2011高考物理专题复习课件大全：牛顿第二定律.ppt

牛顿第二定律 要点 疑点 考点 课前热身 能力 思维 方法 延伸 拓展 要点 疑点 考点 一 牛顿第二定律1 定律内容 物体的加速度跟所受的合外力大小成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟合外力的方向相 要点 疑点 考点 2 表达式 F ma注 1 定律的表达式虽写成F ma 但不能认为物体所受外力大小与加速度大小成正比 与物体质量成正比 2 式中的F是物体所受的合外力 而不是其中的某一个力 当然如果F是某一个力或某一方向的分量 其加速度也是该力单独产生的或者是在某一方向上产生的 3 为了理解牛顿第二定律 最好把公式写成a F m 要点 疑点 考点 二 应用牛顿第二定律的基本步骤1 明确研究对象 根据题意选取某一物体作为研究对象 往往是解题的第一要点 2 分析物体的受力和运动状态 通过把研究对象隔离出来 隔离法 抓住力的本质特征 按顺序分析受力情况 再弄清物体是如何运动的 分析的同时画出物体受力及运动过程的示意图 要点 疑点 考点 3 选取正方向 列方程 画好受力图后 要规定正方向或建立直角坐标系 把各力分解 然后列出牛顿第二定律的表达式 4 解方程 检验 求出结果后 要养成检验的好习惯 看看结果是否符合题意或实际情况 课前热身 1 质量为2kg的物体 受到大小分别为2N 3N 4N的三个共点力的作用 则物体的加速度大小可能是 ABC A 0B 2m s2C 4m s2D 5m s2 课前热身 2 物体运动的速度方向 加速度方向与物体所受合外力方向的关系是 BD A 速度方向 加速度方向 合外力方向三者总是相同的B 速度方向可与加速度方向成任何夹角 但加速度方向总是与合外力方向相同C 速度方向总是和合外力方向相同 而加速度方向可能和合外力相同 也可能不同D 速度方向 加速度方向 合外力方向之间可以成任意夹角 课前热身 3 把一个质量为0 5kg的物体挂在弹簧秤下 在电梯中看到弹簧秤的示数为3N g取10m s2 则可知电梯的运动情况可能是 BC A 以4m s2的加速度加速上升B 以4m s2的加速度减速上升C 以4m s2的加速度加速下降D 以4m s2的加速度减速下降 课前热身 4 物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动 取v0方向为正时 合外力F随时间t的变化情况如图3 2 1所示 则在0 t1这段时间内 C 课前热身 A 物体的加速度先减小后增大 速度也是先减小后增大B 物体的加速度先增大后减小 速度也是先增大后减小C 物体的加速度先减小后增大 速度一直在增大D 物体的加速度先减小后增大 速度一直在减小 能力 思维 方法 例1 跳起摸高是现今学生常进行的一项活动 小明同学身高1 8m 质量65kg 站立举手达到2 2m高 他用力蹬地 经0 45s竖直离地跳起 设他蹬地的力大小恒为1060N 则他跳起可摸到的高度为多少 g 10m s2 能力 思维 方法 解析 人要起跳 先是重心下降 用脚蹬地后重心上升 在蹬地过程中人的受力为重力和地面给人的支持力 大小等于人蹬地的力 由牛顿定律得 F mg ma a F mg m 1060 65 10 65 6 3m s2 由v at 6 3 0 45 2 8m s2 即为人离开地时的初速度 离地后人做竖直上抛运动 其重心上升高度h v2 2g 2 82 2 10 0 4m 故其跳起可摸到的高度H 2 2 0 4 2 6m 能力 思维 方法 解题回顾 此题属于已知受力求运动情况的题型 且与学生的生活实际紧密相连 解题关键是把生活实际现象去抽象或转变成物理过程 进行受力分析 由牛顿第二定律求出加速度a 再应用运动学公式求位移 能力 思维 方法 例2 如图3 2 2所示 在原来静止的木箱内 放有A物体 A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止 现突然发现A被弹簧拉动 则木箱的运动情况可能是 ABD A 加速下降B 减速上升C 匀速向右运动D 加速度向左运动 能力 思维 方法 解析 木箱未运动前 A物体处于受力平衡状态 受力情况为 重力mg 箱底的支持力N 弹簧拉力F和最大的静摩擦力fm 向左 由平衡条件知mg N F fm由于发现A被弹簧向右拉动 已知 可能有两种原因 一种是由A向右拉动推知 F fm 新情况下的最大静摩擦力 可见fm fm 即是最大静摩擦力减小了 由fm N知正压力的N减小了 即发生了失重现象 故物体运动的加速度必然竖直向下 所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升 故A B正确 另一种原因是木箱向左加速运动 由于惯性原因 木块必然向右滑动 故D正确 综上所述 正确答案应为ABD 能力 思维 方法 解题回顾 解决本题的关键是理解使A运动状态变化的原因 系统车竖直方向运动时 由于正压力变化导致最大静摩擦力变化 使A失去平衡 水平向左加速时 只有减小弹力才能使A合力向左 能力 思维 方法 例4 据报道 一辆轿车高速强行超车时 与迎面驰来的另一辆相同轿车相撞 两车相撞后连为一体 两车身因碰撞挤压 皆缩短了约0 5m 据测算相撞时两车速均约为109km h 试求碰撞过程中车内质量为60kg的人受到的平均冲击力约为多少 运算过程及结果均保留两位有效数字 能力 思维 方法 解析 两车相碰时认为人随车一起做匀减速运动直到停止 此过程位移s 0 5m 设人随车做匀减速运动的加速度为a 初速为v 30m s 则有v2 2as 得a v2 2s 302 2 0 5 900m s2 对人由牛顿第二定律得 设人受车的冲击力为F F ma 60 900N 5 4 104N 能力 思维 方法 解题回顾 此题属于已知运动情况求受力情况的题型 由题解可见 基本思路是由运动学公式求出加速度 再选择适当研究对象用牛顿第二定律求受力即可 本题的一个难点是要求学生能运用学过的荃知识解决实际问题 学会把撞车过程抽象为质点做匀减速度 延伸 拓展 例5 风洞实验中可产生水平方向 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3 2 5所示 延伸 拓展 1 当杆在水平方向上固定时 调节风力的大小 使小球在杆上做匀速运动 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 sin37 0 6 cos37 0 8 延伸 拓展 解析 本题主要考查应用牛顿运动定律解决实际问题的能力 题中将套有小球的细直杆放在我们比较陌生的风洞实验里 题目比较新颖 同时也考查了学生理解能力及灵活应用知识的能力 1 设小球所受的风力为F 小球质量为m 小球在杆上匀速运动时 F mg 得 F mg 0 5mg mg 0 5 延伸 拓展 2 设杆对小球的支持力为N 摩擦力为f 小球受力情况如图3 2 6所示 将F mg沿杆方向和垂直杆方向正交分解 根据牛顿第二定律得 图3 2 6 延伸 拓展 Fcos mgsin f ma N Fsin mgcos f N 由 可解得a Fcos mgsin f m 3 4g 又 s 1 2 at2 延伸 拓展 解题回顾 解本题第 1 问时 球受到的支持力等于其重力 解第 2 问时 支持力不再等于其重力 这一点是许多同学解题过程中容易出现的错误 另外 还要避免在斜面上的物体受到的支持力绝对都等于mgcos 的错误认识 求支持力的大小 一定要根据在垂直接触面方向上的牛顿第二定律或力的平衡方程求解 在应用滑动摩擦定律f N时 绝对不要凭感觉 经验行事 否则就会失误