2019高考物理二轮练习导学案-第2课时牛顿第二定律两类动力学问题

1、2019高考物理二轮练习导学案-第三章第2课时牛顿第二定律两 类动力学问题【导学目标】1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题、基础再现 深度思考先想后转包京杭基础如也【一】牛顿第二定律基础导引由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它、这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？知识梳理1、内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的质量成 ,加速 度的方向跟 相同、2、表达式： .3、适用范围(1)牛顿第二定律只适用于 参考系(相对地面静止或 运动的参考 系)、(2)牛顿第二定律只适用于

2、物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速) 的情况、【二】两类动力学问题基础导引以15m/s的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过 10s停了下来、电车的质量是4.0 X103kg,求电车所受的阻力、知识梳理1、动力学的两类基本问题(1)由受力情况判断物体的 、(2)由运动情况判断物体的 、2、解决两类基本问题的方法：以 为桥梁，由运动学公式和列方程求解、思考卜解决两类动力学问题的关键是什么？【三】力学单位制基础导引如果一个物体在力 F的作用下沿着力的方向移动了一段距离 I,这个力对物体做的功 W= Fl .我们还学过，功的单位是焦耳 (J)、请由此导出焦耳与基本单位米 (m)、千克

3、(kg)、秒 (s)之间的关系、知识梳理1、单位制由基本单位和导出单位共同组成、2、力学单位制中的基本单位有 、时间(s)、3、导出单位有、等.课堂探究 *突破考点先做后听翡同探究地律方法考点一牛顿第二定律的理解 【考点解读】矢量性公式F- ma是矢量式，上-时刻，F与a总是同向瞬时性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二层意思：（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对应向一个物体或向一个系统；（3） F=ma中，各量统一使用国际单位独立性（1）作用

4、于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F=ma（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）分力和加速度在各个方向上的分量也满足F= ma,即Fx=ma, Fy =ma【典例剖析】例1 如图1所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它 0接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？言方法突破利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点：（1） a是联系力和运动的桥梁，根据受力条件，确定加速度，以加速度确定物体速度和位移的变化、（2）速度与位移的变化与力相联系，用联翕，系的眼光看问题，分析出力的变化，从而确定加速度的变化，进而确定速度与位

5、移的变化、跟踪训练1如图2所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体 m现将弹簧压缩到 A点，然后释放，物体可以一直运彳动到B点，如果物体受到的阻力恒定，那么 （）时A、物体从A到O先加速后减速B、物彳从A到O加速运动，从O到B减速运动船"*"噜”C、物体运动到 O点时所受合力为0H物体从A到O的过程加速度逐渐减小考点二两类动力学问题 【考点解读】1、由受力情况判断物体的运动状态，处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力， 由牛顿第二定律（F合=ma求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移、2、由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是：加速度或

6、根据运动规律 求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法 （平行四边形定那么）或正交分解法、3、求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示:第一类牛顿第二定律物体的运动林况第二臭加速度、4中画出物块和木板的分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁【典例剖析】例2 如图3所示，质量为 M= 2kg的足够长的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一质量为m= 3kg可视为质点的物块，以某一水平初速度vo从左端冲上木板.4s后物块和木板达到4m/s的速度并减速，12s末两者同时静止、求物块的初速度并在图v-1图象、10

7、86图4例3如图5所示，物体 A放在足够长的木板 B上，木板B静«,兔止于水平面上、A的质量nA和B的质量m均为2.0kg ,A B之间的动摩擦因数 呼= 0.2, B与水平面之间的动摩擦因数科2= 0.1 ,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2.假设从t = 0开始，木板B受Fi= 16N的水平恒力作用，t = 1s时Fi改为F2=4N,方向不变，t =3s时撤去F2.(1)木板B受F1=16N的水平恒力作用时，A、B的加速度 郃、aB各为多少？(2)从t = 0开始，至iJ A、B都静止，A在B上相对B滑行的时间为多少？(3)请以纵坐标表示 A受到B的

8、摩擦力Fta,横坐标表示运动时间 t(从t=0开始，至ij A、B 都静止)，取运动方向为正方向，在图6中画出FfAt的关系图线(以图线评分，不必写出分析和计算过程)、图6方法突破动力学问题的求解方法1、物体运动性质的判断方法(1)明确物体的初始运动状态(v。)；(2)明确物体的受力情况(F合)；加速度变化情况及速度变(3)根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、化情况、2、求解两类动力学问题的方法(1)抓住物理量加速度，按下面的思路进行；(2)认真分析题意，明确量与所求量；(3)选取研究对象，分析研究对象的受力情况与运动情况；(4)利用力的合成、分解等方法及运动学公式列式求解、跟

