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,必考部分,第三章 牛顿运动定律,第2单元 牛顿第二定律 动力学两类问题,网控基础点 提炼命题源,一、牛顿第二定律 1内容：物体加速度的大小跟它受到的_成正比，跟它的_成反比，加速度的方向跟_的方向相同 2公式：_. 3物理意义：它表明了力是产生_的原因 1.作用力 质量 作用力 2.Fma 3.加速度,读读教材,4适用范围 (1)只适用于研究_中运动与力的关系，不能用于非惯性系； (2)只适用于解决_物体的_运动问题，不能用来处理微观粒子高速运动问题 (1)惯性系 (2)宏观 低速,二、单位制 1单位制：由_和导出单位一起构成单位制 (1)基本单位： 在力学中，选定_、时间和_三个物理量的单位为基本单位 (2)导出单位： 根据物理公式中其他物理量和_的关系，推导出的物理量的单位 基本单位 (1)长度 质量 (2)基本物理量,2在中学阶段国际单位制中的基本物理量和基本单位 m kg s,三、动力学两类基本问题 1由物体的受力情况判断运动情况：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合ma)求出_，再由运动学的有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_，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力 1.加速度 2.加速度,练练基础,题组一 对牛顿第二定律的理解,解析：牛顿第二定律的表达式Fma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关，故A、B错误，C、D正确,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零,3(多选)一个质量为2 kg的物体，在5个共点力的作用下保持静止若同时撤去其中大小分别为15 N和10 N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是( ) A2 m/s2 B3 m/s2 C12 m/s2 D15 m/s2,题组二 牛顿第二定律的简单计算,解析：物体所受合力范围为5 NF合25 N，因m2 kg，故2.5 m/s2a12.5 m/s2，故B、C正确,5(多选)关于单位制，下列说法中正确的是( ) Akg、m/s、N是导出单位 Bkg、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,题组三 单位制,解析：kg是基本单位，故A错误；C是电量单位，1 C1 As，是导出单位，故B错误；1 N1 kg1 m/s21 kgm/s2，故C、D正确,6在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为( ) Am2kgs4A1 Bm2kgs3A1 Cm2kgs2A1 Dm2kgs1A1,解析：本题考查基本单位与导出单位间的关系，意在考查考生对单位制的认识由1 J1 VAs1 kgms2m可得，1 V1 m2kgs3A1，因此选B.,小思考 微总结,细研核心点 练透经典题,考点一 对牛顿第二定律的理解,试题调研,解题探究 1轻杆和轻弹簧这两个模型有何不同？ 提示：轻杆发生微小形变，弹力可以突变；轻弹簧发生明显形变，弹力不能突变 2抽出木板瞬间，轻杆弹力是否突变？若突变，变为多少？ 提示：抽出木板瞬间，物块1、2连同轻杆做自由落体运动，轻杆弹力突变为零 3抽出木板前和抽出木板瞬间，物块3、4的受力情况是否变化？ 提示：由于弹力不能突变，所以物块3的受力不变，合力仍为零；由于木板对4的支持力突然消失，物块4的受力情况变化,瞬时性问题的解题技巧 (1)求瞬时加速度的常见模型：,名师归纳点题破疑,(2)在求解瞬时加速度问题时应注意： 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 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,11.(2015石家庄模拟)如图所示，沿直线运动的小车内悬挂的小球A和车水平底板上放置的物块B都相对车厢静止关于物块B受到的摩擦力，下列判断中正确的是( ) A物块B不受摩擦力作用 B物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左 C物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右 D因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断,类题练熟,解析：由图知A球的加速度大小为agtan ，方向向左，则小车向右减速(或向左加速)行驶，物块B相对小车有向右运动的趋势，它所受的摩擦力方向向左，大小为fmBgtan ，只有B正确,12.(2014新课标全国卷)如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)与稳定在竖直位置时相比，小球的高度( ) A一定升高 B一定降低 C保持不变 D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定,1解决两类基本问题的思路,考点二 动力学两类问题,2两类动力学问题的解题步骤,试题调研,解题指导 1分清物块的运动过程，在恒力F作用下，物块做匀加速直线运动；撤去拉力后，物块减速上升；速度减为零后，又返向加速下滑 2由于三个过程都属于第一类问题，所以分析物体受力，准确计算出三个过程的加速度是解题关键,解决动力学两类问题的两个关键点,名师归纳点题破疑,21.