高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第3讲 牛顿运动定律的理解和应用名师讲练课件.ppt

第3讲牛顿运动定律的理解和应用 专题一力与运动 考点一牛顿运动定律的有关辨析 考点三动力学的两类基本问题 考点四用动力学方法解决传送带问题 考点二牛顿运动定律的应用 真题研究 1 2017 浙江11月选考 2 在国际单位制中 属于基本量及基本单位的是a 质量 千克b 能量 焦耳c 电阻 欧姆d 电量 库仑 解析国际基本物理量有 质量 长度 时间 电流 发光强度 热力学温度 物质的量 故选a 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 2 2017 浙江4月选考 1 下列物理量及对应的国际单位制单位符号 正确的是a 力 kgb 功率 jc 电场强度 c nd 电压 v 解析力的国际单位是n 功率的国际单位是w 电场强度的国际单位是n c 电压的国际单位是v 所以正确答案为d 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 3 2016 浙江10月学考 2 下列均属于国际制基本单位的是a m n jb m kg jc m kg sd kg m s n 答案 4 人教版必修1p70第1至3题改编 下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是a 飞机投弹时 如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹 能击中目标b 地球自西向东转 你向上跳起来后 不会落到原地c 安全带的作用是防止汽车刹车时由于惯性作用发生危险d 有的同学说 向上抛出的物体 在空中向上运动时 肯定受到了向上的作用力 答案 模拟训练 1 2 3 4 5 6 7 8 5 人教版必修1p81 实验 改编 把a b两个弹簧测力计连接在一起 b的一端固定 用手拉测力计a 如图1 则a a拉b的力小于b拉a的力b a拉b的力大于b拉a的力c a拉b的力与b拉a的力是一对平衡力d a拉b的力与b拉a的力是一对相互作用力 解析根据牛顿第三定律 相互作用的两个物体间的作用力大小相等 方向相反 a b间的力为相互作用力 故d项正确 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 图1 6 伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家 巧合的是 牛顿就出生在伽利略去世后第二年 下列关于力和运动关系的说法中 不属于他们观点的是a 自由落体运动是一种匀变速直线运动b 力是使物体产生加速度的原因c 物体都具有保持原来运动状态的属性 即惯性d 力是维持物体运动的原因 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 7 课间休息时 一位男生跟一位女生在课桌面上扳手腕比力气 结果男生把女生的手腕压倒到桌面上 如图2所示 对这个过程中作用于双方的力 描述正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 a 男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大b 男生扳女生手腕的力与女生扳男生手腕的力一样大c 男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供给自己手腕的力d 男生扳女生手腕的力与女生臂膀提供给自己手腕的力一样大 图2 解析根据牛顿第三定律 男生扳女生手腕的力与女生扳男生手腕的力大小相等 答案 解析 8 如图3所示 有人用一簇气球使一座小屋成功升空 当小屋加速上升时 它受到的拉力与重力的关系是a 一对平衡力b 作用力和反作用力c 拉力小于重力d 拉力大于重力 解析因加速上升 所以拉力大于重力 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 图3 规律总结 1 力的作用效果是改变物体的运动状态 而不是维持物体的运动状态 2 惯性是物体的固有属性 质量是惯性大小的唯一量度 惯性的两种表现形式 1 物体在不受外力或所受的合外力为零时 惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变 静止或匀速直线运动 2 物体受到外力时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 惯性大 物体的运动状态较难改变 惯性小 物体的运动状态易改变 3 国际单位制规定了七个基本物理量 分别为长度 质量 时间 热力学温度 电流 发光强度 物质的量 它们在国际单位制中的单位称为基本单位 而通过物理量之间的关系式推导出来的物理量单位叫做导出单位 4 牛顿第二定律的五性 命题预测 1 如图4所示 小车向右做匀加速直线运动的加速度大小为a bc是固定在小车上的水平横杆 物块m穿在杆上 m通过细线悬吊着小铁球m m m均相对小车静止 细线与竖直方向的夹角为 若小车的加速度逐渐增大到3a时 m m仍与小车保持相对静止 则a 细线与竖直方向的夹角增加到原来的3倍b 细线与竖直方向夹角的正弦值增加到原来的3倍c 细线的拉力增加到原来的3倍d m受到的摩擦力增加到原来的3倍 答案 解析 图4 1 2 3 4 5 6 解析小球受重力和细线的拉力 沿水平和竖直方向正交分解 得ftsin ma ftcos mg 则a gtan 