物理專題三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2講 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題

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1、第2講 牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題一、牛頓第二定律1內(nèi)容：物體的加速度跟所受的_成正比，跟物體的_成反比，加速度的方向跟_的方向一致合外力質(zhì)量合外力2表達(dá)式：F 合ma.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：只適用于宏觀物體的低速問題，不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)的物體二、兩類動(dòng)力學(xué)問題1兩類動(dòng)力學(xué)問題運(yùn)動(dòng)情況受力情況(1)已知受力情況求物體的_(2)已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的_2解決兩類基本問題的方法以_為“橋梁”，由_和_列方程求解加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)公式牛頓運(yùn)動(dòng)定律【基礎(chǔ)檢測】1如圖 3-2-1 甲、乙所示，兩車都在光滑的水平面上，小車的質(zhì)量都是 M，人的質(zhì)量都是 m，圖甲人推車、圖乙人拉繩(繩與輪的質(zhì)量和摩擦均不

2、計(jì))的力都是 F，對(duì)于甲、乙兩圖中車的加速度大小說法正確的是(甲乙)圖 3-2-1A圖甲中車的加速度大小為FMB圖甲中車的加速度大小為FMmC圖乙中車的加速度大小為2FMmD圖乙中車的加速度大小為FM2如圖 3-2-2 所示，工人用繩索拉鑄件，鑄件的質(zhì)量是20 kg，鑄件與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 0.25.工人用 80 N 的力拉動(dòng)鑄件，從靜止開始在水平面上前進(jìn)，繩與水平方向的夾角為37并保持不變，經(jīng) 4 s 后松手(g10 m/s2)求：(1)松手前鑄件的加速度(2)松手后鑄件還能前進(jìn)的距離圖 3-2-2考點(diǎn) 1對(duì)牛頓第二定律的理解 重點(diǎn)歸納1牛頓第二定律的五個(gè)特性【考題題組】1(多選)如圖

3、3-2-3 所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力 F 作用，前方固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后()圖 3-2-3A木塊立即做減速運(yùn)動(dòng)B木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大C當(dāng) F 等于彈簧彈力時(shí)，木塊速度最大D彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊加速度為 0解析：當(dāng)木塊接觸彈簧后，水平方向受到向右的恒力 F 和彈簧水平向左的彈力彈簧的彈力先小于恒力 F，后大于恒力 F，木塊所受的合力方向先向右后向左，則木塊先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力大小等于恒力 F 時(shí)，木塊的速度最大，加速度為 0.當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí)，彈力大于恒力 F，合力向左，加速度大于 0，故 B、C 正確，A、D 錯(cuò)誤答案：BC2(2016 年

4、貴陽質(zhì)檢)如圖 3-2-4 所示，質(zhì)量為 m 的球置于斜面上，被一個(gè)固定在斜面上的豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一個(gè)水平力 F 拉斜面體，使球和斜面體在水平面上一起做加速度為 a 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若忽略一切摩擦，與球靜止時(shí)相比()A豎直擋板對(duì)球的彈力不一定增大B斜面對(duì)球的彈力保持不變C斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于 ma圖 3-2-4D若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零答案：B3如圖 3-2-5 所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到 O 點(diǎn)并系住質(zhì)量為 m 的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到 A 點(diǎn)，然后釋放，物)體可以一直運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)如果物體受到的阻力恒定，則(A物體從 A 到 O 先加速后減速B

5、物體從 A 到 O 做加速運(yùn)動(dòng)，從 O 到 B 做減速運(yùn)動(dòng)C物體運(yùn)動(dòng)到 O 點(diǎn)時(shí)，所受合外力為零D物體從 A 到 O 的過程中，加速度逐漸減小答案：A圖 3-2-5考點(diǎn) 2動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 重點(diǎn)歸納1動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的分析流程2兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟考向 1由受力情況求運(yùn)動(dòng)情況【考題題組】4(2017 年黑龍江齊齊哈爾質(zhì)檢)一個(gè)原來靜止在光滑平面上的物體，質(zhì)量是 7 kg，在 14 N 的恒力作用下運(yùn)動(dòng)，則 5 s 末的速度及 5 s 內(nèi)通過的路程為()A8 m/s25 mB2 m/s25 mC10 m/s 25 mD10 m/s12.5 m5(2016 年合肥質(zhì)檢)如圖 3-2-6

