2016届一轮复习人教版32牛顿第二定律　两类动力学问题课件.ppt

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1、第2讲牛顿第二定律两类动力学问题考纲考纲考情考情三年三年1717考高考指数：考高考指数：1.1.单位制单位制 2.2.牛顿第二定律及其应用牛顿第二定律及其应用 【知识梳理】【知识梳理】知识点知识点1 1 牛顿第二定律单位制牛顿第二定律单位制1.1.牛顿第二定律：牛顿第二定律：(1)(1)内容：物体加速度的大小跟内容：物体加速度的大小跟_成正比成正比, ,跟跟_成反比成反比, ,加速度的方向跟加速度的方向跟_的方向相同。的方向相同。(2)(2)表达式：表达式：_。它受到的作用力它受到的作用力物体的物体的质量质量作用力作用力F=maF=ma(3)(3)适用范围：适用范围：牛顿第二定律只适用于牛顿第

2、二定律只适用于_参考系参考系, ,即相对地面即相对地面_的参考系。的参考系。牛顿第二定律只适用于牛顿第二定律只适用于_(_(相对于分子、原子相对于分子、原子) )、低速运动、低速运动( (远小于光速远小于光速) )的情况。的情况。惯性惯性静止或做匀速直静止或做匀速直线运动线运动宏观物体宏观物体2.2.单位制：单位制：(1)(1)定义：由定义：由_和导出单位一起组成了单位制。和导出单位一起组成了单位制。(2)(2)分类：分类：基本单位：基本单位：_的单位。力学中的基本量有三个的单位。力学中的基本量有三个, ,它它们分别是们分别是_、_和和_,_,它们的国际单位分别是千克它们的国际单位分别是千克(

3、kg)(kg)、秒、秒(s)(s)和和_。导出单位：由导出单位：由_根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。基本单位基本单位基本量基本量质量质量时间时间长度长度米米(m)(m)基本量基本量知识点知识点2 2 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用1.1.动力学的两类基本问题：动力学的两类基本问题：第一类：已知受力情况求物体的第一类：已知受力情况求物体的_;_;第二类：已知运动情况求物体的第二类：已知运动情况求物体的_。运动情况运动情况受力情况受力情况2.2.解决两类基本问题的方法：以解决两类基本问题的方法：以_为为“桥梁桥梁”, ,由运动学公式和由运动学公

4、式和_列方程求解列方程求解, ,具体逻辑关系如图：具体逻辑关系如图：加速度加速度牛顿运动定律牛顿运动定律【思维诊断】【思维诊断】(1)(1)物体加速度的方向与所受合外力的方向一定相同。物体加速度的方向与所受合外力的方向一定相同。( () )(2)(2)物体所受合外力大物体所受合外力大, ,其加速度一定大。其加速度一定大。( () )(3)(3)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力, ,当力刚作用瞬间当力刚作用瞬间, ,物物体立即获得加速度。体立即获得加速度。( () )(4)(4)物体由于做加速运动物体由于做加速运动, ,所以才受合外力作用。所以才受

5、合外力作用。( () )(5)(5)物体所受合外力与加速度成正比。物体所受合外力与加速度成正比。( () )(6)(6)物体所受合外力减小物体所受合外力减小, ,加速度一定减小加速度一定减小, ,而速度不一定减小。而速度不一定减小。( () )提示：提示：(1)(1)。根据牛顿第二定律的矢量性。根据牛顿第二定律的矢量性, ,物体的加速度一定与合外物体的加速度一定与合外力方向相同。力方向相同。(2)(2)。根据牛顿第二定律。根据牛顿第二定律, ,如果物体的质量很大如果物体的质量很大, ,虽然合外力很大虽然合外力很大, ,其其加速度不一定大。加速度不一定大。(3)(3)。由于物体的加速度与合外力是

6、瞬时对应关系。由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系, ,因此当力作用瞬因此当力作用瞬间间, ,物体会立即产生加速度。物体会立即产生加速度。(4)(4)。根据因果关系。根据因果关系, ,合外力是产生加速度的原因合外力是产生加速度的原因, ,即物体由于受合即物体由于受合外力作用外力作用, ,才会产生加速度。才会产生加速度。(5)(5)。物体所受合外力是由施力物体施加的。物体所受合外力是由施力物体施加的, ,并不是由加速度来决定并不是由加速度来决定的。的。(6)(6)。由牛顿第二定律知物体所受合外力减小。由牛顿第二定律知物体所受合外力减小, ,加速度一定会减小加速度一定会减小, ,如果物体加速如果

