高三物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 8 牛頓第二定律 動力學兩類基本問題課件

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1、基礎自主梳理基礎自主梳理要點研析突破牛頓第二定律同向性公式 F=ma 是矢量式,任一時刻,F 與 a 同向正比性m 一定時,aF瞬時性a 與F 對應同一時刻,即 a 為某時刻的加速度時,F 為該時刻物體所受合外力因果性F 是產(chǎn)生 a 的原因,物體具有加速度是因為物體受到了力同一性有三層意思:加速度 a 相對同一慣性系(一般指地面)F=ma 中,F、m、a 對應同一物體或同一系統(tǒng)F=ma 中,各量統(tǒng)一使用國際單位要點一要點一要點研析突破要點研析突破例1 (2015重慶卷)高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運

2、動),此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為( )A.m2ght+mgB.m2ght-mgC.mght+mgD.mght-mg解析：自由落體運動階段由動能定理mgh=1/2mv2得v=2gh，安全帶上有力作用時，人體速度由2gh變?yōu)?，則平均加速度大小為a= 2gh/t,方向豎直向上，由牛頓第二定律得F-mg=ma,得F=ma+mg，即F=m 2gh/t+mg.答案：A要點研析突破1.(2015上海卷)如圖所示，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是( )A.F1 B.F2 C.F3 D.F4解析：鳥在空中飛行受到重力和

3、空氣對其作用力，這兩個力的合力的方向沿虛線斜向上(與加速度方向相同)，由平行四邊形定則可得，空氣對其作用力可能是沿F2方向，故B項正確.答案：B要點研析突破2.小孩從滑梯上滑下的運動可看做勻加速直線運動.質(zhì)量為M的小孩單獨從滑梯上滑下，加速度為a1；該小孩抱著一只質(zhì)量為m的小狗再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2，則a1和a2的關系為( )A.a1Mma2 B.a1mMa2C.a1MM+ma2 D.a1a2解析：設小孩與滑梯間動摩擦因數(shù)為，小孩從滑梯上滑下，受重力G、支持力FN和滑動摩擦力Ff.如圖所示，由牛頓第二定律，Mgsin Mgcos Ma1，a1gsin gcos ;當小

4、孩抱著一只質(zhì)量為m的小狗再從滑梯上滑下時，滿足：(Mm)gsin (Mm)gcos (Mm)a2，得a2gsin gcos ，可見a1a2，D項正確.答案：D3.(多選)(2015全國新課標卷)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤鏈接好的車廂.當機車在東邊拉著車廂以大小為a的加速度向東行駛時，鏈接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當機車在西邊拉著車廂以大小為2/3a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F.不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為( )A.8 B.10 C.15 D.18解析：設PQ間掛鉤東側(cè)有n節(jié)車廂，西側(cè)有k節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量

5、為m.當向東行駛時Fkma；向西行駛時Fnm2/3a可知3k=2n，k、n只能取正整數(shù)，故選B、C答案：BC要點研析突破動力學兩類基本問題1.動力學兩類基本問題的分析流程圖要點二要點二要點研析突破要點研析突破要點研析突破例2 (多選)(2015全國新課標卷)如圖(a)，一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的v-t圖線如圖(b)所示，若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出( )A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度解析：由圖可知，物塊在上滑、下滑過程中加速度不同，物體受到摩擦力的作用，設物體質(zhì)量為m，與斜面間動摩擦因數(shù)為，斜

6、面傾角為，可得到物體上滑時加速度大小a1=v0/t1，下滑時加速度大小a2=v1/t1，對物體上滑時進行受力分析有mgsin +mgcos =mv0/t1；對物體下滑時進行受力分析mgsin -mgcos =mv1/t1.兩式聯(lián)立可解出、，但求不出m;v-t圖像中面積表示位移,可求出物體沿斜面上升最大位移x，根據(jù)三角函數(shù)h=xsin ，可求出上升最大高度，故A、C、D三項均正確.答案：ACD要點研析突破4.(2015衡水二中月考)如圖甲所示，在傾角為=30的長斜面上有一帶風帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑，滑塊的質(zhì)量為m=2 kg,它與斜面的動摩擦因數(shù)為,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度成正比，即

7、Ff=kv.若滑塊從靜止開始下滑的速度圖象如圖乙中的曲線所示，圖中的直線是t=0時速度圖線的切線，g=10 m/s2.(1)求滑塊下滑的最大加速度和最大速度；(2)求和k的值.解析：(1)由圖乙可得：t=0時，滑塊下滑的加速度最大為amax=v/t=3 m/s/1 s=3 m/s2；t=3 s時，滑塊下滑的速度最大為vmax=2 m/s(2)t=0時滑塊下滑的加速度最大為amax，由牛頓第二定律得F合=mgsin -mgcos =mamaxt=3 s時滑塊下滑的速度達最大，有mgsin =mgcos +kvmax解得：=2 /15=0.23k=3 kg/s(說明：k的答案沒有單位不算對).答案

