浙江高考物理总复习牛顿运动定律时牛顿件.pptx

第第2课时牛顿第二定律课时牛顿第二定律基础过关基础过关1.牛顿第二定律的内容牛顿第二定律的内容物物体体加加速速度度的的大大小小跟跟作作用用力力成成_，跟跟物物体体的的质质量量成成_。加速度的方向与加速度的方向与_相同。相同。2.表达式表达式：F_。考点一对牛顿第二定律的理解考点一对牛顿第二定律的理解(d/d)正比正比反比反比作用力方向作用力方向ma3.适用范围适用范围(1)只只适适用用于于_参参考考系系(相相对对地地面面静静止止或或_运运动动的的参参考系考系)。(2)只只适适用用于于_物物体体(相相对对于于分分子子、原原子子)、低低速速运运动动(远远小小于于光光速速)的情况。的情况。惯性惯性匀速直线匀速直线宏观宏观4.对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解【过关演练】【过关演练】1.(2013浙江浙江6月学考月学考)如图所示，有人用一簇如图所示，有人用一簇气球使一座小屋成功升空。当小屋加速上升气球使一座小屋成功升空。当小屋加速上升时，它受到的拉力与重力的关系是时，它受到的拉力与重力的关系是()A.一对平衡力一对平衡力 B.作用力和反作用力作用力和反作用力C.拉力小于重力拉力小于重力 D.拉力大于重力拉力大于重力解析加速度方向向上，故合力方向向上，解析加速度方向向上，故合力方向向上，拉力大于重力，选拉力大于重力，选D。答案答案D2.(2016温温州州二二外外期期末末)一一质质量量为为m的的物物体体放放在在水水平平地地面面上上，动动摩摩擦擦因因数数为为，用用一一水水平平拉拉力力F作作用用于于物物体体上上，使使其其获获得得加加速速度度a，如如图图所所示示，要要使使该该物物体体的的加加速速度度变变为为3a，应应采采用用的的正正确确方方法法是是()A.将拉力变为将拉力变为3FB.将拉力变为将拉力变为3maC.将拉力变为将拉力变为(3mamg)D.将拉力变为将拉力变为3(Fmg)答案答案C要点突破要点突破1.运用牛顿第二定律解题的一般步骤运用牛顿第二定律解题的一般步骤确定研究对象。确定研究对象。进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图。进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图。建建立立直直角角坐坐标标系系，或或选选取取正正方方向向，写写出出已已知知量量，根根据据定定律律列列方程。方程。统一已知量单位，代值求解。统一已知量单位，代值求解。检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解。检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解。2.牛顿第二定律常用方法牛顿第二定律常用方法(1)矢矢量量合合成成法法：若若物物体体只只受受两两个个力力作作用用时时，应应用用平平行行四四边边形形定定则则求求这这两两个个力力的的合合力力，再再由由牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出物物体体的的加加速速度度的的大大小小及及方方向向。加加速速度度的的方方向向就就是是物物体体所所受受合合外外力力的的方方向向，反反之之，若若知知道道加加速速度度的的方方向向也也可可应应用用平平行行四四边边形形定定则则求求物物体体所所受受的的合合力。力。(2)正正交交分分解解法法：当当物物体体受受多多个个力力作作用用时时，常常用用正正交交分分解解法法求求物物体体的的合合外外力力。应应用用牛牛顿顿第第二二定定律律求求加加速速度度，在在实实际际应应用用中中常常将将受力分解，且将加速度所在的方向选为受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或轴或y轴，有时也可轴，有时也可分解加速度，即分解加速度，即 。【例题】【例题】如图所示，质量为如图所示，质量为m的人站在自动扶的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，向上减速运动，a与水与水平方向的夹角为平方向的夹角为。求人受的支持力和摩擦力。求人受的支持力和摩擦力。