【优化探究】高考物理一轮复习 第3章第2单元课件 必修1

一、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟

成正比，跟物体的

成反比，加速度的方向跟作用力的方向

．2．表达式：

，该表达式只能在国际单位制中成立．二、单位制及其基本单位和导出单位1．单位制：

单位和

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

、

、

；它们的单位分别是

、

、

．(2)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．作用力质量相同基本导出质量时间长度米秒千克2．国际单位制中的基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度lm质量mkg时间ts电流I安(培)热力学温度T开(尔文)物质的量n摩(尔)发光强度I坎(德拉)cd米千克秒AKmol[温馨提示]

(1)有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等．(2)有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米/秒(m/s)、帕斯卡、牛(顿)等．三、超重和失重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态

．(2)视重：当物体在

方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的

．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．

无关竖直重力2．超重、失重和完全失重的比较现象实质超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力

自身重力的现象系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力

自身重力的现象系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力

的现象系统具有竖直向下的加速度，且a＝g大于小于等于零[温馨提示]

(1)超重并不是指重力增加了，失重并不是指重力减小了，完全失重也不能理解为物体不受重力了．(2)判断一个物体处于超重还是失重状态，主要根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断，若竖直向上，则超重，若竖直向下，则失重．四、两类动力学问题1．已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可以求出物体的

；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在某时刻的

和在某段时间的

，也就求出了物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由

可以求出加速度，再根据

可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等．可用程序图表示如下：运动情况速度位移运动学公式牛顿第二定律对牛顿第二定律的理解1．牛顿第二定律的“五性”矢量性公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总同向瞬时性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三层意思：(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对应同一个物体或同一个系统；(3)F＝ma中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用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＝max，Fy＝may2.瞬时加速度的问题分析分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．此类问题应注意两种基本模型的建立．(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理．(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．[重点提示]

(1)力和加速度的瞬时对应性是高考的重点．物体的受力情况应符合物体的运动状态，当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳筹)时，需重新进行运动分析和受力分析．(2)细绳弹力可以发生突变而弹簧弹力一般不能发生突变．

如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．求解下列问题：

(1)现将线L2剪断，求剪断L2的瞬间物体的加速度．(2)若将图甲中的细线L1换成长度相同，质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L2的瞬间物体的加速度．[思路点拨]

求解此题应注意以下两点：(1)其他力改变时，弹簧的弹力不能在瞬间发生突变．(2)其他力改变时，细绳上的弹力可以在瞬间发生突变．[听课记录]

(1)当线L2被剪断的瞬间，因细线L2对球的弹力突然消失，而引起L1上的张力发生突变，使物体的受力情况改变，瞬时加速度沿垂直L1斜向下方，为a＝gsinθ.(2)当线L2被剪断时，细线L2对球的弹力突然消失，而弹簧的形变还来不及变化(变化要有一个过程，不能突变)，因而弹簧的弹力不变，它与重力的合力与细线L2对球的弹力是一对平衡力，等值反向，所以线L2剪断时的瞬时加速度为a＝gtanθ，方向水平向右．[答案]

(1)gsinθ方向沿垂直于L1斜向下方(2)gtanθ方向水平向右答案：C解答动力学的两类基本问题的方法和步骤1．动力学两两类基本问题题的分析流程程图2．基本方法法(1)明确题题目中给出的的物理现象和和物理过程的的特点，如果果是比较复杂杂的问题，应应该明确整个个物理现象是是由哪几个物物理过程组成成的，找出相相邻过程的联联系点，再分分别研究每一一个物理过程程．(2)根据问问题的要求和和计算方法，，确定研究对对象进行分析析，并画出示示意图．图中中应注明力、、速度、加速速度的符号和和方向．对每每一个力都明明确施力物体体和受力物体体，以免分析析力时有所遗遗漏或无中生生有．(3)应用牛牛顿运动定律律和运动学公公式求解，通通常先用表示示物理量的符符号运算，解解出所求物理理量的表达式式，然后将已已知物理量的的数值及单位位代入，通过过运算求结果果．3．应用牛顿顿第二定律的的解题步骤(1)明明确确研研究究对对象象．．根根据据问问题题的的需需要要和和解解题题的的方方便便，，选选出出被被研研究究的的物物体体．．(2)分分析析物物体体的的受受力力情情况况和和运运动动情情况况．．画画好好受受力力分分析析图图，，明明确确物物体体的的运运动动性性质质和和运运动动过过程程．．(3)选选取取正正方方向向或或建建立立坐坐标标系系，，通通常常(4)求合外力F合．(5)根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．[重点提示]