7、物体加速, ,其速度会增大其速度会增大, ,如果物体减速如果物体减速, ,其速度会减小。其速度会减小。【小题快练】【小题快练】1.(1.(多选多选) )关于牛顿第二定律关于牛顿第二定律, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.物体的质量跟外力成正比物体的质量跟外力成正比, ,跟加速度成反比跟加速度成反比B.B.加速度的方向一定与合外力的方向一致加速度的方向一定与合外力的方向一致C.C.物体的加速度跟物体所受的合外力成正比物体的加速度跟物体所受的合外力成正比, ,跟物体的质量成反比跟物体的质量成反比D.D.由于加速度跟合外力成正比由于加速度跟合外力成正比, ,整块砖的重力加速度一

8、定是半块砖重整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的力加速度的2 2倍倍【解析】【解析】选选B B、C C。物体的质量是物体所含物质的多少。物体的质量是物体所含物质的多少, ,与外力无关与外力无关, ,故故A A项错误项错误; ;整块砖的重力是半块砖重力的二倍整块砖的重力是半块砖重力的二倍, ,但是前者质量也是后者但是前者质量也是后者质量的二倍质量的二倍, ,所以所以D D项错误项错误; ;由牛顿第二定律可知由牛顿第二定律可知,B,B、C C项正确。项正确。2.(2.(多选多选) )下列关于单位制及其应用的说法中下列关于单位制及其应用的说法中, ,正确的是正确的是( () )A.A.基本单位

9、和其导出单位一起组成了单位制基本单位和其导出单位一起组成了单位制B.B.选用的基本单位不同选用的基本单位不同, ,构成的单位制也不同构成的单位制也不同C.C.在物理计算中在物理计算中, ,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示, ,只要只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的D.D.一般说来一般说来, ,物理公式主要确定各物理量间的数量关系物理公式主要确定各物理量间的数量关系, ,并不一定同时并不一定同时确定单位关系确定单位关系【解析】【解析】选选A A、B B、C C。物

10、理公式确定了各物理量间的数量关系。物理公式确定了各物理量间的数量关系, ,也同时也同时确定了单位关系确定了单位关系,D,D错错; ;由基本单位、导出单位和单位制的关系可知由基本单位、导出单位和单位制的关系可知,A,A对对; ;选用的基本单位不同选用的基本单位不同, ,构成的单位制也不同构成的单位制也不同, ,比如在力学单位制中比如在力学单位制中, ,若采用米、千克、秒作为基本单位若采用米、千克、秒作为基本单位, ,就为国际单位制就为国际单位制, ,若采用厘米、克、若采用厘米、克、秒作为基本单位秒作为基本单位, ,就为厘米克秒制就为厘米克秒制,B,B对对; ;如果已知量都采用国际单位制如果已知量

11、都采用国际单位制单位单位, ,计算的结果也必然是国际单位制单位计算的结果也必然是国际单位制单位, ,其他单位制也一样其他单位制也一样,C,C对。对。3.3.雨滴从空中由静止落下雨滴从空中由静止落下, ,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大度的增大而增大, ,如图所示的图像能正确反映雨滴下落运动情况的如图所示的图像能正确反映雨滴下落运动情况的是是( () )【解析】【解析】选选C C。雨滴速度增大时。雨滴速度增大时, ,阻力也增大阻力也增大, ,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得a=a= 故加速度逐渐减小故加速度逐渐减小, ,最终雨滴做匀速运动最终

12、雨滴做匀速运动, ,故故C C正确。正确。mgfm，4.4.如图甲所示如图甲所示, ,放在光滑水平面上的木块受到两个水平力放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F F1 1与与F F2 2的作的作用静止不动。现保持用静止不动。现保持F F1 1不变不变,F,F2 2大小变化如图乙所示大小变化如图乙所示, ,则在此过程中则在此过程中, ,能正确描述木块运动情况的速度图像是下列选项中的能正确描述木块运动情况的速度图像是下列选项中的( () )【解析】【解析】选选D D。由于。由于F F2 2均匀减小到零然后又均匀增大到原值均匀减小到零然后又均匀增大到原值, ,所以木块所以木块受到的合外力的变化情况为

