高三物理一轮复习优质学案：牛顿第二定律两类动力学问题

1、高三物理一轮复习基础课2牛顿第二定律两类动力学问题保前双基日知知识排查M帜由一牛顿第二定律1 .内容物体加速度的大小跟作用力成正比跟物体的质量成反上之为速度的方向与作用 力方向相同。2 .表达式：F = ma。3 .适用范围（1）只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）。（2）只适用于宏观物体（相对于分子、原子卜低速运动（远小于光速）的情况。知识意单位制1 .单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。2 .基本单位基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是 明、m和So3 .导出单位由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位

2、。M识由三两类动力学问题1 .动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况求物体的运动情况。第二类：已知运动情况求物体的受力情况。2 .解决两类基本问题的方法以加速度为 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/I第一定靠培曲学注式t一X受力情双卡1加速度11运刘临闺由运动求力小题速练1 .思考判断 （1）对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即 获得加速度。（）（2）F=ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关。（）（3）物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位 关系。（）（4）物体所受合外力减小，加速度一定减小

3、，速度也一定减小。（）答案 （1） VVVX2 .（多选）下列哪些物理量的单位是导出单位（）B.压强的单位PaD.加速度的单位m/s2A.力的单位NC.长度的单位m答案 ABD3 .人教版必修1 P86例2改编如图1所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的 水平地面上，具倾角 430,斜面长为7 m。现木块上有一质量为 m=1.0 kg的 滑块从斜面顶端下滑，测得滑块在 0.40 s内速度增加了 1.4 m/s,且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度 g取10 m/s2,求:图1（1）滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；（2）滑块滑到木块底部时的速度大小。解析（1）由题意可知，滑块滑行的加速

4、度加 1.422，、a=兀 = 00 m/s2 =3.5 m/s2。对滑块受力分析，如图所示，根据牛顿第二定律得mgsin 0- Ff=ma,解得 Ff= 1.5 N。(2)根据 v2 = 2ax 得 v= 22 3.5 7 m/s= 7 m/s 答案(1)1.5 N (2)7 m/s研透多点愎心突破保堂互研探咒I考点B牛顿第二定律的理解和应用1 .牛顿第二定律的性质2 .合力、加速度、速度的关系 (1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。(3)a=，是加速度的定义式，a与v、加无直接关系；a=m是加速度的决定式I

5、跟进题组多角练透1.(多选)下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是 ()A.物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0C.物体的速度为0,但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物体的速度很大，但加速度可能为 0,所受的合外力也可能为0解析 物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0,物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，故选项 C、D正确。答案 CD2.如图2所示，一木块在光滑水平面上受一个包力F作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，

6、下列判断正确的是 （）cj-/ 手 寸 图2A.木块将立即做匀减速直线运动B.木块将立即做变减速直线运动C.在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大D.在弹簧压缩量最大时，木块的加速度为零答案 C3.（2017上海单科）如图3,在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住 个带电小球，使之处于静止状态。忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做A.曲线运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.变加速直线运动11解析 在悬线断裂前，小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态，故 重力与电场力的合力与拉力等值反向。悬线断裂后，小球所受重力与电场力的合 力大小、方向均不变，故小球将沿原来悬线拉力的反

7、方向做匀加速直线运动，选 项C正确。考点牛顿第二定律的瞬时性答案 C两种模型;不发生明显形变就能环生弗力的断或路. .；脱离后.不高要时间恢短俱变.科力M ： *丹 :即涛失成改型,一股密目中所需的轻痴 和播面:拄杆和撞触曲在不加特殊说明时均可，故此模型地四1 ， K , 两种、）i,苧/:当惮黄的西端、物体相通即两端为置:豆璃心L由十物体行假性.弹辞的依;弹费.簿咪：度不会废生突变.所目在瞬时问题中.： 而或应乐,战弹力的k小认为是不变的,印妣时弹：簧的一力不，变典例 两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图 示。现突然迅速剪断轻绳 OA,让小球下落，在剪断车5绳的瞬间，设小