所以加速度增大到3a时 细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的3倍 选项a b错误 由以上分析知 细线水平分力增到原来的3倍 但竖直分力等于小球重力不变 所以实际细线的拉力不会增大到原来的3倍 选项c错误 对m和m整体受力分析ff m m a 故m受到的摩擦力增加到原来的3倍 选项d正确 1 2 3 4 5 6 2 2017 稽阳联谊学校8月联考 下列情景中哪个不是失重造成的结果a 天宫二号内部的物品可以飘在空中b 汽车快速过拱形桥时 司机感觉到自己对座位的压力小了c 电梯从十楼向下启动时 人感觉轻飘飘的d 小朋友放飞气球 气球飘飘荡荡飞上了天空 模拟训练 解析a b c都是失重或完全失重造成的 只有d是因为浮力大于重力造成的 因此d正确 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3 2016 温州市联考 如图5所示 a b两小球用细线连接 通过一轻质弹簧悬挂在天花板上 a b两球的质量分别为m和2m 在细线烧断瞬间 a b两球的加速度分别为 取向下为正方向 a 0 gb g gc 2g gd 2g 0 答案 解析 图5 1 2 3 4 5 6 解析在细线烧断之前 a b可看成一个整体 由二力平衡知 弹簧弹力等于整体重力 故弹簧弹力方向向上 大小为3mg 当细线烧断瞬间 弹簧的形变量不变 故弹力不变 故a受向上3mg的弹力和向下mg的重力 故加速度aa 2g 方向向上 对b而言 细线烧断后只受重力作用 故加速度ab g 方向向下 取向下为正方向 有aa 2g ab g 故选项c正确 1 2 3 4 5 6 4 2016 浙江北仑中学期中 如图6所示 光滑水平面上 水平恒力f拉小车和木块一起做匀加速直线运动 小车质量为m 木块质量为m 它们的共同加速度为a 木块与小车间的动摩擦因数为 则在运动过程中a 木块受到的摩擦力大小一定为 mgb 木块受到的合力大小为 m m ac 小车受到的摩擦力大小为d 小车受到的合力大小为 m m a 答案 解析 图6 1 2 3 4 5 6 解析木块与小车共同加速 木块受到静摩擦力 由牛顿第二定律ff ma a b错误 小车受到的合外力为ma d错误 1 2 3 4 5 6 5 2017 嵊州市高级中学期末 已知雨滴在空中运动时所受空气阻力f阻 kr2v2 其中k为比例系数 r为雨滴半径 v为其运动速率 t 0时 雨滴由静止开始下落 加速度用a表示 落地前雨滴已做匀速运动 速率为v0 下列图象中不正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析由mg f阻 ma得 雨滴先加速下落 随着v增大 阻力f阻增大 a减小 a 0时 v v0不再变化 故a b正确 1 2 3 4 5 6 6 2017 温州市十校高三期末 如图7甲所示 是某人站在力传感器上做下蹲 起跳动作的示意图 中间的 表示人的重心 图乙是根据传感器画出的f t图线 两图中a g各点均相对应 其中有几个点在甲图中没有画出 图乙中a c e点对应的纵坐标均为700n 取重力加速度g 10m s2 请根据这两个图所给出的信息 判断下面说法中正确的是a 此人重心在b点时处于超重状态b 此人重心在c点时的加速度大小大于在b点时的加速度大小c 此人重心在e点时的加速度大小大于在a点时的加速度大小d 此人重心在f点时的脚刚好离开传感器 答案 解析 甲乙图7 1 2 3 4 5 6 解析由题图知a c e点处对应的f g 故加速度等于0 b点处f g 处于失重状态 1 2 3 4 5 6 规律总结 1 只要物体有向上或向下的加速度 物体就处于超重或失重状态 与物体向上运动还是向下运动无关 2 加速度与合外力具有瞬时对应关系 二者总是同时产生 同时变化 同时消失 3 受力分析中的突变问题 1 轻绳 轻杆和接触面的弹力可以突变 2 弹簧 橡皮筋的弹力不可以突变 4 连接体问题的分析思路 1 若系统内各物体具有相同的加速度 且要求物体间的相互作用力时 一般 先整体求加速度 后隔离求内力 2 若系统内各个物体的加速度不相同 又需要知道物体间的相互作用力 往往把各个物体从系统中隔离出来 分析各个物体的受力情况和运动情况 并分别应用牛顿第二定律列出方程求解 真题研究 1 2017 浙江4月选考 19 如图8所示 游船从某码头沿直线行驶到湖对岸 小明对过程进行观测并记录数据如下表 1 2 3 4 5 图8 1 求游船匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1 答案0 105m s284m 答案 解析 解析由运动学公式a1 0 105m s2位移x1 a1t2 84m 1 2 3 4 5 2 若游船和游客的总质量m 8000kg 求游船匀减速运动过程中所受的合力大小f 答案400n 由牛顿第二定律得f ma2 400n 3 求游船在整个行驶过程中的平均速度大小 答案3 86m s 答案 解析 1 2 3 4 5 2 2016 浙江10月学考 19 如图9所示在某段平直的铁路上 一列以324km h高速行驶的列车在某时刻开始匀减速行驶 5min后恰好停在某车站 并在该站停留4min 随后匀加速驶离车站 经8 1km后恢复到原速324km h g取10m s2 1 求列车减速时的加速度大小 1 2 3 4 5 图9 答案见解析 解析列车的速度为324km h 90m s 经过5min 300s停下 答案 解析 2 若该列车总质量为8 0 105kg 所受阻力恒为车重的0 1倍 求列车驶离车站加速过程中牵引力的大小 1 2 3 4 5 答案见解析 解析ff 0 1mg 