解解析析以以人人为为研研究究对对象象，他他站站在在减减速速上上升升的的扶扶梯梯上上，受受到到竖竖直直向向下下的的重重力力mg和和竖竖直直向向上上的的支支持持力力FN，还还受受到到水水平平方方向向的的静静摩摩擦擦力力F静静，由由于于扶扶梯梯斜斜向向下下的的加加速速度度有有一一个个水水平平向向左左的的分分量量，故故可可判判断断静静摩摩擦擦力力的的方方向向为为水水平平向向左左，人人受受力力如如图图(a)所所示示，建建立立如如图图所所示示的的坐坐标标系系，并并将将加加速速度度分分解解为为水水平平方方向向加加速速度度ax和和竖竖直方向加速度直方向加速度ay，如图，如图(b)所示，则所示，则axacos，ayasin。由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F静静max，mgFNmay求求得得F静静macos，方方向向水水平平向向左左，FNm(gasin)，方方向向竖竖直直向上。向上。答案答案m(gasin)，方向竖直向上，方向竖直向上macos，方向水平向左，方向水平向左精练题组精练题组1.如如图图所所示示，质质量量为为1 kg的的物物体体与与桌桌面面的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.2，物物体体在在7 N的水平拉力作用下获得的加速度大小为的水平拉力作用下获得的加速度大小为(g取取10 m/s2)()A.0B.5 m/s2 C.8 m/s2 D.12 m/s2答案答案B2.人人站站在在地地面面，竖竖直直向向上上提提起起质质量量为为1 kg的的物物体体，物物体体获获得得的的加加速速度度为为5 m/s2(g取取10 m/s2)。则则此此过过程程中中人人对对物物体体的的作作用用力力为为()A.5 N B.10 NC.15 N D.20 N解解析析根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，物物体体竖竖直直方方向向上上有有Fmgma，求求得得F15 N。答案答案C3.如如图图所所示示，质质量量m10 kg的的物物体体在在水水平平面面上上向向左左运运动动，物物体体与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.2，与与此此同同时时物物体体受受到到一一个个水水平平向向右右的的推推力力F20 N的作用，则物体产生的加速度是的作用，则物体产生的加速度是(g取取10 m/s2)()A.0 B.4 m/s2，水平向右，水平向右C.2 m/s2，水平向左，水平向左 D.2 m/s2，水平向右，水平向右答案答案B答案答案D5.如如图图所所示示，楼楼梯梯口口一一倾倾斜斜的的天天花花板板与与水水平平面面成成37角角，一一装装潢潢工工人人手手持持木木杆杆梆梆着着刷刷子子粉粉刷刷天天花花板板，工工人人所所持持木木杆杆对对刷刷子子的的作作用用力力始始终终保保持持竖竖直直向向上上，大大小小为为10 N，刷刷子子的的质质量量m0.5 kg，刷刷子子可可视视为为质质点点，刷刷子子与与天天花花板板间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.5，天天花花板板长长为为L4 m，sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2。试求：。试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。答案答案(1)2 m/s2(2)2 s基础过关基础过关加加速速度度与与合合外外力力具具有有瞬瞬时时对对应应关关系系，二二者者总总是是同同时时产产生生、同同时时变变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：考点二牛顿第二定律的瞬时性考点二牛顿第二定律的瞬时性(d/d)【过关演练】【过关演练】1.如如图图所所示示，物物体体在在力力F的的作作用用下下沿沿光光滑滑水水平平面面做做匀匀加加速速直直线线运运动动。某某一一时时刻刻突突然然撤撤去去外外力力F，关关于于物物体体此此后后的的运运动动情情况况，下下列列判判断断正确的是正确的是()A.停止运动停止运动 B.做匀速运动做匀速运动C.做匀加速运动做匀加速运动 D.做匀减速运动做匀减速运动答案答案B2.如如图图所所示示，两两小小球球悬悬挂挂在在天天花花板板上上，a、b两两小小球球用用细细线线连连接接，上上面面是是一一轻轻质质弹弹簧簧，a、b两两球球的的质质量量分分别别为为m和和2m，在在细细线线烧烧断断瞬瞬间间，a、b两两球球的的加加速速度度为为(取取向向下下为为正正方方向向)()A.0，g B.g，gC.2g，g D.2g，0答案答案C要点突破要点突破要点求瞬时加速度的基本思路要点求瞬时加速度的基本思路1.