13、先增大后减小到零受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零, ,根据牛顿第二定律知根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零物体加速度也是先增大后减小到零, ,而速度一直在增大而速度一直在增大, ,最后达到最大最后达到最大值。符合上述规律的值。符合上述规律的v-tv-t图像只有图像只有D D项。项。5.5.如图所示如图所示, ,一轻弹簧竖直固定在地面上一轻弹簧竖直固定在地面上, ,一物体从弹簧一物体从弹簧上方某高处自由下落上方某高处自由下落, ,并落在弹簧上并落在弹簧上, ,弹簧在压缩过程中弹簧在压缩过程中始终遵守胡克定律。从物体接触弹簧开始始终遵守胡克定律。从物体接触弹簧开始, ,直到把

14、弹簧直到把弹簧压缩到最短为止压缩到最短为止, ,物体的加速度大小物体的加速度大小( () )A.A.一直变大一直变大 B.B.一直变小一直变小C.C.先变大后变小先变大后变小 D.D.先变小后变大先变小后变大【解析】【解析】选选D D。物体接触弹簧的前一段时间内。物体接触弹簧的前一段时间内, ,重力大于弹力重力大于弹力, ,由牛顿由牛顿第二定律：第二定律：mg-kx=ma,mg-kx=ma,知弹簧的形变量知弹簧的形变量x x逐渐增大逐渐增大, ,加速度逐渐减小。加速度逐渐减小。当重力等于弹力时当重力等于弹力时, ,加速度为零加速度为零, ,速度最大。由于惯性速度最大。由于惯性, ,物体继续向下

15、物体继续向下落落, ,此后此后, ,弹力大于重力弹力大于重力, ,合力向上合力向上,kx-mg=ma,kx-mg=ma,由于形变量由于形变量x x的继续增大的继续增大, ,加速度逐渐变大加速度逐渐变大, ,故整个过程中故整个过程中, ,加速度先变小后变大加速度先变小后变大, ,选选D D。考点考点1 1 对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的牛顿第二定律的“五性五性”：矢量性矢量性F=maF=ma是矢量式是矢量式,a,a与与F F同向同向瞬时性瞬时性a a与与F F对应同一时刻对应同一时刻因果性因果性F F是产生是产生a a的原因的原因同一性同一性a a、F F、m m对应同一

16、个物体对应同一个物体, ,应用时统一使用应用时统一使用SISI制制独立性独立性每一个力都产生各自的加速度每一个力都产生各自的加速度【典例【典例1 1】(2014(2014重庆高考重庆高考) )以不同初速度将两个物体同时竖直向上以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时抛出并开始计时, ,一个物体所受空气阻力可忽略一个物体所受空气阻力可忽略, ,另一物体所受空气阻另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比力大小与物体速率成正比, ,下列用虚线和实线描述两物体运动的下列用虚线和实线描述两物体运动的v-tv-t图图像可能正确的是像可能正确的是( () )【破题关键】【破题关键】关键信息关键信息思

17、考方向思考方向物体所受空气阻力可忽略物体所受空气阻力可忽略物体只受重力物体只受重力, ,加速度为加速度为g g物体所受阻力大小与物体速物体所受阻力大小与物体速率成正比率成正比物体所受阻力物体所受阻力F Ff f= =kvkv, ,速度为零时速度为零时, ,加加速度为速度为g g【解析】【解析】选选D D。一个物体竖直上抛运动不受空气阻力。一个物体竖直上抛运动不受空气阻力, ,做竖直向上的匀做竖直向上的匀减速直线运动至最高点减速直线运动至最高点, ,再向下做自由落体运动再向下做自由落体运动,v-t,v-t图像为倾斜向下图像为倾斜向下的直线的直线, ,四个选项均正确表示四个选项均正确表示; ;阻力

18、阻力F Ff f=kv=kv的上抛运动的上抛运动, ,上升中上升中a a上上= =随着随着v v减小减小,a,a上上减小减小, ,对应对应v-tv-t图像的斜率减小图像的斜率减小, ,选项选项A A错误错误; ;下降中下降中a a下下= = 随着随着v v增大增大,a,a下下继续减小继续减小, ,而在最高点时而在最高点时v=0,a=g,v=0,a=g,对应对应v-tv-t图图与与t t轴的交点轴的交点, ,其斜率应该等于其斜率应该等于g,g,即过即过t t轴交点的切线应该与竖直上抛轴交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行运动的直线平行, ,只有只有D D正确正确,B,B、C C错误。错误。mg

