物理高考二轮学案第3章牛顿第二定律及应用(一)

1、2019物理高考二轮学案第3 章牛顿第二定律及应用( 一)注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。 只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题【一】概念规律题组1、以下对牛顿

2、第二定律的表达式F ma及其变形公式的理解，正确的选项是()A. 由 F ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比FB. 由 m a可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的速度成反比FC. 由 a 可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比 mFD. 由 m a可知，物体的质量可以通过测量经的加速度和它所受的合力而求出2、以下说法正确的选项是()A、物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B、物体所受合力越大，速度越大C、速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D、速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同图 13、如图 1

3、所示， 质量为 20kg 的物体， 沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为 0.1 ，同时还受到大小为10N的水平向右的力的作用，那么该物体(g 取 10 /2)()m sA、受到的摩擦力大小为20N，方向向左B、受到的摩擦力大小为20，方向向右NC、运动的加速度大小为1.5m/ s2，方向向左D、运动的加速度大小为0.5m/ s2，方向向右4、关于国秒单位制，以下说法正确的选项是()A、kg， m/ s， N是导出单位B、kg， m， h 是基本单位C、在国际单位制中，质量的单位可以是 kg，也可以是D、只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是gF ma【二】思想方法题组图 25、

4、 (2017 淮南模拟 ) 如图 2 所示，两个质量相同的物体1 和水平面上，如果它们分别受到水平推力F1 和 F2 的作用，而且用力大小为 ()2 紧靠在一起，放在光滑F1F2，那么 1 施于 2 的作A、F1B、F211C. 2(F 1F2) D. 2(F 1 F2)图 36、如图 3 所示，在光滑水平面上，质量分别为m1 和 m2 的木块 A 和做匀速直线运动，某时刻空然撤去拉力F，此瞬时A 和 B 的加速度B 之下，以加速度a1 和 a2，那么 ()aA、a1 a20B、a1 a， a2 0m1m2C、a1m1 m2a， a2 m1 m2am1D、a1 a， a2 m2a【一】对牛顿第

5、二定律的理解矢量性公式 F ma是矢量式，任一时刻，F 与 a 总同向瞬时性a 与 F 对应同一时刻，即 a 为某时刻的加速度时，F 为该时刻物体所受的合外力因果性F 是产生加速度 a 的原因，加速度a 是 F 作用的结果同一性有三层意思： (1) 加速度 a 是相对同一个惯性系的( 一般指地面 ) ；(2)F ma中，F、m、 a 对应同一个物体或同一个系统；(3)F ma中，各量统一使用国际单位(1) 作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F ma独立性(2) 物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3) 力和加速度在各个方向上的分量也满足F ma即 Fx max， Fy m

6、ay【例 1】 (2017 上海 11) 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，那么物体()A、刚抛出时的速度最大B、在最高点的加速度为零C、上升时间大于下落时间D、上升时的加速度等于下落时的加速度 规范思维 【例 2】 (2017 宁夏理综 20) 如图 4 所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦、现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 ()图 4A、物块先向左运动，再向右运动B、物块向左运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C、木板向右

7、运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D、木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 规范思维 针对训练1(2017 上海综合7)图 5如图 5 所示为蹦极运动的示意图、弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连、运动员从 O点自由下落，至B 点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C 点到达最低点后弹起、整个过程中忽略空气阻力、分析这一过程，以下表述正确的选项是()经过 B 点时，运动员的速率最大经过C点时，运动员的速率最大从C点到运动员的加速度增大从C 点到 D点，运动员的加速度不变D，然D 点，A、 B、 C、 D、【二】动力学两类基本问题1、分析流程图2、应用牛顿第二定律的解题步骤(1) 明确研究对象、

8、根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体、(2) 分析物体的受力情况和运动情况、画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程、(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 合、(5) 根据牛顿第二定律 F 合 ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论、特别提醒 (1) 物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的、(2) 无论是哪种情况，加速度都是联系力和运动的“桥梁”、(3) 如果只受两个力，可以用平行四边形定那么求其合力；如果物体受力较多，一般用正交分解法求其合力、 如果物体做直线运动， 一般把力分解到沿

9、运动方向和垂直于运动方向；当求加速度时， 要沿着加速度的方向处理力即一般情况不分解加速度； 特殊情况下当求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度、【例 3】如图 6图 6 所示，一质量为m的物块放在水平地面上、现在对物块施加一个大小为F 的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x 后立即撤去F，物块与水平地面间的动摩擦因数为 ，求：(1) 撤去 F 时，物块的速度大小；(2) 撤去 F 后，物块还能滑行多远、 规范思维 【例 4】 (2017 安徽理综22)质量为 2kg 的物体在水平推力图 7F 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的 v t 图象如图7 所示、(1) 物体与水