8、球 A、B的加速度分别用ai和a2表示，则（）04。与图4Aa = g, a2 = gC.ai = g, a2 = 0B.ai = 0, a2=2gD.ai = 2g, a2 = 0审题关键点两条轻绳连接剪断轻纯的瞬间解析 由于绳子张力可以突变，故剪断 OA后小球A、B只受重力，其加速度ai= a2=g。故选项A正确。答案 A拓展延伸1 把轻绳换成轻弹簧在典例中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图5所示，则典例选项中正确的是（）5QS36 图解析 剪断轻绳OA后，由于弹簧弹力不能突变，故小球 A所受合力为2mg,小球B所受合力为零,所以小球 A、B的加速度分别为ai = 2g, a2

9、=0。故选项D正答案 D拓展延伸2改变平衡状态的呈现方式把拓展延伸1的题图放置在倾角为 430的光滑斜面上，如图6所示，系统 静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，则下列说法正确的是A.1A.aA = 0 aB = gC.aA=g aB = g图6B.aA=g aB=0D.aA=0 aB=g解析 细线被烧断的瞬间，小球 B的受力情况不变，加速度为00烧断前，分析整体受力可知线的拉力为 T=2mgsin 9,烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mgsin 9,所以A球的瞬时加速度为aA=2gsin 30= g,故选项B正确。答案 B方法技巧1 .求解瞬时加速度的一般思路，打阵的

10、受力情况冲才利和速庵,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积累的过程，不会发生突变。I跟进题组多角练透1 .如图7,质量为1.5 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为 0.5 kg的物体B 由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压。现突然将细线剪断，则剪断 后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10 m/s2)()图7A.0B.2.5 NC.5 ND.3.75 N解析 当细线剪断瞬间，细线的弹力突然变为零，则 B物体与A物体突然有了相 互作用的弹力，此时弹簧形变仍不变，对 A、B整体受力分析可知，整体受重力G = (mA+mB)g = 20 N,弹力为 F=mAg=15

11、 N,由牛顿第二定律 GF=(mA + mB)a,解得a = 2.5 m/s2,对B受力分析，B受重力和A对B的弹力Fi,对B有 mBgFi = mBa,可得 Fi = 3.75 N,选项 D 正确。答案 D2 .(多选)如图8所示，A、B、C三球的质量均为 m,轻质弹簧一端固定在斜面顶 端、另一端与A球相连，A、B间由一轻质细线连接，B、C间由一轻杆相连。倾 角为8的光滑斜面固定在地面上，弹簧、细线与轻杆均平行于斜面，初始系统处A.A球的加速度沿斜面向上，大小为 gsin 9B.C球的受力情况未变，加速度为0C.B、C两球的加速度均沿斜面向下，大小均为 gsin 9D.B、C之间杆的弹力大小

12、为0解析 初始系统处于静止状态，把 B、C看成整体，B、C受重力2mg、斜面的支持力Fn、细线的拉力Ft,由平衡条件可得FT = 2mgsin 9,对A进行受力分析，A受重力mg、斜面的支持力、弹簧的拉力 F弹和细线的拉力Ft,由平衡条件可得F弹=FT+mgsin 8= 3mgsin 9,细线被烧断的瞬间，拉力会突变为零，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得 A球的加速度沿斜面向上，大小a = 2gsin 9,选项A错误；细线被烧断的瞬间，把 B、C看成整体，根据牛顿第二定律得 B、C球的加速度a=gsin 9,均沿斜面向下，选项B错误，C正确；对C进行受力分析，C受重力mg、杆的弹力F和斜面的

13、支持力，根据牛顿第二定律得 mgsin计F = ma,解得F = 0,所以B、C之间杆的弹力大小为0,选项D正确答案 CD动力学的两类基本问题1 .解决动力学两类问题的两个关键点X铤曼分析起劫即由分析期速度.殳状系达劝判内的桥梁速度是弃物网过程间相联系的桥梁2 .解决动力学基本问题的处理方法（1）合成法：在物体受力个数较少（2个或3个）时一般采用 合成法正交分解法：若物体的受力个数较多（3个或3个以上），则采用正交分解法”。典例 如图9所示，在建筑装修中，工人用质量为 5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知 A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数 以均相同。（g取10m/s2 且 sin

14、37 工 0.6,cos 37 =0.8)图9（1）当A受到与水平方向成 仁37斜向下白酎t力Fi = 50 N打磨地面时，A恰好在 水平地面上做匀速直线运动，求 A与地面间的动摩擦因数 也若用A对倾角8= 37的斜壁进行打磨，当对 A加竖直向上推力F2=60 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m（斜壁长2 m）时的速度大小为多少?解析（1）A恰好在水平地面上做匀速直线运动，滑动摩擦力等于推力的水平分力，即 Ff= Ficos 8= 40 N,严己=0.5Fn mg+ Fisin 0将重力及向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。在沿斜面方向有：（F2mg）co