首首先先，确确定定该该瞬瞬时时物物体体受受到到的的作作用用力力，还还要要注注意意分分析析物物体体在在这这一瞬时前、后的受力及其变化情况。一瞬时前、后的受力及其变化情况。2.由牛顿第二定律列方程，求解瞬时加速度。由牛顿第二定律列方程，求解瞬时加速度。答案答案B精练题组精练题组1.如如图图所所示示，对对静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上的的物物体体施施加加一一水水平平拉拉力力，当当力刚开始作用的瞬间力刚开始作用的瞬间()A.物体立即获得速度物体立即获得速度B.物体立即获得加速度物体立即获得加速度C.物体同时获得速度和加速度物体同时获得速度和加速度D.由于物体没有来得及运动，因此速度和加速度都为零由于物体没有来得及运动，因此速度和加速度都为零解解析析物物体体受受重重力力、支支持持力力与与水水平平拉拉力力F三三个个力力的的作作用用，重重力力和和支支持持力力合合力力为为零零，因因此此物物体体受受的的合合力力即即水水平平拉拉力力F。由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可知知，力力F作作用用的的同同时时物物体体立立即即获获得得了了加加速速度度，但但是是速速度度还还是是零零，因因为为合合力力F与与速速度度无无关关，而而且且速速度度只只能能渐渐变变不不能能突突变变。所所以以B正确，正确，A、C、D错误。错误。答案答案B2.原来做匀加速直线运动的物体，当它的合外力逐渐减小时原来做匀加速直线运动的物体，当它的合外力逐渐减小时()A.加速度将减小，速度也减小加速度将减小，速度也减小B.加速度将减小，速度在增加加速度将减小，速度在增加C.加速度和速度都保持不变加速度和速度都保持不变D.情况复杂，加速度和速度的变化均无法确定情况复杂，加速度和速度的变化均无法确定解解析析物物体体原原来来做做匀匀加加速速直直线线运运动动，所所以以合合外外力力逐逐渐渐减减小小时时，加速度也逐渐减小，而速度仍在增加。加速度也逐渐减小，而速度仍在增加。答案答案B答案答案C4.(多多选选)正正在在加加速速上上升升的的气气球球，下下面面悬悬挂挂重重物物的的绳绳子子突突然然断断开开，此此时时()A.重物的加速度立即发生改变重物的加速度立即发生改变B.重物的速度立即发生改变重物的速度立即发生改变C.气球的速度立即改变气球的速度立即改变D.气球的加速度立即增大气球的加速度立即增大解析解析速度不能突变，加速度随力的变化而立即变化。速度不能突变，加速度随力的变化而立即变化。答案答案AD答案答案BD【方法总结】【方法总结】求解瞬时加速度问题关键求解瞬时加速度问题关键1.区区分分两两种种不不同同的的弹弹力力模模型型：轻轻弹弹簧簧(两两端端有有物物体体连连着着)弹弹力力不不会会突突变，其他弹力会突变。变，其他弹力会突变。2.注意分析清楚物体在瞬间前后受力情况。注意分析清楚物体在瞬间前后受力情况。基础过关基础过关1.已知受力情况求物体的运动情况；已知受力情况求物体的运动情况；由由受受力力情情况况判判断断物物体体的的运运动动情情况况，处处理理这这类类问问题题的的基基本本思思路路是是先先求求出出几几个个力力的的合合力力，由由牛牛顿顿第第二二定定律律(F合合ma)求求出出加加速速度度，再由运动学的相关公式求出速度或位移等。再由运动学的相关公式求出速度或位移等。考点三动力学的两类基本问题考点三动力学的两类基本问题(d/d)2.已知运动情况求物体的受力情况。已知运动情况求物体的受力情况。由由物物体体的的运运动动情情况况判判断断受受力力情情况况，处处理理这这类类问问题题的的基基本本思思路路是是已已知知加加速速度度或或根根据据运运动动规规律律求求出出加加速速度度，再再由由牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出合合力力，从从而而确确定定未未知知力力，至至于于牛牛顿顿第第二二定定律律中中合合力力的的求求法法可可用力的合成和分解法用力的合成和分解法(平行四边形定则平行四边形定则)或正交分解法。或正交分解法。3.动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题运运用用牛牛顿顿运运动动定定律律研研究究力力和和运运动动的的关关系系包包括括两两类类基基本本问问题题，分分析思路如下。析思路如下。说说明明：解解决决两两类类基基本本问问题题的的方方法法：以以_为为桥桥梁梁，由由_和和_列方程求解。列方程求解。