19、kvm，mgkvm，【易错提醒】【易错提醒】(1)(1)本题易忽略最高点的运动分析。误认为正确答案为本题易忽略最高点的运动分析。误认为正确答案为B B、C,C,事实上两个物体在最高点时事实上两个物体在最高点时, ,均只受重力均只受重力, ,其加速度均为其加速度均为g g。(2)(2)误认为上抛过程中的加速度误认为上抛过程中的加速度a a上上= = 下落过程中的下落过程中的a a下下= =而误选而误选A A项。项。mgkvm，mgkvm。【变式训练】【变式训练】( (多选多选)(2015)(2015青岛模拟青岛模拟) )乘坐乘坐“空中缆车空中缆车”饱览大自然饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若

20、某一缆车沿着坡度为的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为3030的山坡以加的山坡以加速度速度a a上行上行, ,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面, ,斜面斜面上放一个质量为上放一个质量为m m的小物块的小物块, ,小物块相对斜面静止小物块相对斜面静止( (设缆车保持竖直状设缆车保持竖直状态运行态运行) )。则。则( () )A.A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B.B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C.C.小物块受到的滑动摩擦力为小物块受到的滑动摩擦力为

21、mg+mamg+maD.D.小物块受到的静摩擦力为小物块受到的静摩擦力为 mg+mamg+ma1212【解析】【解析】选选A A、D D。小物块相对于斜面静止。小物块相对于斜面静止, ,因此小物块与斜面间的摩因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加速度擦力是静摩擦力。缆车以加速度a a上行上行, ,小物块的加速度也为小物块的加速度也为a,a,以小物以小物块为研究对象块为研究对象, ,则有则有f-mgsin 30f-mgsin 30=ma,f= mg+ma,=ma,f= mg+ma,方向平行于斜面向方向平行于斜面向上。故上。故A A、D D正确正确,B,B、C C错误。错误。12【加固训练

22、】【加固训练】(2013(2013新课标全国卷新课标全国卷)一物块静止在粗糙的水平桌面一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始上。从某时刻开始, ,物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a a表示物块的加速度大表示物块的加速度大小小,F,F表示水平拉力的大小。能正确描述表示水平拉力的大小。能正确描述F F与与a a之间关系的图像是之间关系的图像是( () )【解析】【解析】选选C C。物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用。物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用, ,

23、根据牛顿根据牛顿第二定律第二定律, ,有有F-FF-Ff f=ma,=ma,即即F=ma+FF=ma+Ff f, ,该关系为线性函数。当该关系为线性函数。当a=0a=0时时,F=F,F=Ff f; ;当当F=0F=0时时,a= ,a= 符合该函数关系的图像为符合该函数关系的图像为C C。fFm。考点考点2 2 牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律的瞬时性1.1.两种模型：两种模型：牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma,F=ma,其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系, ,两者总两者总是同时产生、同时消失、同时变化是同时产生、同时消失、同时变化, ,具体可简化为以下两种

24、模型：具体可简化为以下两种模型：刚性绳刚性绳( (或或接触面接触面) )此类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹此类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体力的物体, ,剪断剪断( (或脱离或脱离) )后后, ,其弹力立即消失其弹力立即消失, ,不需不需要形变恢复时间。一般题目中所给细绳、轻杆和要形变恢复时间。一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时接触面等在不加特殊说明时, ,均可按此模型处理均可按此模型处理弹簧弹簧( (或橡或橡皮绳皮绳) )此类物体的特点是形变量大此类物体的特点是形变量大, ,形变恢复需要较长时形变恢复需要较长时间间, ,在瞬时问题中在瞬时问题中, ,其

25、弹力可以看成是不变的其弹力可以看成是不变的2.2.一般思路：一般思路：第一步：分析原来物体的受力情况。第一步：分析原来物体的受力情况。第二步：分析物体在突变时的受力情况。第二步：分析物体在突变时的受力情况。第三步：由牛顿第二定律列方程。第三步：由牛顿第二定律列方程。第四步：求出瞬时加速度第四步：求出瞬时加速度, ,并讨论其合理性。并讨论其合理性。【典例【典例2 2】如图所示如图所示, ,质量分别为质量分别为m m、2m2m的小球的小球A A、B,B,由轻由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内, ,已知电梯正在竖直已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动向上做匀加速直线