15、s 9 Ffi = ma；在垂直斜面方向上有：Fn= (F2mg)sin 0；则 Ffi= MF2 mg)sin 91解得 a=1 m/s2, x= 2at之，解得 t=2 s, v=at=2 m/s。答案（1）0.5 （2）2 m/s方法技巧两类动力学问题的解题步骤硼?党对象-扪用於体法“鼻南法叫定曙尤时装1.（2018徐州质检）（多选）如图10所示，质量为m=1 kg的物体与水平地面之间的 动摩擦因数为0.3,当物体运动的速度为10 m/s时，给物体施加一个与速度方向 相反的大小为F = 2 N的恒力，在此恒力作用下（取g=10 m/s2）（ ）图10A.物体经10 s速度减为零B.物体经

16、2 s速度减为零C.物体速度减为零后将保持静止D.物体速度减为零后将向右运动解析 物体受到向右的滑动摩擦力 Ff=plN=NG= 3 N,根据牛顿第二定律得a =F + Ff 2 + 3m/s2 = 5 m/s2,方向向右，物体减速到零所需的时间vo 10t = =T s= 2a 5s,选项A错误，B正确；减速到零后，包力 FFf,物体将保持静止，不再运动，选项C正确，D错误。答案 BC2.(2017南宁卞g拟)如图11所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为11 = 1.6 102 m的水平跑道和长度为12 = 20 m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端 的高度差h=4.0 m。一架质量

17、为m=2.0M04 kg的飞机，其喷气发动机的推力大 小包为F = 1.2M05 N,方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力 大小为飞机重力的0.1倍。假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成 质点,取 g= 10 m/s2。 图11(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s,外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力，求助推力 F推的大小。解析(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度 大小为a1、末速度大小为vi,运动时间为t1，有F 合=F Ff = ma1 高三物理一

18、轮复习v2v0= 2a1I1 vi = aiti 注意到v0=0, Ff = 0.1mg,代入已知数据可得ai = 5.0 m/s2, vi = 40 m/s, ti = 8.0 s飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用,设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为V2,沿斜面方向有F 合=FFfmgsin a= ma2 v2v2= 2a212d 注意到vi = 40 m/s,代入已知数据可得a2=3.0 m/s2,mgsin a=mghGv2 = i 720 m/s = 4i.5 m/s (2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度

19、大小为ai 、末速度大小为vi ；有F 合=5推+5 Ff= mai 区vi2 v0=2ai li 飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化，加速度大小仍有a2= 3.0 m/s2V22 vi2 = 2a2l2 根据题意，V2= i00 m/s,代入数据解得F推= 5.2 W5 N 答案 (i)8.0 s 4i.5 m/s (2)5.2 i05 N核心素养培养光滑斜面模型和等时圆模型 一一模型建构能力的培养模型一光滑斜面模型 如图12所示，质量为m的物体从倾角为 供高度为h的光滑斜面顶端由静止下滑，则有如下规律:图1216(1)物体从斜面顶端滑到底端所用的时

20、间t,由斜面的倾角8与斜面的高度h共同 决定，与物体的质量无关。、，一，1关系式为t=sin 90(2)物体滑到斜面底端时的速度大小只由斜面的高度h决定，与斜面的倾角 也斜面的长度、物体的质量无关。关系式为v= 2gho例1 如图13所示，一物体分别从高度相同、倾角不同的三个光滑斜面顶端由静止开始下滑。下列说法正确的是()图13A.滑到底端时的速度相同B.滑到底端所用的时间相同C.在倾角为30。的斜面上滑行的时间最短D.在倾角为60的斜面上滑行的时间最短解析由规律(2)可知物体从高度相同的斜面滑到底端时的速度大小相同，但方 向不同，选项 A错误；由规律(1)可知物体在倾角 8= 60讷斜面上滑行时间最 短，选项D正确 答案 D针对训练1 一间新房即将建成，现要封顶，若要求下雨时落至房顶的雨滴能最快地淌离房顶(假设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动 )，则必须要设