加速度加速度加速度加速度加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律运动学公式运动学公式【过关演练】【过关演练】1.(2014浙浙江江1月月学学考考)有有经经验验的的司司机机能能通通过过控控制制油油门门使使汽汽车车做做匀匀加加速速直直线线运运动动，某某品品牌牌轿轿车车连连同同司司机机在在内内总总质质量量为为m1 500 kg，当当轿轿车车受受到到大大小小为为F1500 N的的牵牵引引力力时时恰恰好好在在水水平平路路面面上上匀匀速速行行驶驶。现现司司机机通通过过控控制制油油门门使使轿轿车车受受到到F22 000 N的的牵牵引引力力，从从v05 m/s开开始始加加速速。假假设设轿轿车车运运动动时时所所受受的的阻阻力力保保持持不不变变，试求：试求：(1)轿车运动过程中所受到的阻力大小；轿车运动过程中所受到的阻力大小；(2)轿车做加速运动时的加速度大小；轿车做加速运动时的加速度大小；(3)轿车开始加速后轿车开始加速后3 s内通过的位移大小。内通过的位移大小。答案答案(1)500 N(2)1 m/s2(3)19.5 m2.(2015浙浙江江1月月学学考考)航航天天飞飞机机着着陆陆时时速速度度很很大大，可可以以用用阻阻力力伞伞使使它它减减速速，如如图图所所示示。假假设设一一架架质质量量为为m的的航航天天飞飞机机在在一一条条水水平平直直跑跑道道上上着着陆陆，着着陆陆时时速速度度为为v0，着着陆陆的的同同时时立立即即打打开开阻阻力力伞伞，减减速速过过程程所所经经时时间间为为t，假假定定航航天天飞飞机机着着陆陆过过程程中中所所受受阻阻力力不不变变，问：问：(1)这条跑道至少要多长？这条跑道至少要多长？(2)着陆过程所受阻力是多大？着陆过程所受阻力是多大？要点突破要点突破要点一动力学两类问题的解题步骤要点一动力学两类问题的解题步骤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体。物体。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运动性质和运动过程。的运动性质和运动过程。3.明明确确问问题题性性质质：由由运运动动求求力力，需需先先用用运运动动学学公公式式求求出出加加速速度度，然然后后根根据据受受力力分分析析结结合合牛牛顿顿第第二二定定律律求求力力；由由受受力力求求运运动动，需需先先根根据据受受力力分分析析求求出出加加速速度度，然然后后根根据据运运动动学学公公式式求求位位移移或速度。或速度。【例【例1】(20164月浙江选考月浙江选考)如图是上海中心如图是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第第119层观光平台仅用时层观光平台仅用时55 s。若电梯先以加。若电梯先以加速度速度a1做匀加速运动，达到最大速度做匀加速运动，达到最大速度18 m/s，然后以最大速度匀速运动，最后以加速度然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为平台高度为549 m。(1)若若电电梯梯经经过过20 s匀匀加加速速达达到到最最大大速速度度，求求加加速速度度a1及及上上升升高高度度h；(2)在在(1)问问中中的的匀匀加加速速上上升升过过程程中中，若若小小明明的的质质量量为为60 kg，求求小小明对电梯地板的压力；明对电梯地板的压力；(3)求电梯匀速运动的时间。求电梯匀速运动的时间。答案答案(1)0.9 m/s2180 m(2)654 N(3)6 s要点二多过程问题的处理方法要点二多过程问题的处理方法1.将复杂物理过程分解为几个子过程。将复杂物理过程分解为几个子过程。2.分析每一个子过程中物体受力情况、运动情况、约束条件。分析每一个子过程中物体受力情况、运动情况、约束条件。3.注意子过程之间的联系，可以从时间、位移、速度等方面寻找。注意子过程之间的联系，可以从时间、位移、速度等方面寻找。4.注意画好受力分析图和运动示意图。注意画好受力分析图和运动示意图。【例例2】如如图图所所示示，倾倾角角为为30的的光光滑滑斜斜面面与与粗粗糙糙的的水水平平面面平平滑滑连连接接。现现将将一一滑滑块块(可可视视为为质质点点)从从斜斜面面上上的的A点点由由静静止止释释放放，最最终终停停在在水水平平面面上上的的C点点。已已知知A点点距距水水平平面面的的高高度度h0.8 m，B点点距距C点点的的距距离离L2.0 m。(滑滑块块经经过过B点点时时没没有有能能量量损损失失，取取g10 m/s2)求：求：(1)滑块在运动过程中的最大速度；滑块在运动过程中的最大速度；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数滑块与水平面间的动摩擦因数；(3)滑块从滑块从A点释放后，经过时间点释放后，经过时间t1.0 s时速度的大小。