《夺冠之路》福建专用高三物理一轮复习 第3章第2课时 牛顿第二定律 单位制课件 鲁科

2012高三物理复习课件（福建）第3章第二课时牛顿第二定律单位制1．通过复习理解牛顿第二定律及其物理意义，并灵活应用牛顿第二定律计算瞬时加速度．2．知道力学单位制的基本物理量和基本单位，能够运用公式推导出单位，了解单位制的应用．3．知道牛顿第二定律的适用范围．1．牛顿第二定律(1)内容：物体加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．(2)公式：F＝ma.(3)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的．合力为零，a＝0；合外力增大，a增大；合外力减小，a减小．(4)适用范围：①牛顿第二定律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牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况，不适用于高速(接近光速)运动的微观粒子．2．单位制基本单位和导出单位一起组成了单位制．(1)基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本量有三个，它们是质量、长度、时间；它们的国际单位分别是千克、米、秒．(2)导出单位：由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位．(3)单位制的意义：选用了统一的单位制后，可使物理运算简化．(4)单位制的应用：单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确．若发现等式两边的单位不一致，则说明计算有误．解析：根据对单位和计算书写方式的要求，D项正确．解析：做变速运动的物体，其合外力可以通过物体的质量与加速度的乘积计算，物体质量是物体的固有属性，不随外力和加速度的改变而改变，故①、②错误，③、④正确．3．如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上．一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(

C

)A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度一直减小为零解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力．从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大．当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大．选C.对牛顿第第二定律律的进一一步理解解牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系．联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度．可从以下几个方面理解牛顿第二定律：【例1】如图(1)所示，一一质量为为m的物体系系于长度度分别为为L1、L2的两根细细线上，，L1的一端悬悬挂在天天花板上上，与竖竖直方向向夹角为为θ，L2水平拉直直，物体体处于平平衡状态态．现将将L2线剪断，，求剪断断瞬间物物体的加加速度．．(1)下面是某某同学对对该题的的某种解解法：解：设L1线上拉力力为T1，L2线上拉力力为T2，重力为为mg，物体在在三力作作用下处处于平衡衡状态，，T1cosθθ＝mg，T1sinθθ＝T2，解得T2＝mgtanθθ，剪断L2线的瞬间间，T2突然消失失，物体体在T2反方向上上获得加加速度，，因此mgtanθθ＝ma，加速度度a＝gtanθ，方向与与T2方向相反反．你认认为这个个结果正正确吗？？说明理理由．(2)若将图(1)中的细线线L1改为长度度相同、、质量不不计的轻轻弹簧，，如图(2)所示，其其他条件件不变，，求解的的步骤和和结果与与(1)完全相同同，即a＝gtanθ，你认为为这个结结果正确确吗？请请说明理理由．解析：(1)这个结果果是错误误的．