26、运动, ,细线中的拉力为细线中的拉力为F,F,此时突然剪断此时突然剪断细线。在线断的瞬间细线。在线断的瞬间, ,弹簧的弹力大小和小球弹簧的弹力大小和小球A A的加速度的加速度的大小分别为的大小分别为( () )2F 2FF 2FA.,gB.,g33m3 3m2FFFFC.,gD.,g33m3 3m【解题探究】【解题探究】(1)(1)试分析线断之前，球试分析线断之前，球A A、B B受力情况。受力情况。提示：提示：球球A A受重力、弹簧的弹力和细线的拉力作用，球受重力、弹簧的弹力和细线的拉力作用，球B B受重力、弹簧受重力、弹簧弹力的作用。弹力的作用。(2)(2)线断的瞬间，球线断的瞬间，球A

27、A、B B受力是否会发生变化？受力是否会发生变化？提示：提示：球球A A所受细线的拉力减小为零，球所受细线的拉力减小为零，球B B受力不会发生变化。受力不会发生变化。【解析】【解析】选选A A。线断之前。线断之前, ,对球对球A,A,由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F-mg-FF-mg-F弹弹=ma,=ma,对对球球B,B,由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F F弹弹-2mg=2ma,-2mg=2ma,两方程联立得：两方程联立得：F F弹弹= F,= F,当线当线断的瞬间断的瞬间, ,线上拉力减小为零。对球线上拉力减小为零。对球A A有：有：mg+Fmg+F弹弹=ma=ma,a,a= +

28、g,= +g,故选项故选项A A正确。正确。232F3m【变式训练】【变式训练】( (多选多选) )如图所示如图所示, ,在动摩擦因数在动摩擦因数=0.2=0.2的水平面上的水平面上, ,质量质量m=2kgm=2kg的物块与水平轻弹簧相连的物块与水平轻弹簧相连, ,物块在与水平方向成物块在与水平方向成=45=45角的拉角的拉力力F F作用下处于静止状态作用下处于静止状态, ,此时水平面对物块的弹力恰好为零。此时水平面对物块的弹力恰好为零。g g取取10m/s10m/s2 2, ,以下说法正确的是以下说法正确的是( () )A.A.此时轻弹簧的弹力大小为此时轻弹簧的弹力大小为20N20NB.B.

29、当撤去拉力当撤去拉力F F的瞬间的瞬间, ,物块的加速度大小为物块的加速度大小为8m/s8m/s2 2, ,方向向左方向向左C.C.若剪断弹簧若剪断弹簧, ,则剪断的瞬间物块的加速度大小为则剪断的瞬间物块的加速度大小为8m/s8m/s2 2, ,方向向右方向向右D.D.若剪断弹簧若剪断弹簧, ,则剪断的瞬间物块的加速度为则剪断的瞬间物块的加速度为0 0【解析】【解析】选选A A、B B。物块在重力、拉力。物块在重力、拉力F F和弹簧的弹力作用下处于静止和弹簧的弹力作用下处于静止状态状态, ,由平衡条件得由平衡条件得kx=Fcoskx=Fcos,mg=Fsin,mg=Fsin, ,联立以上二式解

30、得弹簧的联立以上二式解得弹簧的弹力弹力kx= =20N,kx= =20N,选项选项A A正确正确; ;撤去拉力撤去拉力F F的瞬间的瞬间, ,由牛顿第二定律由牛顿第二定律得得kx-kx-mg=mamg=ma1 1, ,解得解得a a1 1=8m/s=8m/s2 2, ,方向向左方向向左, ,选项选项B B正确正确; ;剪断弹簧的瞬间剪断弹簧的瞬间, ,弹簧的弹力消失弹簧的弹力消失, ,则则FcosFcos=ma=ma2 2, ,解得解得a a2 2=10m/s=10m/s2 2, ,方向向右方向向右, ,选项选项C C、D D错误。错误。mgtan45【加固训练】【加固训练】如图所示如图所示,

31、 ,两个质量分别为两个质量分别为m m1 1=2kg,m=2kg,m2 2=3kg=3kg的物体置于光的物体置于光滑的水平面上滑的水平面上, ,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F F1 1=30N=30N、F F2 2=20N=20N的水平拉力分别作用在的水平拉力分别作用在m m1 1、m m2 2上上, ,则则( () )A.A.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是25N25NB.B.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是50N50NC.C.在突然撤去力在突然撤去力F F2 2的瞬间的瞬间,m,m1 1的加速度大小为的加速度大小为5m/s5m/s

