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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,第,2,讲,牛顿第二定律,1/46,考点,1,牛顿第二定律,1.内容：物体加速度跟所受_成正比，跟物,体_成反比，加速度方向跟_方向一致.,2.表示式：_，,F,与,a,含有瞬时对应关系.,3.适用范围,合外力,质量,合外力,F,ma,(1)牛顿第二定律只适合用于_参考系(相对地面静止,或做_运动参考系).,惯性,匀速直线,(2)牛顿第二定律只适合用于_物体(相对于分子、原,子)、低速运动(远小于光速)情况.,宏观,2/46,项目,物理意义,改变规律,方向,合外力,物体所受各,个力矢量和,由物体所受各,个力大小与方,向改变情况共,同决定,按照平行四边形定则计,算得出合外力方向,加速度,表示速度改变,快慢物理量,由物体所受合外,力改变来确定,由合外力方向决定,速度,表示物体运动,快慢物理量,由物体加速度,改变来决定,与加速度方向没有必,然联络.物体加速运,动时，加速度与速度同,向；物体减速运动时，,加速度与速度反向,考点,2,合外力、加速度和速度关系,1.三者关系以下表,3/46,2.速度大小改变与加速度关系：当,a,与,v,同向时，,v,_；,当,a,与,v,反向时，,v,_.而加速度大小由合外力大小决,定，所以要分析,v,、,a,改变情况，必须先分析物体受到,_改变情况.,增大,减小,合外力,4/46,考点,3,动力学两类基本问题,1.由物体受力情况求解运动情况基本思绪：先求出几,个力协力，由牛顿第二定律(,F,ma,)求出_，再由运,动学相关公式求出速度或位移.,2.由物体运动情况求解受力情况基本思绪：,依据运动,规律求出,_，再由牛顿第二定律求出协力，从而确定未,知力.,加速度,加速度,说明：牛顿第二定律是联络运动问题与受力问题桥梁，,加速度是解题关键.,5/46,【基础自测】,1.(,年上海静安区高三质检,),静止在光滑水平面上物,体，在受到一个水平力作用瞬间(,),A.物体立刻取得加速度，但速度仍等于零,B.物体立刻取得速度，但加速度为零,C.物体立刻取得加速度，同时也取得速度,D.物体加速度和速度都要经过少许时间才能获,得,答案：,A,6/46,2.(,多项选择，,201,7,年山东日照调研,),如图 3-2-1 所表示，一木块在,光滑水平面上受一恒力,F,作用，前方固定一足够长弹簧，则,当木块接触弹簧后(,),A.木块马上做减速运动,B.木块在一段时间内速度仍可,增大,图 3-2-1,C.当,F,等于弹簧,弹力时，木块速度最大,D.弹簧压缩量最大时，木块加速度为零,答案：,BC,7/46,3.(,多项选择，,201,7,年广东汕头一模,),如图3-2-2 所表示，建设房屋,时，保持底边,L,不变，要设计好屋顶倾角,，方便下,雨时落在,房顶雨滴能尽快地滑离屋顶，雨滴下滑时可视为小球做无初,速无摩擦运动.以下说法正确是(,),A.倾角,越,大，雨滴下滑时加速度越大,B.倾角,越大，雨滴对屋顶压力越大,C.倾角,越大，雨滴从顶端,O,下滑至屋檐,M,时,速度越大,图 3-2-2,D.倾角,越大，雨滴从顶端,O,下滑至屋檐,M,时时间越短,8/46,解析：,设屋檐底角为,，底边为,L,，注意底边长度是不变,，屋顶坡面长度为,x,，雨滴下滑时加速度为,a,，对雨滴做受,力分析如图 D16 所表示，只受重力,mg,和屋顶对雨滴支持力,F,N,，,垂直于屋顶方向：,mg,cos,F,N,图 D16,平行于屋顶方向：,ma,mg,sin,9/46,雨滴加速度为,a,g,sin,，则倾角,越大，雨滴下滑时加,速度越大，故 A 正确；,答案：,AC,10/46,4.(,年新课标,卷,),为提升冰球运动员加速能力，教,练员在冰面上与起跑线距离,s,0,和,s,1,(,s,1,s,0,)处罚别设置一个挡板,和一面小旗，如图 3-2-3 所表示.训练时，让运动员和冰球都位于,起跑线上，教练员将冰球以速度,v,0,击出，使冰球在冰面上沿垂,直于起跑线方向滑向挡板；冰球被击出同时，运动员垂直,于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球抵达挡板时，运,动员最少抵达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，,冰球抵达挡板时速度为,v,1,.重力加速度为,g,.求：,(1)冰球与冰面之间动摩擦因数.,11/46,(2)满足训练要求运动员最小加速度.,图 3-2-3,12/46,13/46,热点,1,对牛顿第二定律了解,热点归纳,14/46,考向,1,力、加速度和速度关系,【典题,1,】,一质点受多个力作用，处于静止状态.现使其,中一个力大小逐步减小到零，再沿原,方向逐步恢复到原来,大小,.