根据牛顿第二定律 f 0 1mg ma v2 2a x 解得a 0 5m s2 则f 1 2 106n 答案 解析 3 求列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小 1 2 3 4 5 答案见解析 答案 解析 3 2016 浙江4月学考 19 如图10是上海中心大厦 小明乘坐大厦快速电梯 从底层到达第119层观光平台仅用时55s 若电梯先以加速度a1做匀加速运动 达到最大速度18m s 然后以最大速度匀速运动 最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台 假定观光平台高度为549m 取g 10m s2 1 2 3 4 5 图10 答案0 9m s2180m 答案 解析 1 若电梯经过20s匀加速达到最大速度 求加速度a1及上升高度h 1 2 3 4 5 解析由运动学公式可得 1 2 3 4 5 2 在 1 问中的匀加速上升过程中 若小明的质量为60kg 求小明对电梯地板的压力 答案654n 方向竖直向下 解析根据牛顿第二定律可得fn mg ma1则fn mg ma1 654n根据牛顿第三定律得小明对地板的压力fn fn 654n 方向竖直向下 答案 解析 1 2 3 4 5 3 求电梯匀速运动的时间 答案6s 解析设匀速运动时间为t0 运动的总时间为t 由v t图象可得h t t0 vm解得t0 6s 答案 解析 模拟训练 4 人教版必修1p86例2 如图11所示 一个滑雪的人 质量m 75kg 以v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 30 t 5s的时间内滑下的路程x 60m g 9 8m s2 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦力和空气阻力 大小 答案67 5n 图11 解析由x v0t at2得a 4m s2 又由牛顿第二定律mgsin f阻 ma得f阻 mgsin ma 67 5n 1 2 3 4 5 答案 解析 5 2017 浙江 七彩阳光 联考 2017年1月25日 在中央电视台播出的 2016年度科技盛典 节目中 海军电力工程专家马伟明院士表示正在研制 国产003型航母电磁弹射器 如图12所示 它是由电磁弹射车给飞机一个辅助作用力 使飞机在较短的直跑道上获得较大的速度 假定航母处于静止状态 质量为m的飞机利用电磁弹射器起飞 飞机在t0时刻从静止开始在跑道上做匀加速运动 在t1时刻获得发射速度v 此过程中飞机发动机的推力恒为f 阻力恒为f 问 1 电磁弹射车对飞机的辅助推力多大 图12 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 解析设飞机在加速过程中加速度为a1 由牛顿第二定律可得f f f辅 ma1 2 若在t1时刻突然接到飞机停止起飞的命令 立刻将该飞机的推力和电磁弹射车的辅助推力同时反向但大小不变 要使飞机能安全停止 则飞行甲板l至少多长 1 2 3 4 5 答案 解析 解析飞机在加速过程中滑行的距离s1为 设飞机在减速过程中加速度为a2 由牛顿第二定律得 f f f辅 ma2 飞机在减速过程中滑行的距离为s2 要使飞机能安全停止 则飞行甲板长l至少为 1 2 3 4 5 规律总结 1 以加速度为 桥梁 由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解 具体逻辑关系如下 2 解答动力学两类问题的基本程序 1 明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点 2 对研究对象进行受力分析和运动过程分析 并画出示意图 3 应用牛顿运动定律和运动学公式求解 通常先用表示相应物理量的符号进行运算 解出所求物理量的表达式 然后将已知物理量的数值及单位代入 通过运算求结果 命题预测 1 如图13所示 电动传送带以恒定速度v0 1 2m s运行 传送带与水平面的夹角 37 现将质量m 20kg的物品箱轻放到传送带底端 经过一段时间后 物品箱被送到高h 1 8m的平台上 已知物品箱与传送带间的动摩擦因数 0 85 不计其他损耗 则每件物品箱从传送带底端送到平台上 需要多长时间 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 1 2 3 图13 答案3 25s 答案 解析 解析物品箱刚放到传送带上时做匀加速运动 当速度达到v0时 与传送带一起做匀速运动到平台 物品箱刚放上去时 根据牛顿第二定律有 mgcos mgsin ma 解得a 0 8m s2 1 2 3 总时间为t t1 t2 3 25s 2 如图14甲所示 绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行 初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的a处滑上传送带 若从小物块滑上传送带开始计时 小物块在传送带上运动的v t图象 以地面为参考系 如图乙所示 已知v2 v1 则a t2时刻 小物块离a处的距离达到最大b t2时刻 小物块相对传送带滑动的距离达到最大c 0 t2时间内 小物块受到的摩擦力方向先向右后向左d 0 t3时间内 小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 答案 解析 模拟训练 图14 1 2 3 解析t1时刻小物块向左运动到速度为零 离a处的距离达到最大 故a错误 t2时刻前小物块