6、所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于 O 點(diǎn)，O 點(diǎn)恰好是半圓的圓心，圓和半圓處在同一豎直平面內(nèi)現(xiàn)有三條光滑軌道 AOB、COD、EOF，它們的兩端分別位于圓和半圓的圓周上，軌道與圓的豎直直徑的夾角關(guān)系為.現(xiàn)讓小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端，則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為()AtABtCDtEFBtABtCDtEFCtABtCDtEFDtABtCDtEF圖 3-2-6考向 2由運(yùn)動(dòng)情況求受力情況【考題題組】6行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害，人們設(shè)計(jì)了安全帶，假定乘客質(zhì)量為 70

7、 kg，汽車車速為90 km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為 5 s，安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦)()B400 NC350 N D300 NA450 N答案：C圖 3-2-7方法 1瞬時(shí)加速度問題分析1物體的加速度 a 與其所受的合外力 F 是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失兩類模型(如下圖所示)2求解瞬時(shí)加速度的一般思路例 1：如圖 3-2-8 所示，質(zhì)量為 m 的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為 30的光滑木板 AB 托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)木板 AB 突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為()圖 3-2-8【觸類旁通】1如圖 3-2-10 所示，

8、水平粗糙桌面上有 a、b 兩個(gè)小滑塊，兩滑塊之間連接一彈簧，彈簧原長為 L，勁度系數(shù)為 k，a、b的質(zhì)量均為 m.現(xiàn)用水平恒力 F 拉滑塊 b，使 a、b 一起在桌面上勻加速運(yùn)動(dòng)，已知彈簧在彈性限度內(nèi)，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩)擦因數(shù)相同，下列說法正確的是(圖 3-2-10Aa、b 間的距離為 LFkB撤掉 F 的瞬間，a、b 的加速度一定都增大C若彈簧與 a 連接處突然斷開，a、b 的加速度一定都增大D撤掉 F 的瞬間，a 的加速度不變，b 的加速度一定增大方法2多運(yùn)動(dòng)過程的分析對(duì)一個(gè)復(fù)雜的物理過程，我們常常分解成幾個(gè)簡單的有規(guī)律的子過程，并找出子過程之間的相互聯(lián)系和制約條件認(rèn)清每個(gè)子過程的運(yùn)動(dòng)

9、性質(zhì)，再選取合適的物理規(guī)律，列方程求解物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析例2：(2016 年四川卷)避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖 3-2-12 乙所示，豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為的斜面一輛長12 m 的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車速為 23 m/s 時(shí)，車尾位于制動(dòng)坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了 4 m 時(shí)，車頭距制動(dòng)坡床頂端 38 m，再過一段時(shí)間，貨車停止已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的 4 倍，貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.4；貨車在制

10、動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的 0.44 倍貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取 cos 1，sin 0.1，g 取10 m/s2.求：(1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向(2)制動(dòng)坡床的長度甲乙圖 3-2-12(2)設(shè)貨車的質(zhì)量為 M，車尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車速為v23 m/s.貨物在車廂內(nèi)開始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端 s038 m 的過程中，用時(shí)為 t，貨物相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為 s1，在車廂內(nèi)滑動(dòng)的距離 s4 m，貨車的加速度大小為 a2，貨車相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為 s2.貨車受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F，F(xiàn) 是貨車和貨物總重的 k 倍，k0.44，貨車長度 l012 m，制動(dòng)坡床的長度為 l，則(1)減速過程中汽車加速度的大小及所用時(shí)間(2)飲酒使志愿者比一般人增加的反應(yīng)時(shí)間(3)減速過程中汽車對(duì)志愿者的作用力大小與志愿者重力大小的比值甲乙圖 3-2-13