在此过程中，其它力保持不变，则质点加速度大小,a,和,速度大小,v,改变情况是(,),A.,a,和,v,都一直增大,B.,a,和,v,都先增大后减小,C.,a,先增大后减小，,v,一直增大,D.,a,和,v,都先减小后增大,15/46,解析：,质点在多个力作用下处于静止状态时，其中一个力,必与其余各力协力等值反向.当该力大小逐步减小到零过,程中，质点所受协力从零开始逐步增大，做加速度逐步增大,加速运动；当该力再沿原方向逐步恢复到原来大小过程中，,质点所受协力方向仍不变，大小逐步减小到零，质点沿原方向,做加速度逐步减小加速运动，故 C 正确.,答案：,C,16/46,方法技巧：,协力、加速度、速度间决定关系：,(1),不论速度是大是小，或是零，只要协力不为零,，物体都,有加速度,.,(3),协力与速度同向时，物体做加速运动；协力与速度反向,时，物体做减速运动,.,17/46,考向,2,加速度计算,【典题,2,】,一个质量为 20 kg 物体，从斜面顶端由静止,匀加速滑下，物体与斜面间动摩擦因数为 0.2，斜面与水平面,间夹角为 37.求物体从斜面下滑过程中加速度.(,g,取,10 m/s,2,),18/46,解：,物体受力如图 D17 所表示.,图 D17,故物体从斜面下滑过程中加速度大小为 4.4 m/s,2,，方向沿,斜面向下.,x,轴方向：,G,x,F,f,ma,y,轴方向：,F,N,G,y,0,其中,F,f,F,N,所以,a,g,sin,g,cos,4.4 m/s,2,.,19/46,方法技巧：,计算两个力协力时普通用合成法，依据协力,方向沿加速度方向做平行四边形，计算协力；计算多个力合,力时普通用正交分解法，沿加速度和垂直加速度方向建坐标系，,沿加速度方向协力提供加速度，垂直加速度方向协力为,0.,20/46,考向,3,牛顿第二定律瞬时性,【典题,3,】,如图,3-2-4 所表示，物块 1、2 间用刚性轻质杆连,接，物块 3、4 间用轻质弹簧相连，物块 1、3 质量为,m,，物块,2、4 质量为,M,，两个系统均置于水平放置光滑木板上，并处,于静,止状态,.现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后瞬,间，物块 1、2、3、4 加速度大小分别为,a,1,、,a,2,、,a,3,、,a,4,.重力,加速度大小为,g,，则有(,),图 3-2-4,21/46,22/46,解析：,在抽出木板瞬时，物块,1、2 与刚性轻杆接触处,形变马上消失，受到协力均等于各自重力，所以由牛顿第二,定律知,a,1,a,2,g,；而物块,3、4 间轻弹簧形变还来不及改,变，此时弹簧对物块 3 向上弹力大小和对物块 4 向下弹力,大小仍为,mg,，所以物块,3 满足,mg,F,，,a,3,0；由牛顿第二定,答案：,C,23/46,方法技巧：,加速度与合外力含有瞬时对应关系，二者总是,同时产生、同时改变、同时消失，详细可简化为以下两种模型：,24/46,热点,2,动力学两类基本问题,热点归纳,1.处理两类基本问题思绪：,25/46,2.两类动力学问题解题步骤：,26/46,考向,1,依据物体运动情况求物体受力情况,【典题,4,】,研究表明，普通人刹车反应时间(即图 3-2-5,甲中“反应过程”所用时间),t,0,0.4 s，但饮酒会造成反应时间,延长.在某次试验中，志愿者少许饮酒后驾车以,v,0,72 km/h,速度在试验场水平路面上匀速行驶，从发觉情况到汽车停顿，,行驶距离,L,39 m.减速过程中汽车位移,x,与速度,v,关系曲线,如图乙所表示.此过程可视为匀变速直线运动.重力加速度大小,g,取 10 m/s,2,.求：,27/46,(1)减速过程中汽车加速度大小及所用时间.,(2)饮酒使志愿者比普通人增加反应时间.,(3)减速过程中汽车对志愿者作用力大小与志愿者重力,大小比值.,甲,乙,图,3-2-5,28/46,解：,(1)设减速过程中汽车加速度大小为,a,，所用时间为,t,，由题可得，初速度,v,0,20 m/s，末速度,v,0，位移,x,25 m，,由运动学公式得,联立以上两式，代入数据解得,a,8 m/s,2,，,t,2.5 s.,29/46,(2)设志愿者饮酒情况下反应时间为,t,，饮酒后反应时间,增加量为,t,，由运动学公式得,L,v,0,t,x,t,t,t,0,联立以上两,式，代入数据解得,t,0.3 s.,图 D18,(3)设志愿者所受合外力大小为,F,，汽车对志愿者作用,力大小为,F,0,，志愿者质量为,m,，受力如图 D18 所表示，由牛顿第,二定律得,30/46,F,ma,由平行四边形定则得,联立以上两式，代入数据解得,31/46,考向,2,依据物体受力情况求物体运动情况,【典题,5,】,(,年四川卷,),避险车道是防止恶性交通事故,主要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图 3-2-6 所表示.,竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为,斜面.