物理-第二定律复习2013yyg

高三物理高考复习广东仲元中学杨运广牛顿第二定律及其应用一、牛顿第二定律:

1、内容：物体的加速度与外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同。2、公式：F合＝ma

3、对牛顿第二定律的理解：(2)同一性—F和a是相对同一个物体的合外力和加速度(3)矢量性—F和a的方向始终相同(1)因果性－Ｆ是因a是果，有因必有果，有果必有因(4)瞬时性－Ｆ和a具有瞬时对应关系(5)独立性－一个力的作用效果不因其它力的存在而受到影响4.动态过程的定性分析

如右图所示,自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始,到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度.加速度及合外力的变化情况怎样?OmgmgFvmmgFgvvmgFag

蹦极是深受人喜爱的一种运动，刺激但危险性也大。曾有人这么形容蹦极时的感受：随着弹性绳的伸缩，一忽儿象掉入无底深渊，整个心脏都仿佛往上提；一忽儿又好象有一只大手把人往下压，想抬头都困难。思考：人从离开起跳点开始经历了哪些过程？【例】如图所示，用一力F将一个质量为m的物体顶在竖直墙面上，已知物体与墙面之间的动摩擦因数为μ，并且力F按F=kt规律变化，若竖直墙面足够长，试讨论物体的加速度和速度的变化规律．mFmgmgFNfavt=0gmgFNfvmmgFNfav（1）明确研究对象与研究过程（2）分析物体的受力情况，画出受力图.（3）建立直角坐标系，使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上，并将其余分解到两坐标轴上.（4）分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程,并根据题意列辅助方程.（5）统一单位，计算数值,解答并检验.6、应用牛顿第二定律的解题步骤5.牛顿运动定律的适用范围:低速,宏观.二.超重、失重问题反思：超重或失重问题中，重力大小始终不变。

环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物体都处于完全失重状态，飞船内的空间是一完全失重的空间。

专题训练1.(04年浙江卷)下列哪个说法是正确的？A.体操运动员手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态；B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态；C.举重运动员举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态。（B）2．(2005年北京春季理综20)如图，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）

A．容器自由下落时，小孔向下漏水

B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水

D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水D容器及水均处于完全失重状态，水不产生压强，小孔的上下方压强相等，所以水不会流出．三.动力学的两类问题1.已知物体的受力情况运动情况求2.已知物体的运动情况求受力情况解决动力学两类问题的基本思路受力情况a运动情况运动情况a受力情况已知受力情况求解运动情况

例1：静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N。

1)求物体在4.0秒末的速度；

2)若在4.0秒末撤去拉力，求物体滑行时间。6.0m/s、6.0s例2、一个质量m为3kg的物块，静置在水平面上，物块与水平面间的摩擦系数为0.2，现在给物块施加一个大小为15N、方向向右的水平推力F，并持续作用6s，在6s末时撤去F，最后物体滑行一段距离停下来，求物块在水平面上运动的总距离。（g取10m/s2）解：画出运动示意图，v0ABCFS1S2ff根据牛顿第二定律，a1=(F-μmg)／m=(15-0.2×3×10)／3=3(m/s2)6s末物体的速度及位移分别是v0=a1t1=18m/s，S1=1/2×a1t12=1/2×3×36=54m撤去水平推力F，加速度变为a2=-μmg/m=-μg=-0.2×10=-2m/s2直到停止又滑行了一段距离S2S2=-v02／2a2=182

／4=81m那么总距离为S总=S1

＋S2=135m风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆的直径，整个装置如图。（1）当杆在水平方向向上固定时，调节风力的大小，使小球的杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数μ。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间t为多少？变式训练1:0.5,√8s/3g变式训练2.跳起摸高是现今学生常进行的一项活动，小明同学身高1.8m，质量65kg，站立举手达到2.2m高，他用力蹬地，经0.45s竖直离地跳起，设他蹬地的力大小恒为1060N，则他跳起可摸到的高度为多少?(g=10m/s2)【解析】人要起跳，先是重心下降，用脚蹬地后重心上升，在蹬地过程中人的受力为重力和地面给人的支持力(大小等于人蹬地的力).由牛顿定律得：F-mg=ma，∴a=(F-mg)/m=(1060-65×10)/65≈6.3m/s2.由v=at=6.3×0.45=2.8m/s.即为人离开地时的初速度.离地后人做竖直上抛运动，其重心上升高度h=v2/(2g)=2.82/(2×10)=0.4m.故其跳起可摸到的高度H=2.2+0.4=2.6m.