当当L2被剪断的的瞬间，，因T2突然消失失，而引引起L1上的张力力发生突突变，使使物体的的受力情情况改变变，瞬时时加速度度沿垂直直L1(2)这个结果是正确的．当L2被剪断时，T2突然消失，而弹簧还来不及形变(变化要有一个过程，不能突变)．因而弹簧的弹力T1不变，它与重力的合力与T2是一对平衡力，等值反向，所以L2被剪断时的瞬时加速度为a＝gtanθ，方向与T2的方向相反．答案：见解析此类问题应注注意两种基本本模型(1)钢性绳(或接触面)：认为是一种种不发生明显显形变就能产产生弹力的物物体，若剪断断(或脱离)后，其中弹力力立即消失，，不需要形变变恢复时间．．(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的的特点是形变变量大，形变变恢复需要较较长时间，在在瞬时问题中中，其弹力的的大小往往可可以看成不变变．针对训练11：(2011年甘肃省武威威六中月考)如图所示，A、B两物块质量均均为m，用一轻弹簧簧相连，将A用长度适当的的轻绳悬挂于于天花板上，，系统处于静静止状态，B物块恰好与水水平桌面接触触，此时轻弹弹簧的伸长量量为x，现将悬绳剪剪断，则下列列说法正确的的是()A．悬绳剪断瞬瞬间A物块的加速度度大小为0B．悬绳剪断瞬瞬间C．悬绳剪断后A物块向下运动距离x时速度最大D．悬绳剪断后A物块向下运动距离2x时速度最大解析：悬绳剪断之前，B物块只受重力和弹簧拉力，由平衡条件：mg＝kx；悬绳剪断瞬间，弹簧弹力仍保持不变，B所受的合力仍然为0，aB＝0；A的加速度由牛顿第二定律：maA＝kx＋mg＝2mg，aA＝2g，A、B错误；当aA＝0时，A的加速度最大，由mg＝kx1可得x1＝x，此时弹簧处于压缩状态，则A物体向下运动的距离h＝x1＋x＝2x，D正确．答案：D.应用牛顿第二二定律解题时时的常用方法法1．合成法根据牛顿第二二定律知，物物体的加速度度由物体所受受合外力决定定，若物体只只受两个力作作用而产生加加速度时，可可直接应用平平行四边形定定则求合外力力，合外力的的方向即为加加速度的方向向．2．正交分解法法即把一个矢矢量分解在在两个互相相垂直的坐坐标轴上的的方法．(1)正交分解法法是解决动动力学问题题的最基本本的方法，，物体在受受到三个或或三个以上上的不在同同一直线上上的力作用用时，一般般都采用正正交分解法法．(2)牛顿第二定定律的分量量式：F合x＝max，F合y＝may；(3)为了减少矢矢量的分解解，建立坐坐标系时，，确定x轴正方向主主要有以下下两种方法法：①分解力而不不分解加速速度，此种种方法一般般规定加速速度a的方向为x轴正方向；；②分解加速度度而不分解解力，把加加速度分解解在x轴和y轴上．在建立坐标标系时，不不管选取哪哪个方向为为x轴正方向，，所得的最最后结果都都是一样的的，但是为为了方便解解题，我们们应考虑尽尽量减少矢矢量的分解解，即要尽尽量使较多多的矢量在在坐标轴上上．【例2】(12分)如图所示，，传送带与与地面的夹夹角θ＝37°，从A到B长度为16m，传送带以以10m/s的速率逆时时针转动，，在传送带带上端A无初速度地地放一个质质量为m＝0.5kg的小物体，，它与传送送带之间的的动摩擦因因数为0.5.求物体从A运动到B所需时间是是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)思路点拨：：作好对物体体受力和运运动过程的的分析，利利用正交分分解法研究究各方向的的运动状态态及满足的的方程，并并注意挖掘掘题目中的的隐含条件件．答案：2s(1)本题中物体体的运动分分几个阶段段？有何不不同？(2)正交分解法法的优点是是什么？应应注意什么么？答案：(1)分两个阶段段，阶段一一摩擦力方方向向下，，阶段二摩摩擦力方向向向上．(2)解决物体受受力个数较较多时转化化为两个方方向，状态态分析比较较清晰，方方程书写简简单明了，，建坐标系系时要注意意尽可能多多的力在坐坐标轴上，，一般以加加速度方向向或垂直加加速度方向向为轴．针对训练21：(2011年福建省师师大附中模模拟)在一粗糙斜斜面上，斜斜面的倾斜斜角为θ，如图(甲)所示．现用用沿斜面向向上的力F拉弹簧的另另一端，通通过传感器器得到物体体A运动的加速速度a与F的关系图象象，如图(乙)所示，已知知当拉力为为3F1时，物体的的加速度为为a1.假设物体A与斜面间的的最大静摩摩擦力等于于滑动摩擦擦力，重力力加速度为为g，求：(1)物体A的质量；(2)物体A与斜面间的的动摩擦因因数．