一辆长12 m,载有货物货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速,为 23 m/s 时，车尾位于制动坡床底端，货物开始在车厢内向,车头滑动，当货物在车厢内滑动了 4 m 时，车头距制动坡床顶,端 38 m，再过一段时间，货车停顿.已知货车质量是货物质量,4 倍，货物与车厢间动摩擦因数为 0.4；货车在制动坡床上运,32/46,动受到坡床阻力大小为货车和货物总重 0.44 倍.货物与货,车分别视为小滑块和平板，取cos,1，sin,0.1，,g,取,10 m/s,2,.求：,(1)货物在车厢内滑动时加速度大小和方向.,(2)制动坡床长度.,图 3-2-6,33/46,解：,(1)设货物质量为,m,，货物在车厢内滑动过程中，,货,物与车厢间动摩擦因数,0.4，受摩擦力大小为,f,，加速度大,小为,a,1,，则,f,mg,sin,ma,1,f,mg,cos,联立以上两式并代入数据得,a,1,5 m/s,2,a,1,方向沿制动坡床向下.,34/46,(2)设货车质量为,M,，车尾位于制动坡床底端,时车速为,v,23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端,s,0,38 m 过程中，用时为,t,，货物在车厢移动了,s,4 m，货物相,对制动坡床运动距离为,s,1,，货车相对制动坡床运动距离为,s,2,.货车受到制动坡床阻力大小为,F,，,F,是货车和货物总重,k,倍，,k,0.44，货车长度,l,0,12 m，制动坡床长度为,l,，则,Mg,sin,F,f,Ma,2,F,k,(,m,M,),g,35/46,s,s,1,s,2,l,l,0,s,0,s,2,联立并代入数据得,l,98 m.,方法技巧：,处理动力学两类问题两个关键点：,36/46,【迁移拓展】,(,年新课标,卷,),公路上行驶两汽车之,间应保持一定安全距离.当前车突然停顿时，后车司机能够采,取刹车办法,，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰,.通常,情况下，人反应时间和汽车系统反应时间之和为 1 s.当汽车,在晴天干燥沥青路面上以 108 km/h 速度匀速行驶时，安全距,离为 120 m.设雨天时汽车轮胎与沥青路面间动摩擦,因数为晴,最大速度.,37/46,38/46,设在雨天行驶时汽车刹车加速度大小为,a,，安全行驶,最大速度为,v,，由牛顿第二定律和运动学公式得,mg,ma,联立式并代入题给数据解得,v,20 m/s(或 72 km/h).,39/46,用整体法和隔离法处理连接体问题,利用牛顿第二定律处理连接体问题时，惯用方法是整体,法和隔离法.,(1)整体法：当系统中各物体加速度都相同时，我们能够,把系统中全部物体看成一个整体，可先分析整体受力情况和,运动情况，然后依据牛顿第二定律，求出整体所受外力某一,未知力或加速度.,40/46,(2)隔离法：为解题方便，当求系统内物体间相互作用力时，,常将某个研究对象从系统中“隔离”出来，进行受力分析，应,用对应定律来分析求解.,处理连接体问题时，整体法和隔离法在解题中往往是交替,使用，普通思绪是先用整体法求加速度，再用隔离法求物体,间作用力.,41/46,【典题,6,】,(,多项选择,),如图,3-2,-7 所表示，质量分别为,m,A,、,m,B,A,、,B,两物块用轻线连接，放在倾角为,斜面上，用一直平行于斜,面向上拉力,F,拉,A,，使它们沿斜面匀加速上升，,A,、,B,与斜面,间动摩擦因数均为,.为了增加轻线上拉力，可行方法是,(,),A.减小,A,物块质量,B.增大,B,物块质量,图 3-2-7,C.增大倾角,D.增大动摩,擦因数,42/46,答案：,AB,43/46,方法技巧：,如图,3-2-8,所表示，一起加速运,动物体系统，,此结构与有没有摩擦无关,(,有摩擦，两物体与接触,面动摩擦因数,必须相同,),，物体系统在平面、斜面、竖直方向中此结论都成立,.,两物体连接物为弹簧、杆时，结论不变,.,甲,乙,丙,丁,图,3-2-8,44/46,【触类旁通】,(,多项选择，,年新课标,卷,),在一东西向水,平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好车厢.当机车在东边,拉着这列车厢以大小为,a,加速度向东行驶时，连接某两相邻,车厢挂钩,P,和,Q,间拉力大小为,F,；当机车在西边拉着车厢,不计车厢与铁轨间摩擦，每节,车厢质量相同，则这列车厢,节数可能为(,),A.8,B.10,C.15,D.18,45/46,答案：,BC,46/46,
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