8、：(1)3 m/s2 2 m/s (2)0.23 3 kgs3要點研析突破5.如圖所示，A、B兩物塊疊放后從傾角為30的光滑斜面上一起滑下，若物塊A質(zhì)量為0.4 kg，A、B間接觸面呈水平，求滑下時物塊B對物塊A的支持力和摩擦力.解析：把A、B兩物體作為一個整體分析，受重力、彈力作用，下滑時沿斜面方向合力產(chǎn)生的加速度可由牛頓第二定律求得(mA +mB)gsin 30(mA+mB)a,所以a5 m/s2.再隔離物塊A分析(如右上圖所示)，受重力、彈力和摩擦力，B物塊的上表面水平，所以B對A的支持力FN豎直向上，B對A的靜摩擦力Ff沿水平方向把加速度分解為豎直和水平兩個方向，由牛頓第二定律，則mA

9、g-FN=mAasin 30得FN=3 N，F(xiàn)f=mAacos 30得Ff=3 N答案：3 N 3 N要點研析突破多過程問題分析任何多過程的復雜物理問題都是由很多簡單的小過程構(gòu)成,有些是承上啟下,上一過程的結(jié)果是下一過程的已知,這種情況,一步一步完成即可;有些是樹枝型,告訴的只是旁支,要求的是主干(或另一旁支),這就要求學生有系統(tǒng)的知識,找出各過程的關聯(lián),按順序逐個分析.對于多過程問題,一定要結(jié)合受力分析圖、 運動過程圖和速度時間圖象進行分析,養(yǎng)成良好的作圖習慣.要點三要點三要點研析突破例3 (2015全國新課標卷)下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災害.某地有一傾角為=37 (sin

10、 37 =35)的山坡C，上面有一質(zhì)量為m的石板B，其上下表面與斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均處于靜止狀態(tài)，如圖所示.假設某次暴雨中，A浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊)，在極短時間內(nèi)，A、B間的動摩擦因數(shù)1減小為38，B、C間的動摩擦因數(shù)2減小為0.5，A、B開始運動，此時刻為計時起點；在第2 s末，B的上表面突然變?yōu)楣饣?保持不變，已知A開始運動時，A離B下邊緣的距離l=27 m，C足夠長，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.取重力加速度大小g=10 ms2.求：(1)在02 s時間內(nèi)A和B加速度的大小；(2)A在B上總的運動時間.解析： (1)在02 s時間

11、內(nèi)，A和B的受力如圖所示，其中f1、N1是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小，f2、N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小，方向如圖所示由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得f11N1N1mgcos f22N2N2N1mgcos 規(guī)定沿斜面向下為正設A和B的加速度分別為a1和a2，由牛頓第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2聯(lián)立式，并代入題給條件得a13 m/s2a21 m/s2(2)在t12 s時，設A和B的速度分別為v1和v2，則v1a1t16 m/sv2a2t22 m/stt1時，設A和B的加速度分別為a1和a2.此時A與B之間摩擦力為零，同理可得a16 m/s2a22 m/

12、s2即B做減速運動設經(jīng)過時間t2，B的速度減為零，則有v2a2t20聯(lián)立式得t21 s在t1t2時間內(nèi)，A相對于B運動的距離為s=(1/2a1t12+v1t2+1/2a1t22 )-(1/2a2t12+v2t2+1/2a2t22 )=12 mFfmax，物體由靜止開始做勻加速直線運動a(F-Ff)/m (8-4)/2m/s2，vat6 m/sx21/2at21/2232 m9 m69 s時：FFf，物體做勻速直線運動x3vt63 m18 m912 s時：FFf，物體以6 m/s為初速度，以2 m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運動x4vt1/2at263 m1/2232 m27 m答案：B2.(2015蘇州市學業(yè)水平測試)如圖所示，半徑分別為r和R的圓環(huán)豎直疊放(相切)于水平面上，一條公共斜弦過兩圓切點且分別與兩圓相交于a、b兩點.在此弦上鋪一條光滑軌道，將一小球從a點由靜止釋放，設小球穿過切點時不受阻擋.求該小球從a點運動到b點所用的時間.解析：設軌道ab與水平面間的夾角為，如圖所示由幾何關系可知：軌道ab的長度s=2Rsin +2rsin ，由牛頓第二定律可知，小球下滑的加速度a=mgsin m=gsin ，由運動學公式可得：s=1/2at2,聯(lián)立以上各式解得：2(R+r)/g答案：2(R+r)/g速效提升訓練速效提升訓練