2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教案.doc
《2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教案.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題教案.doc(15頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。
1、高考總復(fù)習(xí)第2節(jié)牛頓第二定律、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一、牛頓第二定律、單位制1牛頓第二定律(1)內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比。加速度的方向與作用力的方向相同。(2)表達(dá)式a或Fma。(3)適用范圍只適用于慣性參考系(相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系)。只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。2單位制(1)單位制由基本單位和導(dǎo)出單位組成。(2)基本單位基本量的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè),它們分別是質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度,它們的國(guó)際單位分別是千克、秒、米。(3)導(dǎo)出單位由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出的其他物理量的單位。二、超重與失重1實(shí)重和視重(1)實(shí)
2、重:物體實(shí)際所受的重力,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),在地球上的同一位置是不變的。(2)視重當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為視重。視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受物體的拉力或臺(tái)秤所受物體的壓力。2超重、失重和完全失重的比較超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重概念物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的現(xiàn)象產(chǎn)生條件物體的加速度方向向上物體的加速度方向向下物體的加速度方向向下,大小為ag原理方程Fmgma Fm(ga)mgFmaFm(ga)mgFmgF0運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加
3、速上升或減速下降加速下降或減速上升無(wú)阻力的拋體運(yùn)動(dòng);繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)三、動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題1兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(1)已知物體的受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。2解決兩類基本問(wèn)題的方法以加速度為“橋梁”,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解,具體邏輯關(guān)系如下:1思考辨析(正確的畫(huà)“”,錯(cuò)誤的畫(huà)“”)(1)牛頓第二定律的表達(dá)式Fma在任何情況下都適用。()(2)物體只有在受力的前提下才會(huì)產(chǎn)生加速度,因此,加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用。()(3)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系,同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系。()(4)失重說(shuō)明物體的重力減小了。()(5)物體
4、超重時(shí),加速度向上,速度也一定向上。()(6)研究動(dòng)力學(xué)兩類問(wèn)題時(shí),做好受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是關(guān)鍵。()2(魯科版必修1P134T3)在粗糙的水平面上,物體在水平推力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。作用一段時(shí)間后,將水平推力逐漸減小到零(物體還在運(yùn)動(dòng)),則在水平推力逐漸減小到零的過(guò)程中()A物體速度逐漸減小,加速度逐漸減小B物體速度逐漸增大,加速度逐漸減小C物體速度先增大后減小,加速度先增大后減小D物體速度先增大后減小,加速度先減小后增大D由題意得推力F未減小之前物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則可判定Ff,且maFf;當(dāng)F逐漸減小時(shí),加速度逐漸減小,但加速度方向與速度方向同向,物體仍加速;當(dāng)F0,解得
5、F10,解得F125 N,C、D正確。4(人教版必修1P78T2改編)一質(zhì)量為m的物體,放在粗糙水平面上,受水平推力F的作用產(chǎn)生加速度a,物體所受摩擦力為f,當(dāng)水平推力變?yōu)?F時(shí)()A物體的加速度小于2aB物體的加速度大于2aC物體的加速度等于2aD物體所受的摩擦力變?yōu)?fB根據(jù)牛頓第二定律可知,物體在水平推力F的作用下,產(chǎn)生的加速度為ag。當(dāng)水平推力變?yōu)?F時(shí),物體的加速度ag。比較兩式可以看出a2a。 牛頓第二定律的理解1根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是()A物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí),才能使物體產(chǎn)生加速度C物體加速度的大小跟它所受作用
6、力中的任一個(gè)力的大小成正比D當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí),物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比D由牛頓第二定律a可知,物體加速度的大小跟它的質(zhì)量成反比,跟速度沒(méi)有直接關(guān)系,A錯(cuò)誤;物體所受合外力不為0時(shí)就產(chǎn)生加速度,B錯(cuò)誤;物體加速度的大小跟物體所受的合外力成正比,與所受作用力中的任一個(gè)力沒(méi)有必然關(guān)系,C錯(cuò)誤;加速度是矢量,在某一個(gè)方向上的加速度,與這個(gè)方向上的合外力成正比,與其質(zhì)量成反比,D正確。2(多選)關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是()A原來(lái)靜止在光滑水平面上的物體,受到水平推力的瞬間,物體立刻獲得加速度B加速度的方向與合力的方向總是一致的,但與速度的方向可能相