9、踪训练2如图7所示，长12m质量为50kg的木板右端有一立柱、木板置于水平地面上， 木板与地面间的动摩擦因数为0.1 ,质量为50kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以4m/s2的加速度匀加速向右奔跑至木板右端时，立刻抱住立柱(取g=10m/s2),求:JL-L图7(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向；(2)人在奔跑过程中木板的加速度的大小和方向；(3)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间、2.建立“运动模型”解决动力学问题例4原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程 (视为匀加速), 加速过程中重心上升的距离为“加速距离”、离地后重心继续上升，在此过程

10、中重心上升的最大距离称为“竖直高度”、某同学身高1.8m,质量80kg,在某一次运动会上，他参加 跳高比赛时“加速距离”为0.5m,起跳后身体横着越过(背越式)2.15m高的横杆，试估算 人的起跳速度 v和起跳过程中地面对人的平均作用力、(g取10m/s2)运动建模可以把跳高过程分为起跳和腾空两个阶段、把该同学看成质量集中于重心的质 点，把起跳过程等效成匀加速运动，腾空过程看成竖直上抛运动模型、当我们遇到实际的运建模感悟实际问题模型化是高中阶段处理物理问题的基本思路和方法、如匀变速直线运动模型、类平动问题时，要建立我们高中阶段学习过的熟知的物理模型，抛运动模型等，运用相应的物理规律来处理、跟踪

11、训练3 “引体向上运动”是同学们经常做的一项健身运动、如图 8所示，质量为 m的某 同学两手正握单杠， 开始时，手臂完全伸直，身体呈自然悬垂状态，此时他的下颗距单杠面的高度为H,然后他用恒力 F向上拉，下颗必须超过单杠面方可视为合格、H= 0.6m, m=60kg,重力加速度g=10m/s2.不计空气阻力，不考虑因手臂弯曲而引起的人的重心位置 的变化、开始时状态下领到达单杠面图8（1）第一次上拉时，该同学持续用力，经过 t = 1s时间，下颗到达单杠面，求该恒力F的大小及此时他的速度大小；（2）第二次上拉时，用恒力 F' = 720N拉至某位置时，他不再用力，而是依靠惯性继续向上运动，

12、为保证此次引体向上合格，恒力F'的作用时间至少为多少？即学即练提升解题能力分组训练,提升能力A组由运动情况确定受力问题1.建筑工人用如图 9所示的定滑轮装置运送建筑材料、质量为 70.0kg 建筑工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的 加速度上升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，那么建筑工 对地面的压力大小为（g取10m/s2）（）A、510NB 490NC、890ND 910N2、（2017 上海单科 19）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做 直线运动，其vt图线如图10所示，那么（）A、在0t1秒内，外力F大小不断增大B、在t1时刻，外力F

13、为零C、在t1t2秒内，外力F大小可能不断减小D、在t1t2秒内，外力F大小可能先减小后增大3.如图11所示，光滑的电梯壁上挂着一个质量2kg的球，悬绳与竖直壁夹角0 =37° ,当电梯以a =2m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运 动时，悬绳受到的拉力是多大？电梯壁受到的压力是多大？ （取g=10 m/s ）B组由受力情况确定运动情况 4、如图12甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动， 其加速度a随外力F变 化的图象如图乙所示，根据图乙中所标出的数据能计 算出来的有（）A、物体的质量B、物体与水平面间的滑动摩

14、擦力C、在F为10N时，物体的加速度大小D、在F为14N时，物体的速度大小5、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值，如图13所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力F随时间t变化的图线、实验时,把小球举到悬点 O处，然后放手让小球自由落下，由图线所提供的信息可以判断()gti2A、绳子的自然长度为TB、t 2时刻小球的速度最大 C、ti时刻小球处在最低点D、tl时刻到t 2时刻小球的速度先增大后减小6、为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离，现代航母大多采用了蒸汽弹射技术、一架总质量 M= 5.0 x 103kg的战机、如果采用滑行加速 (只依靠自身动力系统加速),要 达到Vo=6

