2011届高考物理一轮全程 3-2 牛顿第二定律课件

温故自查1．内容：物体的加速度跟它所受的合外力成

，跟物体的质量成

，加速度的方向与

相同．2．表达式：F合＝ma.3．物理意义：牛顿第二定律揭示了

跟

及物体本身质量的关系．正比反比合外力的方向物体的加速度它受的合外力考点精析1．牛顿第二定律的几个特性对于牛顿第二定律，不能仅仅满足于记住公式，在使用时应熟练掌握牛顿第二定律的几个特性：矢量性：a与F合的方向相同，已知F合的方向，可推知a的方向，反之亦然；瞬时性：a与F合同时产生，同时变化，同时消失；相对性：用

a＝ 求得的加速度a是相对地面的(或惯性参照系)；

对相对于地面有加速度的参考系(如加速上升的电梯)，牛顿定律不适用；独立性：F合产生的a是物体的总加速度，x方向的合外力产生x方向的加速度，y方向的合外力产生y方向的加速度．牛顿第二定律的分量式为∑Fx＝max，∑Fy＝may；同体性：a＝各量都是属于同一物体的，即研究对象的统一性；同单位制：a＝中各量必须用国际单位表示．2．牛顿第二定律公式分析上述3式均可用来表示牛顿第二定律，但要注意它们的物理意义不同．由牛顿第二定律F合＝ma可知：只要作用在物体上的合外力不为零，物体就产生加速度，速度就要变化，但物体产生的加速度与原来物体的运动状态无关.温故自查在力学中，选用

三个物理量的单位作为基本单位，选定基本单位后，由物理公式推导出的单位叫

．基本单位和导出单位一起组成

．1．基本单位：所选定的基本物理量的单位．2．导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位．长度、质量、时间导出单位单位制考点精析1．从根本上说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，其法文简称为SI.2．以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安(培)A热力学温度T开(尔文)K发光强度l1(lV)坎(德拉)cd物质的量n(V)摩(尔)mol3.物理公式不仅决定了物理量之间的关系，也决定了物理量单位间的关系，推导物理量的单位要借助物理公式，依据单位是否正确可以判断物理公式是否正确．命题规律分析物体的运动情况主要从两个方面分析：先分析物体的初状态(即初速度)，由牛顿第一定律知物体具有维持原来状态的性质(即惯性)，再分析物体的受力，由牛顿第二定律知力是产生加速度(即改变物体运动状态)的原因．两者结合起来就能确定物体的运动情况．常以选择题形式出现．[考例1]

(2009·广东)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是(

)A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上[解析]

本题考查带电物体在复合场中的运动规律，由左手定则判定滑块受到的洛伦兹力垂直于斜面向下，C正确；其所受的滑动摩擦力Ff＝μFN，与正压力有关，A错误；滑到地面时的动能随B的增大而减小，B错误；滑块静止时，洛伦兹力为零，故D错误．[答案]

C(2009·湖北宜昌一中、枝江一中、当阳一中三校联考)一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变)，在这一过程中其余各力均不变．那么，下列各图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是 (

)[解析]

可以认为物体受到了一个力F1和其他力的合力F2的共同作用，处于平衡状态，两力大小相等、方向相反．F2始终不变，当F1先减小后增大时，物体受到的合力先增大后减小，物体的加速度由小变大，再由大变小，加速度方向始终与速度方向一致，做加速运动，在v－t图像上，图线的斜率先变大后变小，速度越来越大，D正确．[答案]

D命题规律考查对牛顿第二定律的瞬时性的理解，会分析物体受力情况，特别是系统中有弹簧弹力作用时，弹簧需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变、大小不变的特点的应用．[考例2]如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为1kg的物体A，处于静止状态，若将一个质量为2kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则B对A的压力大小为(取g＝10m/s2) (

)[解析]

物体A处于静止状态时，受力平衡．F＝GA＝10N，当B物体放在A上的瞬间．A、B两物体有一共同加速度．以A、B整体为研究对象，则有(mA＋mB)g－F＝(mA＋mB)a，[答案]

D[总结评述]

B物体放在A上的瞬间，弹簧的弹力是不变的，这是解答该题的关键．(2009·江苏三仓中学、南洋中学高三联考)A、B两个小球的质量分别为m、2m，由两个轻质弹簧连接(如图所示)，处于平衡状态，下列说法中正确的是 (

