82 m3.2 m。【巩固提高】1B 2B 3ACD 4AD 5.BD6