7、同,也可能不同C在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,速度、加速度與合力的方向總是一致的D合力變小,物體的速度一定變小ABC加速度與力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化,選項(xiàng)A正確;加速度的方向由合力方向決定,但與速度方向無(wú)關(guān),選項(xiàng)B正確;在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,合力方向決定加速度方向,加速度方向決定末速度方向,選項(xiàng)C正確;合力變小,物體的加速度一定變小,但速度不一定變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。合力、加速度、速度間的決定關(guān)系(1)物體所受合力的方向決定了其加速度的方向,只要合力不為零,不管速度是大是小,或是零,物體都有加速度,只有合力為零時(shí),加速度才為零。一般情況下,合力與速度無(wú)必然的聯(lián)系。(2)合力與速度
8、同向時(shí),物體加速運(yùn)動(dòng);合力與速度反向時(shí),物體減速運(yùn)動(dòng)。(3)a是加速度的定義式,a與v、t無(wú)直接關(guān)系;a是加速度的決定式,aF,a。 超重和失重1(2019北京豐臺(tái)區(qū)期末)圖甲是某人站在接有傳感器的力板上做下蹲、起跳和回落動(dòng)作的示意圖,圖中的小黑點(diǎn)表示人的重心。圖乙是力板所受壓力隨時(shí)間變化的圖象,取重力加速度g10 m/s2。根據(jù)圖象分析可知()甲乙A人的重力可由b點(diǎn)讀出,約為300 NBb到c的過(guò)程中,人先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)C人在雙腳離開(kāi)力板的過(guò)程中,處于完全失重狀態(tài)D人在b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的加速度大于在c點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的加速度C開(kāi)始時(shí)人處于平衡狀態(tài),人對(duì)傳感器的壓力約為900 N,人的重力也
9、約為900 N,故A錯(cuò)誤;b到c的過(guò)程中,人先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài),故B錯(cuò)誤;雙腳離開(kāi)力板的過(guò)程中只受重力的作用,處于完全失重狀態(tài),故C正確;b點(diǎn)彈力與重力的差值要小于c點(diǎn)彈力與重力的差值,則人在b點(diǎn)的加速度要小于在c點(diǎn)的加速度,故D錯(cuò)誤。2.(2019江蘇揚(yáng)州中學(xué)高考模擬)智能化電動(dòng)扶梯如圖所示,乘客站上扶梯,先緩慢加速,然后再勻速上升,則()A乘客始終處于超重狀態(tài)B加速階段乘客受到的摩擦力方向與v相同C電梯對(duì)乘客的作用力始終豎直向上D電梯勻速上升時(shí),電梯對(duì)乘客的作用力豎直向上D加速運(yùn)動(dòng)階段,顧客的加速度沿電梯斜向上,有豎直向上的分加速度,根據(jù)牛頓第二定律,電梯對(duì)他的支持力大于其重力,
10、處于超重狀態(tài);勻速運(yùn)動(dòng)階段,加速度為0,所以既不超重也不失重,故A錯(cuò)誤。加速階段乘客加速度斜向上,加速度有水平向右的分量,則受到的摩擦力方向水平向右,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。加速階段,乘客受到豎直向上的支持力和水平向右的摩擦力,則電梯對(duì)乘客的作用力斜向右上方;電梯勻速上升時(shí),電梯對(duì)乘客只有向上的支持力,即電梯對(duì)乘客的作用力豎直向上,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。超重和失重的判斷方法(1)若物體加速度已知,看加速度的方向,方向向上則超重,方向向下則失重。(2)若拉力或壓力已知,看拉力或壓力與重力的大小關(guān)系,大于重力則超重,小于重力則失重。(3)物體超重、失重與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 動(dòng)力學(xué)中的兩類問(wèn)題1解決動(dòng)力學(xué)兩類問(wèn)題的兩
11、個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)2動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的力的處理方法(1)合成法:在物體受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用“合成法”。(2)正交分解法:若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上),則采用“正交分解法”。一質(zhì)量為m2 kg的滑塊能在傾角為30的足夠長(zhǎng)的斜面上以a2.5 m/s2的加速度勻加速下滑,如圖所示。若用一水平向右的恒力F作用于滑塊,使之由靜止開(kāi)始在t2 s內(nèi)沿斜面運(yùn)動(dòng)位移x4 m。求:(g取10 m/s2)(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)恒力F的大小。審題指導(dǎo):解此題關(guān)鍵有兩點(diǎn)(1)選取滑塊為研究對(duì)象,正確作出受力分析。(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程求出加速度,結(jié)合牛頓第二定律求恒力F。解析(1)以滑塊為研
12、究對(duì)象受力分析如圖甲所示,根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin 30mgcos 30ma解得。(2)使滑塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有加速度向上和向下兩種可能。根據(jù)題意可得xa1t2,得a12 m/s2當(dāng)加速度沿斜面向上時(shí),受力分析如圖乙所示,則Fcos 30mgsin 30(Fsin 30mgcos 30)ma1代入數(shù)據(jù)得F N甲乙丙當(dāng)加速度沿斜面向下時(shí),受力分析如圖丙所示,則mgsin 30Fcos 30(Fsin 30mgcos 30)ma1代入數(shù)據(jù)得F N。答案(1)(2) N或 N動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題步驟已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況1.(2019株洲質(zhì)檢)如圖所示,某次滑雪訓(xùn)練,運(yùn)動(dòng)員站在水平雪道上第
13、一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F84 N而從靜止向前滑行,其作用時(shí)間為t11.0 s,撤除水平推力F后經(jīng)過(guò)t22.0 s,他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力,作用距離與第一次相同。已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m60 kg,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小恒為Ff12 N,求:(1)第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小及這段時(shí)間內(nèi)的位移;(2)該運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。解析(1)運(yùn)動(dòng)員利用滑雪杖獲得的加速度為a1 m/s21.2 m/s2第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小v1a1t11.21.0 m/s1.2 m/s位移x1a
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