(1)物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的．(2)无论是哪种情况，加速度都是联系力和运动的“桥梁”．

一质质量量为为m＝40kg的的小小孩孩站站在在电电梯梯内内的的体体重重计计上上．．电电梯梯从从t＝0时时刻刻由由静静止止开开始始上上升升，，在在0到到6s内内体体重重计示示数数F的变变化化如如图图所所示示．．试试问问：：在在这这段段时时间内内电电梯梯上上升升的的高高度度是是多多少少？？(取取重重力力加加速速度g＝10m/s2)[思路路点点拨拨]整个个运运动动过过程程分分为为三三个个阶阶段段，，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律先先求求出出各各个个阶阶段段的的加加速速度度，，再再利利用用运运动动学学公公式式求求出出各各个个阶阶段段的的位位移移和和速速度度，，最最后后将将各各段段位位移移加加起起来来，，即即为为电电梯梯上上升升的的总总高高度度．．[答案案]9m2．．(2009年年高高考考海海南南卷卷)科研研人人员员乘乘气气球球进进行行科科学学考考察察．．气气球球、、座座舱舱、、压压舱舱物物和和科科研研人人员员的的总总质质量量为为990kg.气气球球在在空空中中停停留留一一段段时时间间后后，，发发现现气气球球漏漏气气而而下下降降，，及及时时堵堵住住．．堵堵住住时时气气球球下下降降速速度度为为1m/s，且做匀匀加速运运动，4s内下降了了12m．为使气气球安全全着陆，，向舱外外缓慢抛抛出一定定的压舱舱物．此此后发现现气球做做匀减速速运动，，下降速速度在5分钟内减减少3m/s.若空空气阻力力和泄漏漏气体的的质量均均可忽略略，重力力加速度度g＝9.89m/s2，求抛掉掉的压舱舱物的质质量．答案：101kg整体法与隔离法的应用系统问题题是指在在外力作作用下几几个物体体连在一一起运动动的问题题，系统统内的物物体的加加速度可可以相同同，也可可以不相相同，对对该类问问题处理理方法如如下：1．隔离法的的选取(1)适适应情况况：若系系统内各各物体的的加速度度不相同同，且需需要求物物体之间间的作用用力．(2)处处理方法法：把物物体从系系统中隔隔离出来来，将内内力转化化为外力力，分析析物体的的受力情情况和运运动情况况，并分分别应用用牛顿第第二定律律列方程程求解，，隔离法法是受力力分析的的基础，，应重点点掌握．．2．整体体法的选选取(1)适适应情况况：若系系统内各各物体具具有相同同的加速速度，且且不需要要求物体体之间的的作用力力．(2)处处理方法法：把系系统内各各物体看看成一个个整体(当成一一个质点点)来分分析整体体受到的的外力，，应用牛牛顿第二二定律求求出加速速度(或或其他未未知量)．3．整整体法法、隔隔离法法交替替运用用原则则：若若系统统内各各物体体具有有相同同的加加速度度，且且要求求物体体之间间的作作用力力时，，可以以先用用整体体法求求出加加速度度，然然后再再用隔隔离法法选取取合适[重点提示]