10、平面间的动摩擦因数g 取 10m/ s2，求： ；(2) 水平推力F 的大小；(3)0 10s 内物体运动位移的大小、 规范思维 针对训练2(2017江苏13) 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m 2kg，动力系统提供的恒定升力F 28N、试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升、设飞2(1) 第一次试飞，飞行器飞行t 1 8s 时到达高度H 64m，求飞行器所受阻力f 的大小、(2) 第二次试飞，飞行器飞行 t 2 6s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力、求飞行器能达到的最大高度 h.(3) 为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3.【基础演练】1、

11、 (2017 海南华侨中学月考) 在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下来的痕迹、在某次交通事故中， 汽车的刹车线的长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7 ，g取 10m/ s2，那么汽车开始刹车时的速度为()A、7m/ sB、10m/ sC、14m/ sD、 20m/ s2、 (2017 吉林长春调研) 竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中， 子弹受到的阻力与速度的大小成正比， 那么子弹在整个运动过程中， 加速度大小的变化是 ()A、始终变大 B、始终变小C、先变大后变小D、先变小后

12、变大3、如图 8 甲所示， 在粗糙水平面上，物体A 在水平向右的外力F 的作用下做直线运动，其速度时间图象如图乙所示，以下判断正确的选项是()图 8A、在 0 1s 内，外力 F 不断增大B、在 1 3s 内，外力 F 的大小恒定C、在 3 4s 内，外力 F 不断增大D、在 3 4s 内，外力 F 的大小恒定图 94、(2017 广东理基 4) 建筑工人用图9 所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为 70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500 /2的加速度拉升，忽m s(g 取 10m/ s2)()略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，那么工人对地面的压力大小

13、为A、510NB、490NC、890910NND、图 105、如图10 所示，足够长的传送带与水平面间夹角为 ，以速度v0 逆时针匀速转动、在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan . 那么图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()图 116、(2017 福建福州质检 ) 商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为的光滑斜面推上水平台，如图 11 所示、他由斜面底端以初速度v0 开始将箱推出( 箱与手分离 ) ，这箱苹果刚好能滑上平台、 箱子的正中间是一个质量为m的苹果， 在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是 ()A、mgB、mgsin C、mgcos D

14、、0题号123456答案7. 在某一旅游景区， 建有一山坡滑草运动项目、 该山坡可看成倾角 30的斜面， 一名游客连同滑草装置总质量m 80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t 5s 内沿斜2面滑下的位移x 50m、 ( 不计空气阻力，取g 10m/ s ) 、问：(1) 游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff 为多大？(2) 滑草装置与草皮之间的动摩擦因数 为多大？(3) 设游客滑下 50m后进入水平草坪，试求游客在水平面上滑动的最大距离、【能力提升】图128、如图 12 所示，有一长度x 1m、质量 M 10kg 的平板小车静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m 4kg 的小

15、物块，物块与小车间的动摩擦因数 0.25 ，要使物块在 2s 内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F 是多少？ (g 取 10m/ s2)图 139、质量为 10kg 的物体在F 200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角 37，如图 13 所示、力 F 作用 2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 s 后，速度减为零、求：物体与斜面间的动摩擦因数 和物体的总位移 x.， g10m/ s2)( sin 37 0.6 ， cos37 0.810.(2017. 天星调研 )图 14如图 14 所示，长为L 的薄木板放在长为L 的正方形

16、水平桌面上，木板的两端与桌面的两端对齐，一小木块放在木板的中点，木块、木板质量均为 m，木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数都为 . 现突然施加水平外力 F 在薄木板上将薄木板抽出，最后小木块恰好停在桌面边上， 没从桌面上掉下、 假设薄木板在被抽出的过程中始终保持水平，且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上、求水平外力 F 的大小、学案 12 牛顿第二定律及应用( 一 )牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题【课前双基回扣】1、CD牛顿第二定律的表达式F ma说明了各物理量之间的数量关系，即两个量， 可求第三个量， 但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和

17、它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关、故排除A、 B，选 C、D.2、D 由牛顿第二定律Fma知，F 合为零，加速度为零， 由惯性定律知速度不一定为零；v对某一物体， F 合 越大， a 越大，由 at 知， a 大只能说明速度变化率大，速度不一定大，故 A、B 项错误；F合、 、v三者方向一定相同，而速度方向与这三者方向不一定a相同，故 C 项错误， D 项正确、 3、 AD4、BD所谓导出单位， 是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即 kg 、 m、 s，其他单位都是由这三个基本单位衍生( 推导 ) 出来的，如“牛顿”2项错误， B项正确、(N)

18、是导出单位，即 1N1kg m/s ( F ma) ，所以题中 A在国际单位制中，质量的单位只能是kg， C错误、在牛顿第二定律的表达式中，( 1) 只有在所有物理量都采用国际单位制时才能Fma k成立， D 项正确、 5、 C将物体 1、 2 看做一个整体，其所受合力为：F合1 2，设质量均为，由第二F FFFm定律得 F1 F2 2ma，所以 a122m 以物体 2 为研究对象，受力情况如右图所示、.F F12由牛顿第二定律得 F12 F2 ma，所以 F12 F2 ma 2.6、D 两物体在光滑的水平面上一起以加速度a 向右匀速运动时， 弹簧的弹力 F ma，弹1在力F撤去的瞬间，弹簧的