专题训练6.(04年浙江卷)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0),用t1、t2、t3依次表示滑环到达d所用的时间,则A.t1<t2<t3B.t1>t2>t3

C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3（D）abcd例3：质量为m=2Kg的物体静止在水平地面上，受到一个大小为F=8牛且方向与水平方向成370的倾角的拉力后开始匀加速直线运动，在2秒内前进4米，求物体与水平面地面间的动摩擦因数为多少？已知运动情况求受力情况0.16静止在水平地面上的物体的质量为2kg，在水平恒力F推动下开始运动，4s末它的速度达到4m/s，此时将F撤去，又经6s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小。变式训练3:

变式训练4（04天津理综）质量m=1.5kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离s=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大。（g=10m/s2）F=15N五.连接体问题

一、连接体问题：

当两个或两个以上的物体之间通过轻绳、轻杆相连或直接接触一起运动的问题.二、整体法与隔离法

1.当研究问题中涉及多个物体组成的系统时，通常把研究对象从系统中“隔离”出来，单独进行受力及运动情况的分析.这叫隔离法.2.系统中各物体加速度相同时，我们可以把系统中的物体看做一个整体.然后分析整体受力，由F=ma求出整体加速度，再作进一步分析.这种方法叫整体法.3.解决连接体问题时，经常要把整体法与隔离法结合起来应用.整体与隔离例1、一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg，人的质量为M=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2，求这时人对吊台的压力。(m+M)gFFa解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如右图所示，F为绳的拉力,由牛顿第二定律有：

2F-(m+M)g=(M+m)a

则拉力大小为：(m+M)gFFaaFNMg再选人为研究对象,受力情况如右图所示，其中N是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得:

F+N–Mg=Ma,故N=M(a+g)–F=200N由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N，方向竖直向下。变式训练1.如图所示，置于水平面上的相同材料的m和M用轻绳连接，在M上施一水平力F(恒力)使两物体作匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是：（）

(A)水平面光滑时，绳拉力等于mF/(M＋m)；

(B)水平面不光滑时，绳拉力等于mF/(M＋m)；

(C)水平面不光滑时，绳拉力大于mF/(M＋m)；

(D)水平面不光滑时，绳拉力小于mF/(M＋m)。MmF解：由上题结论：T的大小与μ无关，应选ABAB

变式训练2.

一质量为M、倾角为θ的楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为μ，一物块质量为m，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于

。θmM解：对于物块，受力如图示：mgN1物块相对斜面静止，只能有向左的加速度，所以合力一定向左。由牛顿运动定律得mgtanθ=ma

a=gtanθ对于整体受力如图示：fFθ(M+m)gN2由牛顿运动定律得F–f=(m+M)af=μ(m+M)g∴F=f+(m+M)a=(m+M)g(μ+tanθ)(m+M)g(μ+tanθ)

变式训练304全国3）如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。设两物质一起运动的加速度为a，则有

根据牛顿第二定律，对质量为m1的物块有

由以上两式得

专题解说六.传送带问题例、如图所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为S，传送带与零件间的动摩擦因数为μ，传送带的速度恒为V，在P点轻放一质量为m的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为

，摩擦力对零件做功为

.SPQV

专题解说六.传送带问题例1、

如图示，传送带与水平面夹角为370

，并以v=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，

AB长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间.（1）传送带顺时针方向转动（2）传送带逆时针方向转动AB解：（1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：vNfmgmgsinθ-μmgcosθ=m

aa=gsinθ-μgcosθ=2m/s2S=1/2at2ABv（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：Nfmg开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动a1

=gsin370+μ

gcos370=10m/s2t1=v/a1=1sS1=1/2×a1t2=5mS2=11m

1秒后，速度达到10m/s，摩擦力方向变为向上Nfmg物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动a2=gsin370-μgcos370=2m/s2

S2=vt2+1/2×a2t22

11=10t2+1/2×2×t22t2=1s∴t=t1+t2=2s

例.将一个粉笔头轻轻放在以速度v＝2m/s的恒定速度运行的水平传送带上后，在传送带上留下一条长度为4m的痕迹。试求粉笔头与传送带之间的动摩擦因数。如果该传送带改做匀减速运动，加速度为a=－1.5m/s2，并且在传送带刚开始做匀减速运动的同时，将一个粉笔头轻轻放在此传送带上，则该粉笔头在传送带上能留下一条多长的痕迹？0.05,1m典型例题—传送带问题

例.如图所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖直放在C板上，用手托住C板。A、B、C的质量分别为m、2m、3m。为使C板能立刻与B分离，则手至少要对C施加向下多大的力？CABF至少为3mg/2七.分离条件

例.如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=10kg，弹簧的劲度系数k=500N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,则F的最小值是_____，F的最大值是______。100N,200NF典型例题—

分离条件

例.一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg，盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0.2s内F是变化的，在0.2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）72N,168NF典型例题—

分离条件八.临界问题

例.如图所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的ＡＢ两物体，Ｂ的质量是Ａ的2倍，Ｂ受到向右的恒力ＦB=2N，Ａ受到的水平力ＦA=(9-2t)N，(t的单位是s)。从t＝0开始计时，则：A.Ａ物体在3s末的加速度是初始时的5／11倍；B.t＞４s后,Ｂ物体做匀加速直线运动；C.t＝4.5s时,Ａ物体的速度为零；D.t＞4.5s后,ＡＢ的加速度方向相反。(ABD)典型例题—

临界问题aAP

例.如图所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以加速度a=

向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=

。

祝同学们学习进步!因果关系练习:1.下列说法中正确的是()A.当质量一定时,合外力与加速度成正比B.当合外力一定时,物体质