考点：正交交分解法的的应用【例题】(能力题)如图所示，，质量为m的人站在自自动扶梯上上，扶梯正正以加速度度a向上减速运运动，a与水平方向向的夹角为为θ，求人受的的支持力和和摩擦力．．解析：以人为研究究对象，他他站在减速速上升的电电梯上，受受到竖直向向下的重力力mg和竖直向上上的支持力力N，还受到水水平方向的的静摩擦力力，由于扶扶梯斜向下下的加速度度有一个水水平向左的的分量，故故可判断静静摩擦力的的方向水平平向左．人人受力如图图所示，建建立如图所所示的坐标标系，并将将加速度分分解为水平平加速度ax和竖直加速速度ay，则：ax＝acosθθ，ay＝asinθθ由牛顿第二二定律得：：f＝max，mg－N＝may求得f＝macosθ，N＝m(g－asinθθ)．答案：m(g－asinθθ)，方向竖直直向上macosθ，方向水平平向左本题考查对对牛顿第二二定律的理理解，属低低档题，解解决本题的的关键是弹弹簧在木板板抽出后的的瞬间弹力力不变．【测控导航】考点题号1.牛顿第二定律公式的理解及应用2、6、72.加速度瞬时性的分析与计算1、3、43.合成法、正交分解法的应用5、81．如图所示示，A、B质量均为m，中间有一一轻质弹簧簧相连，A用绳悬于O点，当突然然剪断OA绳时，关于于A物体的加速速度，下列列说法正确确的是(C)A．0B．gC．2gD．无法确定定解析：剪断绳前，，绳中拉力力为2mg，弹簧中的的弹力为mg向下，剪断断绳后，绳绳中拉力突突然消失，，而其他力力不变，故故物体A所受合力的的大小为向向下的2mg，加速度为为向下的2g，故C正确．2．搬运工人人沿粗糙斜斜面把一个个物体拉上上卡车，当当力沿斜面面向上，大大小为F时，物体的的加速度为为a1；若保持力力的方向不不变，大小小变为2F时，物体的的加速度为为a2，则(D)A．a1＝a2B．a1＜a2＜2a1C．a2＝2a1D．a2＞2a13．(2010年厦厦门门质质检检)如图图，，一一辆辆有有动动力力驱驱动动的的小小车车上上有有一一水水平平放放置置的的弹弹簧簧，，其其左左端端固固定定在在小小车车上上，，右右端端与与一一小小球球相相连连．．设设在在某某一一段段时时间间内内小小球球与与小小车车相相对对静静止止且且弹弹簧簧处处于于压压缩缩状状态态．．若若忽忽略略小小球球与与小小车车间间的的摩摩擦擦力力，，则则在在此此段段时时间间内内小小车车可可能能是是(D)①向右右做做加加速速运运动动②向右右做做减减速速运运动动③向左左做做加加速速运运动动④向左左做做减减速速运运动动A．①②②B．③④④C．①③③D．①④④解析析：：由于于小小球球的的惯惯性性，，当当小小车车向向右右加加速速或或向向左左减减速速时时，，弹弹簧簧处处于于压压缩缩状状态态，，故故①、④正确确，，当当小小车车向向右右减减速速或或向向左左加加速速时时，，弹弹簧簧处处于于拉拉伸伸状状态态，，故故②、③错．．选选D.4．(拓展展探探究究题题)如图图所所示示是是一一种种汽汽车车安安全全带带控控制制装装置置的的示示意意图图，，当当汽汽车车处处于于静静止止或或匀匀速速直直线线运运动动时时，，摆摆锤锤竖竖直直悬悬挂挂，，锁锁棒棒水水平平，，棘棘轮轮可可以以自自由由转转动动，，安安全全带带能能被被拉拉动动．．当当汽汽车车突突然然刹刹车车时时，，摆摆锤锤由由于于惯惯性性绕绕轴轴摆摆动动，，使使得得锁锁棒棒锁锁定定棘棘轮轮的的转转动动，，安安全全带带不不能能被被拉拉动动．．若若摆摆锤锤从从图图中中实实线线位位置置摆摆到到虚虚线线位位置置，，汽汽车车的的可可能能运运动动方方向向和和运运动动状状态态是是(B)A．向左行驶、、突然刹车B．向右行驶、、突然刹车C．向左行驶、、匀速直线运运动D．向右行驶、、匀速直线运运动解析：当摆锤在虚线线位置时，摆摆锤、车具有有向左的加速速度，车的运运动情况可能能为向左加速速行驶或向右右减速行驶，，故A错误、B正确；当车匀匀速运动时，，无论向哪个个方向，摆锤锤均处于竖直直位置不摆动动，故C、D均错误．5．如图所示，，斜劈形物体体A的质量为M，放在水平地地面上，质量量为m的粗糙物块B以某一初速度度沿斜劈的斜斜面向上运动动，至速度为为零后又加速速返回，而斜斜劈始终保持持静止，则物物块B上、下滑动的的整个过程中中，以下说法法不正确的是是(A)A．地面对斜劈劈A的摩擦力方向向先向左后向向右B．地面对斜劈劈A的摩擦力方向向没有改变C．地面对斜劈劈A的支持力总小小于(M＋m)gD．物块B上、下滑