2019-2020年高考物理 第三章 第二讲牛顿第二定律教案.doc

2019-2020年高考物理 第三章 第二讲牛顿第二定律教案一、 考纲解读考纲内容能力要求考向定位1.牛顿第二定律1.知道牛顿第二定律的内容；理解牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.2.能用正交分解方法解决受力比较复杂的动力学问题.3.能用整体法和隔离法求解有关连接体问题. 牛顿第二定律是动力学的基础，而力与加速度的瞬时对应性、矢量性、物体系问题的处理等一直是高考的一个热点和难点.主要以选择题和计算题的形式加以考查.二、考点整合考点一 牛顿第二定律1.定律内容：物体的加速度跟物体 成正比，跟物体的 成反比，加速度的方向跟合外力的方向 .2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决 ，“瞬时性”是指加速度和合外力存在着 关系，合外力改变，加速度相应改变，“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和.3.牛顿第二定律的分量式：Fx=max，Fy=may特别提醒：F是指物体所受到的合外力，即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系，即有合外力就有加速度，没有合外力就没有加速度.【例1】O F2 F1 O F3 F4 A O F2 F1 O F3 F4 B O F2 F1 O F3 F4 C O O F2 F1 F3 F4 D 如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球当小车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO沿杆方向）【解析】对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的弹力，弹力在竖直方向的分量和重力平衡，小球在水平方向的分力提供加速度，故C正确.【答案】C【方法点评】本题考查牛顿第二定律，只要能明确研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程即可.考点二 力、加速度和速度的关系在直线运动中当物体的合外力（加速度）与速度的方向 时，物体做加速运动，若合外力（加速度）恒定，物体做 运动，若合外力（加速度）变化，则物体做 运动，当物体的合外力（加速度）方向与速度的方向 时，物体做减速运动.若合外力（加速度）恒定，物体做 运动，若合外力（加速度）变化，则物体做 运动.特别提醒：要分析清楚物体的运动情况，必须从受力着手，因为力是改变运动状态的原因，求解物理问题，关键在于建立正确的运动情景，而这一切都必须从受力分析开始.例2 如图3-12-1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？图3121图3122(a) (b) (c)v0vmFmgFmgFmg解析小球接触弹簧后受两个力，向下的重力mg和向上的弹力.（如图3122（a）所示刚开始时，当mg，合力向上，由于加速度的方向和速度方向相反，小球做加速度增大的减速运动，因此速度减小到零弹簧被压缩到最短.如图3122（c）所示答案小球压缩弹簧的过程，合外力的方向先向下后向上，大小是先变小至零后变大，加速度的方向也是先向下后向上，大小是先变小后变大，速度的方向始终向下，大小是先变大后变小. （还可以讨论小球在最低点的加速度和重力加速度的关系）方法技巧要分析物体的运动情况一定要从受力分析着手，再结合牛顿第二定律进行讨论、分析.对于弹簧类问题的求解，最好是画出弹簧的原长，现在的长度，这样弹簧的形变长度就一目了然，使得求解变得非常的简单明了.考点三 瞬时问题瞬时问题主要是讨论细绳（或细线）、轻弹簧（或橡皮条）这两种模型.细绳模型的特点：细绳不可伸长，形变 ，故其张力可以 ，弹簧（或橡皮条）模型的特点： 形变比较 ，形变的恢复需要时间，故弹力 . 特别提醒求解瞬时问题，首先一定要分清类型，然后分析变化之前的受力，再分析变化瞬间的受力,这样就可以很快求解.例3如图5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mgTFB.弹簧的拉力C.小球的加速度为零D.小球的加速度解析烧断OA之前，小球受3个力，如图所示，烧断细绳的瞬间，绳子的张力没有了，但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间，故弹簧的弹力不变，A正确。方法技巧对于牛顿第二定律的瞬时问题，首先必须分析清楚是弹簧模型还是轻绳模型，然后分析状态变化之前的受力和变化后的瞬时受力.根据牛顿第二定律分析求解.同学们还可以讨论把OB换成轻绳，也可以剪断轻弹簧，从而讨论小球的瞬时加速度. 考点整合参考答案考点1.合外力，质量，一致，合外力方向，瞬时对应考点2.相同，匀加速，变加速，相反，匀减速，变减速考点3.较小，突变，较大，不能突变高考重点热点题型探究热点1 物体运动情况的判断【真题1】一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连,小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 ( )A.若小车向左运动，N可能为零B.若小车向左运动，T可能为零C.若小车向右运动，N不可能为零D.若小车向右运动，T不可能为零解析 对小球受力分析，当N为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对C错；当T为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对D错.答案AB【方法指引】解题时抓住N、T为零时受力分析的临界条件，小球与车相对静止，说明小球和小车只能有水平的加速度.热点2 整体法和隔离法的应用mFM【真题2】如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为（ ） A（Mm）g B（Mm）gFC（Mm）gFsin D（Mm）gFsin 解析本题可用整体法的牛顿第二定律解题，竖直方向由平衡条件：FsinN=mgMg，则N= mgMgFsin 答案D针对训练1.一物块以某一初速度沿粗糙的斜面向上沿直线滑行，到达最高点后自行向下滑动，不计空气阻力，设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，下列哪个图象能正确地表示物块在这一过程中的速率与时间的关系( )0 0 0 0 t t t t v v v v A B C D A2.如图所示，物体A放在斜面上，与斜面一起向右做匀加速运动，物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是（ ）A向右斜上方B竖直向上C向右斜下方D上述三种方向均不可能AB300图312184如图3-12-18所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为 ( )A0B Cg D8.如图，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起作无相对滑动的加速运动已知小车质量是M、木块质量是m、力大小是F、加速度大小是a、木块和小车之间动摩擦因数是则在这个过程中，关于木块受到的摩擦力大小正确的是( )A.maB.ma C. D.F -Ma9.如图所示，倾角为的斜面静止不动，滑轮的质量和摩擦不计，质量为M的物体A与斜面的动摩擦因素为(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)，质量为m的物体B通过定 滑轮用细线与M相连接则（ ）A当mM(sin+cos)时，m一定有向下的加速度B当mM(sin一cos)时，m一定有向下的加速度D当mMg(sin+cos)时，m一定有向下的加速度，当绳子拉力较小时，物体有下滑的趋势，当mgMg(sin一cos)时，m一定有向上的加速度10. 解析:如图所示,小球在杆上受到四个力作用:重力mg、拉力F、杆的弹力FN和滑动摩擦力Ff.建立如图所示的直角坐标系,由牛顿第二定律得:(Fmg)sinFf=ma(Fmg)cos=FN又Ff=FN由以上三式可得a=代入数据后得a=2.5 m/s2.11. A46s物体做匀速运动，易知摩擦力f2N，24s物体做匀加速运动，加速度a2m/s2,可知A选项正确13BC先整体法求整体的加速度，后隔离B求A、B之间的摩擦力，注意A、B之间为静摩擦力