)A．将A球上方弹簧剪断的瞬间，A的加速度为零，B的加速度为零B．将A球上方弹簧剪断的瞬间，A的加速度不为零，B的加速度为零C．将A球下方弹簧剪断的瞬间，A的加速度不为零，B的加速度为零D．将A球下方弹簧剪断的瞬间，A的加速度不为零，B的加速度不为零[解析]

将A球上方弹簧剪断的瞬间，B受重力GB和弹力fB作用，与剪断前相比，受力没有变化，B的加速度为零，A受向下的重力和向下的弹力fB的作用，A的加速度向下，B正确A错误．将A球下方弹簧剪断的瞬间，B球只受重力作用，加速度方向向下，A球受向上的弹力fA和自身重力的作用，由剪断前平衡可知，fA>GA，加速度向上，C错误D正确．[答案]

BD命题规律物体受两个不共线的力作用时，物体做变速运动．利用合成法求物体运动的加速度．[考例3]如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是 (

)A．小车静止时，F＝mgcosθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直杆向上[解析]

由题意可知，小球与车具有相同的运动状态，小车静止，球也静止．对球进行受力分析，静止时所受合力为零，即杆对球的作用力应与球所受的重力平衡．重力竖直向下，杆对球的作用力应竖直向上，A、B错．当车向右加速时，球的加速度也向右，那么球所受的合力应向右，大小为ma.球所受的合力由球受到的重力和杆的作用合成，根据合成法则，杆的作用力大小应为

方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为arctan

；若加速度为a＝gtanθ，则杆对球的作用力一定沿杆的方向．车向左加速与向右加速分析一样．[答案]

D水平匀速运动的车厢内装满西瓜，其中质量为m的西瓜A受到周围其他西瓜的作用力大小为________，当车厢以加速度a向右运动时，A所受到的作用力大小为________，方向________．如图所示．[解析]

把西瓜A的受力简化为只受重力和一个等效弹力(周围其他西瓜对它的作用力之和)作用下的问题．命题规律对于物体受三个力以上，物体做匀加速运动的问题，利用正交分解法解答．[考例4]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直径，如图所示．(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，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．(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x所需时间为多少(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)?[解析]

(1)设小球所受风力为F，小球质量为m，在水平方向小球受风力和阻力而匀速运动，由平衡条件知F＝mgμ(2)当杆倾斜固定后，小球受力如图所示，对其受力进行正交分解并列方程有Fcosθ＋mgsinθ－Ff＝maFN＋Fsinθ－mgcosθ＝0Ff＝μFN[总结评述]

正交分解法：当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常采用正交分解法解题，为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴的正方向常用三种方法：(1)分解力不分解加速度．此时一般规定加速度a的方向为x轴正方向，垂直于加速度的方向为y轴，有∑Fx＝ma(沿加速度方向)，∑Fy＝0(垂直加速度方向)．(2)分解加速度不分解力．此法以某种力的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，再把加速度分解在x轴和y轴上．(3)既分解力又分解加速度．此法根据所要研究的问题，确定x轴的方向和y轴的方向，再把力、加速度或速度等矢量同时分解在x轴和y轴上，有∑Fx＝max，∑Fy＝may.如图所示，电梯与水平面夹角为30°，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5倍，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？[解析]

对人进行受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如图所示．取水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：Ff＝max＝macos30°，FN－mg＝may＝masin30°命题规律根据速度—时间图象或力—时间图象判断物体运动情况或受力情况分析．考查识图能力和从图中获取信息的能力．[考例5]质量为40kg的雪橇及运动员在倾角θ＝37°的斜面上向下滑动，如图甲所示，所受的空气阻力与速度成正比．今测得雪橇运动的v－t图象如图乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为(4,15)，CD是曲线的渐近线．试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.[解析]

雪橇受力如图所示，沿斜面方向，由牛顿运动定律得：mgsinθ－μFN－kv＝ma.垂直斜面方向，由平衡条件得：FN＝mgcosθ.由图象得：A点，vA＝5m/s，加速度aA＝2.5m/s2，最终雪橇匀速运动时最大速度vm＝10m/s，a＝0，代入数据解得：μ＝0.125，k＝20N·s/m.[答案]

20N·s/m,0.125.[总结评述]

图象在物理学中的应用十分广泛，这是因为它具有以下优点：(1)能形象地表达物理规律；(2)能直观地描述物理过程；(3)能鲜明地表示物理量之间的依赖关系．因此，理解图象的物理意义，自觉地运用图象分析表达物理规律，是十分必要的．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力的大小；(2)物块在3～6s中的加速度大小；(3)物块与地面间的动摩擦因数．[解析]

(1)