运用整体法分析问题时，系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法求解．

水平面面上并并排放放着A、B两个物物体，，如图图所示示，已已知mA＝2kg，mB＝3kg，物物体A与地面面间的的动摩摩擦因因数μA＝0.4，，物体体B与地面面间的的动摩摩擦因因数μB＝0.2.现有有水平平推力力F＝20N作用用在物物体A上，经经t＝5s撤撤去力力F，(g取10m/s2)问：：(1)在撤撤去力力F前A、B间的作作用力力多大大？(2)A、B间的最最大距距离为为多大大？[其中f

A＝μA

N

A＝μAmAg，

f

B＝N

B＝μBmBg，水平方向应用牛顿第二定律得：

F－

f

A－

f

B＝(mA＋mB)a.再隔离物体B受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：

FB－

f

B

＝mBa，以上各式联立可得：

a＝1.2m/s2，FB＝9.6N.[答案](1)9.6N(2)4.5m3．一一质量量为M，倾角角为θ的楔形形木块块，静静置在在水平平桌面面上，，与桌桌面间间的动动摩擦擦因数数为μ，一质质量为为m的物块块，置置于楔楔形木木块的的斜面面上，，物块块与斜斜面的的接触触是光光滑的的．为为了保保持物物块相相对斜斜面静静止，，可用用一水水平力力F推楔形木块块，如图所所示．求水水平力F的大小等于于多少？解析：物块m受力情况如如图所示，，则竖直方向上上：Ncosθ＝mg①水平方向上上：Nsinθ＝ma②由①②解得：a＝gtanθ把物块m和木块M作为一个整整体，由牛牛顿第二定定律得：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a所以F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)．答案：(M＋m)g(μ＋tanθ)临界问题的分析方法[思路点拨]先求出BC绳刚好被拉拉直时的加加速度，对对a1、a2对应的情况况做出判断断，然后再再分析小球球受力求解解结果．(2)小车车向左加速速度增大，，AC、BC绳方向不变变，所以AC绳拉力不变变，BC绳拉力变大大，BC绳拉力最大大时，小车车向左加速速度最大，，小球受力力如图由牛顿第二二定律，得得Tm＋mgtanθ＝mam因为Tm＝2mg，所以最大大加速度为为am＝3g答案：(1)g(2)3g1．直升机机悬停在空空中向地面面投放装有有救灾物资资的箱子，，如图所示示．设投放放初速度为为零，箱子子所受的空空气阻力与与箱子下落落速度的平平方成正比比，且运动动过程中箱箱子始终保保持图示姿姿态．在箱箱子下落过过程中，下下列说法正正确的是()A．箱内物物体对箱子子底部始终终没有压力力B．箱子刚刚从飞机上上投下时，，箱内物体体受到的支持持力最大C．箱子接接近地面时时，箱内物物体受到的的支持力比刚刚投下时大大D．若下落落距离足够够长，箱内内物体有可可能不受底部部支持力而而“飘起来”解析：因为受到阻阻力，不是是完全失重重状态，所所以对支持持面有压力力，A错．．由于箱子子阻力和下下落的速度度成二次方方关系，箱箱子最终将将匀速运动动，受到的的压力等于于重力，BD错，C对．答案：C2．有一物物块放在粗粗糙的水平平面上，在在水平向右右的外力F作用下向右右做直线运运动，如图图甲所示，，其运动的的v－t图象如图乙乙中实线所所示，则下下列关于外外力F的判断正确确的是A．在0～～1s内内外力F不断变化B．在1s～3s内外力力F恒定C．在3s～4s内外力力F不断变化D．在3s～4s内外力力F恒定解析：由牛顿第二二定律，F－f＝ma，所以F＝f＋ma，摩擦力f恒定，在0～1s内，速度度均匀变化化，加速度度恒定，F不变化，A不正确．．在1s～3s内，速度度恒定，a＝0，外力力F恒定，B正正确．在3s～4s内，，斜率变大大，加速度度变大，外外力F不断变化，，C正确，，D不正确确．答案：BC3．(2010年高考上上海单科)将一个物体体以某一速速度从地面面竖直向上上抛出，设设物体在运运动过程中中所受空气气阻力大小小不变，则则物体()A．刚