时速度的大小。(3)设设滑滑块块在在斜斜面面上上运运动动的的时时间间为为t1，vmaxa1t1，得得t10.8 s，由由于于tt1，故故滑滑块块已已经经经经过过B点点，做做匀匀减减速速运运动动的的时时间间为为tt10.2 s，设设t1.0 s时速度大小为时速度大小为v，则，则vvmaxa2(tt1)解得：解得：v3.2 m/s。答案答案(1)4 m/s(2)0.4(3)3.2 m/s答案答案A2.假假设设汽汽车车突突然然紧紧急急制制动动后后所所受受到到的的阻阻力力的的大大小小与与汽汽车车所所受受的的重重力力的的大大小小差差不不多多，当当汽汽车车以以20 m/s的的速速度度行行驶驶时时突突然然制制动动，它它还还能继续滑动的距离约为能继续滑动的距离约为()A.40 m B.20 m C.10 m D.5 m答案答案B3.质质量量为为1 t的的汽汽车车在在平平直直公公路路上上以以10 m/s的的速速度度匀匀速速行行驶驶，阻阻力力大大小小不不变变。从从某某时时刻刻开开始始，汽汽车车牵牵引引力力减减少少2 000 N，那那么么从从该该时时刻起经过刻起经过6 s，汽车行驶的路程是，汽车行驶的路程是()A.50 m B.42 mC.25 m D.24 m答案答案C4.如图所示，一倾角为如图所示，一倾角为的光滑斜面固定的光滑斜面固定在水平地面上，质量在水平地面上，质量m1 kg的物体在的物体在平行于斜面向上的恒力平行于斜面向上的恒力F作用下，从作用下，从A点由静止开始运动，到达点由静止开始运动，到达B点时立即撤点时立即撤去去拉拉力力F。此此后后，物物体体到到达达C点点时时速速度度为为零零。每每隔隔0.2 s通通过过传传感感器测得物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。求：器测得物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。求：t/s0 0.2 0.4 2.2 2.4 v/(ms1)0 1.0 2.0 3.3 2.1(1)恒力恒力F的大小；的大小；(2)撤去外力撤去外力F的时刻。的时刻。答案答案(1)11 N(2)1.5 s5.如如图图所所示示，某某次次滑滑雪雪训训练练，运运动动员员站站在在水水平平雪雪道道上上第第一一次次利利用用滑滑雪雪杖杖对对雪雪面面的的作作用用获获得得水水平平推推力力F84 N，而而从从静静止止向向前前滑滑行行，其其作作用用时时间间为为t11.0 s，撤撤除除水水平平推推力力F后后经经过过t22.0 s，他他第第二二次次利利用用滑滑雪雪杖杖对对雪雪面面的的作作用用获获得得同同样样的的水水平平推推力力，作作用用距距离离与与第第一一次次相相同同。已已知知该该运运动动员员连连同同装装备备的的总总质质量量为为m60 kg，在在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff12 N，求：，求：(1)第第一一次次利利用用滑滑雪雪杖杖对对雪雪面面作作用用获获得得的的速速度度大大小小及及这这段段时时间间内内的的位移；位移；(2)该运动员该运动员(可视为质点可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。答案答案(1)1.2 m/s0.6 m(2)5.2 m【方法总结】【方法总结】1.解决两类动力学基本问题应把握的关键解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两类分析两类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析；物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个桥梁一个桥梁物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。2.解决动力学基本问题时对力的处理方法解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合合成成法法在在物物体体受受力力个个数数较较少少(2个个或或3个个)时时一一般般采采用用“合合成法成法”；(2)正正交交分分解解法法若若物物体体的的受受力力个个数数较较多多(3个个或或3个个以以上上)，则则采用采用“正交分解法正交分解法”。