15、0m/s的起飞速度，甲板水平跑道的长度至少为120m采用蒸汽弹射技术，战机在自身动力和持续的蒸汽动力共同作用下只要水平加速60m就能达到起飞速度、假设战机起飞过程是匀加速直线运动，航母保持静止，空气阻力大小不变，取g=10m/s2.(1)采用蒸汽弹射技术，求战机加速过程中加速度大小以及质量亦60kg的飞行员受到座椅作用力的大小、(2)采用蒸汽弹射技术，弹射系统的弹力为多大？弹力在加速60m的过程中对战机做的功是多少？选择题1、(g2、3、4、5、课时规范训练（限时：30分钟）如图1甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放 置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状 态、现用竖直向

16、上的拉力 F作用在物体上，使物体开始向上 做匀加速运动，拉力 F与物体位移x之间的关系如图乙所示= 10m/s2）,那么以下结论正确的选项是（）A、B、C、D、物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态弹簧的劲度系数为7.5N/cm物体的质量为3kg物体的加速度大小为 5m/s2质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图2中两直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的速度一时间图象，那么以 下说法正确的选项是（）A、B、C、D、物体所受摩擦力一定等于0.1N水平拉力一定等于 0.1N物体不受水平拉力时的速度一时间图象一定是物体不受水平拉力时的速度一时间图象一定是如图3所示，静止在光滑水平面上的物体A,

17、 一端靠着处于自然状态的弹簧、现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最 短的过程中，物体的速度和加速度的变化情况是（）A、B、C、D、速度增大，加速度增大速度增大，加速度减小速度先增大后减小，加速度先增大后减小 速度先增大后减小，加速度先减小后增大如图4甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力速度一时间图象如图乙所示，以下判断正确的选项是（）77777777777777777777o 1甲乙图4A、B>GD在在在在01s13s34s34s内, 内, 内, 内,外力外力外力外力F不断增大F的大小恒定F不断减小F的大小恒定质量为图i1 2 3 4 5 6 的5432I 0F的作用下做直

18、线运动，其m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为Ff,加速度为1a=3g,那么Ff的大小是（）A、Ff = 3斤1卦 Ff = 3mg4C、Ff = mg> Ff = 3mg6、如图5所示，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M中心穿过横杆，M通过细线悬吊着小物体簿当小车在水平地面上运动的 过程中，M始终未相对杆bc移动，M m与小车保持相对静止， 悬线与竖直方向夹角为 “.那么M受到横杆的摩擦力为（） A、大小为（m Mgtan a ,方向水平向右ME（要求画出受力图）B、大小为Mgan a ,方向水平向右C、大小为（/Mgtan a ,方向水平向左D、大小为 Mga

19、n a ,方向水平向左7、如图6所示，质量为 m的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的 车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m的物体1,与物体1相连接的绳与竖直方向保持。角不变，那么（）A、车厢的加速度为 gsin 0mgB、绳对物体1的拉力为cos 0C、底板又中物体2的支持力为（m2m）gD、物体2所受底板的摩擦力为 mgsin 0【二】非选择题8、如图7所示，一轻绳上端系在车的左上角的A点，另一轻绳一端系在车左端 B点，B点在A点正下方，A、B距离为b,两轻 绳另一端在C点相结并系一质量为 m的小球，轻绳AC长度为能 b,轻绳BC长度为b.两轻绳能够承受的最大拉力均为2mg问：（

20、1）轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？（要求画出受力图（2）在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大？复习讲义基础再现基础导引没有矛盾、 牛顿第二定律公式 F= ma中白F指的是物体所受的合力， 而不是其中的 某一个力、我们用力提一个放在地面上的很重的物体时，物体受到的力共有三个：手对物体向上的作用力Fi、竖直向下的重力 G以及向上的支持力 F2,这三个力的合力 F= 0,故物体的 加速度为零，物体保持不动、知识梳理1.正比反比作用力的方向2、F=m由.(1)惯性匀速直线(2)宏观【二】基础导引6.0X103N,方向与电车初速度方向相反知识梳理1.(1)运动情况(2)受力情况2、加速度牛顿第二定律思考：解答动力学两类问题的关键：(1)做好受力分析，正确画出受力图，求出合力、(2)做好运动过程分析，画出运动过程简图，确定各物理量间的关系、 【三】基础导引1J=1N 1m又由1N 2=1kg 1m/s那么 1J = 1kg 1m/s 1m= 1kg m/s知识梳理2.长度(m)质量(kg)3、力(N)速度(m/s)加速度(m/s2)课堂探究例1见解析解析小球接触弹簧上