在游乐场，有一种大型游乐设施跳楼机，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，提升到离地最大高度64 m处，然后由静止释放，开始下落过程可认为自由落体运动，然后受到一恒定阻力而做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处速度恰好减为零，已知游客和座椅总质量为1 500 kg，下落过程中最大速度为 20 m/s，重力加速度取g10 m/s2.求： (1)游客下落过程的总时间； (2)恒定阻力的大小,类题练熟,答案：(1)6 s (2)22 500 N,解析：设下落过程中最大速度为v，自由落体运动的高度为h1 则v22gh1，vgt1 解得t12 s 设匀减速运动的高度为h2，加速度大小为a，则v22ah2，vat2 下落的总距离hh1h264 m4 m60 m 联立解得a5 m/s2，t24 s 游客下落过程的总时间为tt1t26 s (2)匀减速过程中，设阻力为f，由牛顿第二定律得fmgma 已知m1 500 kg，可得f22 500 N,1常见的两类动力学图象问题 (1)已知物体在某一过程中所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况 (2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况,考点三 牛顿第二定律与图象的综合应用,2解决图象综合问题的关键 (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、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中反馈出的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点,调研3 为了探究物体与斜面间的动摩擦因数，某同学进行了如下实验：取一质量为m的物体，使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示，通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角30，取重力加速度g10 m/s2. (1)求物体与斜面间的动摩擦因数； (2)求撤去推力F后，物体还能上升的距离(斜面足够长),试题调研,数形结合解决物理问题 物理公式与物理图象的结合是一种重要题型动力学中常见的图象有vt图象、xt图象、Ft图象、Fa图象等，解决图象问题的关键有： (1)分清图象的横、纵坐标所代表的物理量及单位，并且注意坐标原点是否从零开始，明确其物理意义 (2)明确图线斜率的物理意义，如vt图线的斜率表示加速度，注意图线中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、情境结合，并结合斜率、特殊点等的物理意义，确定能从图象中反馈出哪些有用信息(如vt图线所围面积表示位移等)并结合牛顿运动定律求解 (4)利用横、纵坐标物理量间的函数关系对图象作出判断,名师归纳点题破疑,31.(多选)如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，取g10 m/s2，根据图象可求出( ),类题练熟,32.在风洞实验室里，一根足够长的均匀直细秆与水平面成37角固定，质量为m1 kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O，如图甲所示开启送风装置，有水平向右的恒定风力F作用于小球上，在t12 s时刻风停止小球沿细杆运动的部分vt图象如图乙所示，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，忽略浮力求： (1)小球在02 s内的加速度a1和2 5 s内的加速度a2； (2)小球与细杆间的动摩擦因数和水平风力F的大小,答案：(1)15 m/s2 10 m/s2 (2)0.5 50 N,传送带模型研究,归类建模提能(二) 名师点睛 传送带模型可分为水平传送带和倾斜传送带，物体在传送带上运动的各种情况如下表： 1水平传送带模型,2倾斜传送带模型,经典范例 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v1 m/s运行，一质量为m4 kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动设行李与传送带之间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离L2 m，取g10 m/s2. (1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小； (2)求行李做匀加速直线运动的时间； (3)如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率,解决传送带问题的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻,名师归纳点题破疑,针对训练 如图所示，一皮带输送机的皮带以v13.6 m/s的速率做匀速运动，其有效输送距离AB29.8 m，与水平夹角为37.将一小物体轻放在A点，物体与皮带间的动摩擦因数0.1，求物体由A到B所需的时间(取g10 m/s2),
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