19、弹力来不及改变，大小仍为1 ，因此对A来讲，加速度此mam1时仍为 a；对 B 物体，取向右为正方向，m1a m2a2，a2 m2a，所以只有 D 项正确、 思维提升1、牛顿第二定律是一个实验定律，其公式也就不能像数学公式那样随意变换成不同的表达式、2、 avFva 决定于t是 a 的定义式， a 是 a 的决定式， a 虽可由 at进行计算，但m合外力 F 与质量 m.3、在牛顿运动定律的应用中，整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法、4、对于弹簧弹力和细绳弹力要区别开、5、在牛顿运动定律的应用中，整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法，其常用的一种思路是： 利用整体法求出物体的加速度，

20、再利用隔离法求出物体间的相互作用力、【核心考点突破】例 1A 最高点速度为零，物体受重力，合力不可能为零，加速度不为零，故B 项错、上11mg f升时做匀减速运动，2h2a1t 1，下落时做匀加速运动，2h 2a2t 2，又因为a1m ， a2mg f m ，所以 t 1t 2，故 C、 D错误、根据能量守恒，开始时只有动能，因此开始时动能最大，速度最大，故A 项正确、 规范思维 物体的加速度与合外力存在瞬时对应关系；加速度由合外力决定，合外力变化，加速度就变化、例 2BC由题意可知，当撤去外力，物块与木板都有向右的速度，但物块速度小于木板的速度，因此，木板给物块的动摩擦力向右，使物块向右加速

21、，反过来，物块给木板的动摩擦力向左，使木板向右减速运动，直到它们速度相等，没有了动摩擦力，二者以共同速度做匀速运动，综上所述，选项B、 C 正确、 规范思维 正确建立两物体的运动情景，明确物体的受力情况，进而确定加速度的大小方向，再进行运动状态分析、2 F mg xF例 3(1)m(2)( 1) x mg解析 (1) 设撤去 F 时物块的速度大小为v，根据牛顿第二定律，物块的加速度F mgam2 F mg x又由运动学公式v2 2ax，解得 vm(2) 撤去 F 后物块只受摩擦力，做匀减速运动至停止，根据牛顿第二定律，物块的加速度a mgv 2 v2 2a x，且 v 0 解得 x (Fm g

22、 由运动学公式 mg1) x 规范思维 此题是物体的受力情况， 求解运动情况， 受力分析是求解的关键、 如果物体的加速度或受力情况发生变化， 那么要分段处理， 受力情况改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量、多过程问题画出草图有助于解题、例 4(1)0.2(2)6N(3)46m解析 (1)设物体做匀减速直线运动的时间为t 2、初速度为 v20、末速度为 v2t 、加速度为v2t v20222t 2 2m/sa ，那么 a 设物体所受的摩擦力为Ff ，根据牛顿第二定律，有Ff ma2Ff mg a2联立得 g 0.2 (2) 设物体做匀加速直线运动的时间为 t 1、初速度为 v10 、末速度为 v

23、1t 、加速度为 a1，那么v1t v10a1t 121m/s根据牛顿第二定律，有 F Ff ma1联立得F mg ma1 6N(3) 解法一由匀变速直线运动位移公式，得1212x x1 x2v10 t 1 2a1t 1v20 t 2 2a2t 2 46m解法二根据vt 图象围成的面积，得v10 v1t1x ( 2 t 1 2 v20 t 2) 46m 规范思维 此题是牛顿第二定律和运动图象的综合应用、此题是运动情况 ( 由 v t 图象告知运动信息 ) 求受力情况、 在求解两类动力学问题时，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析和运动过程分析是两大关键，一般需列两类方程( 牛顿第二定律， 运动

24、学公式 )联立求解、 针对训练 321、 B2.(1)4N(2)42m(3)2 s( 或 2.1s)【课时效果检测】1、 C2.B3.BC4.B5、D m刚放上时， mgsin mgcos ma1. 当 m与带同速后，因带足够长，且 tan ，故 要继续匀加速、此时，mgsin mgcos 2， a2a1，故 D正确、 mma6、C 以箱子和里面所有苹果作为整体来研究，受力分析得，sin ，那么sinMgMaa g ，方向沿斜面向下；再以质量为m的苹果为研究对象，受力分析得，合外力Fmasin ，与苹果重力沿斜面的分力相同，由此可知，其他苹果给它的力的合力应与重mgmgcos ，故 C正确、 力垂直于斜面的分力相等，即37、 (1)80N(2) 15 (3)100 3m8、 16N解析由下图中的受力分析，根据牛顿第二定律有F Ff ma物Ff Ma车 其中 Ff Ff mg由分析图结合运动学公式有1x1 2a 车 t 21x2 2a 物 t 221x x x由解得 a 车 1m/s2由解得