江苏省高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律 2 牛顿第二定律 两类动力学问题课件.ppt

第三章牛顿运动定律 第2讲牛顿第二定律两类动力学问题 1 理解牛顿第二定律的内容 表达式及性质 2 会应用牛顿第二定律解决瞬时问题和两类动力学问题 3 会用正交分解法解决有关问题 1 牛顿第二定律 物体的加速度跟所受的合外力成 跟物体的质量成 加速度的方向跟合外力方向 2 公式 f合 含义是只要作用在物体上的合外力不为零 物体就产生 就要变化 3 适用条件 只适用于宏观 运动的物体 不适用于微观 运动的粒子 物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的 惯性系 而言的 正比 反比 相同 ma 加速度 速度 低速 高速 参考系 4 牛顿第二定律的独立性 1 作用于物体上的每一个力各自产生的 都遵从牛顿第二定律 2 物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的 3 分力与加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律 即fx fy 5 牛顿第二定律的因果性 f是产生a的 物体具有加速度是因为物体受到了 加速度 矢量和 max may 原因 力 6 两类基本问题的解题思路 对牛顿第二定律的理解 a 解析 首先有两个问题应搞清楚 物体在a点所受弹簧的弹力大于物体与地面之间的摩擦力 因为物体能运动 物体在o点所受弹簧的弹力为0 所以在a o之间有弹力与摩擦力相等的位置 故物体在a o之间的运动应该是先加速后减速 a正确 b错误 o点所受弹簧的弹力为0 但摩擦力不是0 所以选项c错误 从a到o的过程加速度先减小 后增大 故选项d错误 1 一般思路 瞬时加速度的问题分析 2 几种模型的比较 3 求解瞬时性问题时的注意点 1 物体的受力情况和运动情况是时刻对应的 当外界因素发生变化时 需要重新进行受力分析和运动分析 2 加速度可以随着力的突变而突变 而速度的变化需要一个过程的积累 不会发生突变 d ac 1 求解两类问题的思路 可用下面的框图来表示 分析解决这两类问题的关键 应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁 加速度 动力学的两类基本问题 2 动力学的两类基本问题的解题步骤 1 选取研究对象 根据问题的需要和解题的方便 选出被研究的物体 可以是一个物体 也可以是几个物体组成的整体 2 分析研究对象的受力情况和运动情况 注意画好受力分析图 明确物体的运动过程和运动性质 3 选取正方向或建立坐标系 通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向 4 求合外力f 5 根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解 必要时还要对结果进行讨论 典题演示4 2017 金陵中学 如图所示 倾角 37 的足够长斜面固定在水平地面上 质量m 2kg的物块在与斜面成37 角向上恒力f 20n的作用下 从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动 已知物块与斜面间的动摩擦因数 0 5 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求物块在恒力f作用下向上运动的加速度a 答案 1m s2 2 若恒力f作用4s后撤去 求物块再经过多长时间返回斜面底端 答案 3 2s 微模型2动力学中的图象问题1 常见的动力学图象 v t图象 a t图象 f t图象 fa图象等 2 图象问题的类型 已知物体受到的力随时间变化的图线 要求分析物体的运动情况 已知物体的速度 加速度随时间变化的图线 要求分析物体的受力情况 由已知条件确定某物理量的变化图象 3 解题策略 典题演示 2016 镇江一模 如图甲所示 倾角 37 的足够长的斜面固定在水平地面上 质量m 1kg的物块在沿斜面向上的恒力f作用下 由斜面底端a处从静止开始沿斜面向上做匀加速运动 当物块运动t1 2s时撤去外力f 物块继续向上运动 一段时间后物块到达最高点b 物块运动的v t图象如图乙所示 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 甲 乙 1 物块和斜面之间的动摩擦因数 答案 0 5 2 沿斜面向上的恒力f的大小 答案 15n 3 物块从最高点b返回到斜面底端a点所用时间t 跟踪训练1 2016 苏锡常镇三模 重物从空中由静止下落 设重物下落时所受的阻力与速度成正比 则下列图象中正确的是 d 跟踪训练2 多选 2015 新课标 卷 如图 a 一物块在t 0时刻滑上一固定斜面 其运动的v t图线如图 b 所示 若重力加速度及图中的v0 v1 t1均为已知量 则可求出 a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度 acd 图 a 图 b d 解析 据题意可知 小车向右做匀加速直线运动 由于球固定在杆上 而杆固定在小车上 则三者属于同一整体 根据整体法和隔离法的关系分析可知 球和小车的加速度相同 所以球的加速度也应该向右 故选项d正确 d 3 2016 无锡一模 如图所示 一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面 现将一物块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力 并使系统静止 若将外力突然撤去 则物块在第一次到达最高点前的速度 时间图象 图中实线 可能是图中的 a b a d a 解析 突然撤掉外力 物体在向上的弹力和向下的重力的作用下 向上加速运动 弹力逐渐减小 加速度减小 速度逐渐增大 当弹力和重力大小相等时 速度达到最大 此时弹簧仍处于压缩状态 物体继续向上运动 重力大于弹力 物体加速度方向向下 弹力继续减小 加速度大小增大 物体速度减小 直到弹簧回复原长 由于物体和弹簧没有拴接 弹簧恢复原长后 物体继续向上做竖直上抛运动 a项正确 4 多选 2016 泰州一模 如图甲所示 质量相等的a b两物体 分别从斜面上的同一位置a由静止下滑 经b点在水平面上滑行一段距离后停下 不计经过b点时的能量损失 用传感器采集到它们的v t图象如图乙所示 下列说法中正确的是 a a在斜面上滑行的加速度比b的大b a在水平面上滑行的距离比b的短c a与斜面间的动摩擦因数比b的小d a与水平面间的动摩擦因数比b的大 ac 甲 乙 解析 速度 时间图象的斜率代表加速度 a在斜面上滑行的加速度比b大 a项正确 根据牛顿第二定律得出物体在斜面上的加速度a gsin gcos 加速度大说明 小 c项正确 在水平面上滑行的距离可看对应的图象面积 b项错误 物体在水平面上的加速度a g 斜率大小表示 大小 d项错误 d 6 2016 扬州检测 如图所示 质量为60kg的滑雪运动员在倾角 37 的斜坡顶端从静止开始自由下滑50m到达坡底 用时5s 然后沿着水平路面继续自由滑行 直