32、2 2D.D.在突然撤去力在突然撤去力F F1 1的瞬间的瞬间,m,m1 1的加速度大小为的加速度大小为13m/s13m/s2 2【解析】【解析】选选D D。以。以m m1 1、m m2 2整体为研究对象整体为研究对象, ,根据牛顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得a=a= =2m/s =2m/s2 2, ,以以m m1 1为研究对象为研究对象,F,F1 1-F=m-F=m1 1a,a,解得解得F=26N,F=26N,故选项故选项A A、B B错错误。在突然撤去力误。在突然撤去力F F2 2的瞬间的瞬间, ,弹簧的弹力不发生变化弹簧的弹力不发生变化, ,故故m m1 1的加速度不的加速度不发生变

33、化发生变化, ,选项选项C C错误。在突然撤去力错误。在突然撤去力F F1 1的瞬间的瞬间,m,m1 1的加速度大小为的加速度大小为13m/s13m/s2 2, ,选项选项D D正确。正确。1212FFmm考点考点3 3 动力学问题的解题步骤动力学问题的解题步骤动力学两类基本问题的解题步骤动力学两类基本问题的解题步骤第一步：选对象。根据问题的需要和解题的方便第一步：选对象。根据问题的需要和解题的方便, ,选出被研究的物体选出被研究的物体, ,可以是一个物体可以是一个物体, ,也可以是几个物体组成的整体。也可以是几个物体组成的整体。第二步：研究力和运动。注意画好受力分析图第二步：研究力和运动。注

34、意画好受力分析图, ,明确物体的运动过程明确物体的运动过程和运动性质。和运动性质。第三步：建坐标。通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某第三步：建坐标。通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向。一坐标轴的正方向。第四步：列方程。根据平衡条件或牛顿第二定律沿坐标轴方向列方程。第四步：列方程。根据平衡条件或牛顿第二定律沿坐标轴方向列方程。第五步：解结果。结合相应的运动学方程联立求解第五步：解结果。结合相应的运动学方程联立求解, ,并对结果进行讨并对结果进行讨论。论。【典例【典例3 3】(2014(2014新课标全国卷新课标全国卷)公路上行驶的两汽车之间应保持公路上行驶的两

35、汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时一定的安全距离。当前车突然停止时, ,后车司机可以采取刹车措施后车司机可以采取刹车措施, ,使使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下, ,人的反应时人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为间和汽车系统的反应时间之和为1s1s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h108 km/h的速度匀速行驶时的速度匀速行驶时, ,安全距离为安全距离为120 m120 m。设雨天时汽车轮胎与。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的沥青路面间的动摩擦因数为晴天时

36、的 , ,若要求安全距离仍为若要求安全距离仍为120 m,120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。求汽车在雨天安全行驶的最大速度。25【解题探究】【解题探究】(1)(1)在人的反应时间内在人的反应时间内, ,汽车做什么运动汽车做什么运动? ?提示：提示：汽车做匀速直线运动。汽车做匀速直线运动。(2)(2)试分析在安全距离内汽车的运动性质。试分析在安全距离内汽车的运动性质。提示：提示：在安全距离内在安全距离内, ,汽车先做匀速直线运动汽车先做匀速直线运动, ,再做匀减速直线运动直再做匀减速直线运动直至停下。至停下。【解析】【解析】设沥青路面干燥时设沥青路面干燥时, ,汽车与沥青路面的动摩擦因

37、数为汽车与沥青路面的动摩擦因数为0 0, ,刹刹车时汽车的加速度大小为车时汽车的加速度大小为a a0 0, ,安全距离为安全距离为s,s,反应时间为反应时间为t t0 0, ,由牛顿第二由牛顿第二定律和运动学公式得：定律和运动学公式得：0 0mg=mamg=ma0 0 s=vs=v0 0t t0 0+ + 式中式中,m,m和和v v0 0分别为汽车的质量和刹车前的速度。分别为汽车的质量和刹车前的速度。设在雨天行驶时设在雨天行驶时, ,汽车与沥青路面间的动摩擦因数为汽车与沥青路面间的动摩擦因数为,依题意有依题意有= = 0 0 200v2a25设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为设在雨天行驶时汽

38、车刹车的加速度大小为a,a,安全行驶的最大速度为安全行驶的最大速度为v,v,由牛顿第二定律和运动学公式得：由牛顿第二定律和运动学公式得：mg=mamg=ma s=vts=vt0 0+ + 联立联立式并代入题给数据得式并代入题给数据得v=20m/s(72km/h)v=20m/s(72km/h)答案：答案：20m/s(72 km/h)20m/s(72 km/h)2v2a【变式训练】【变式训练】(2015(2015南京模拟南京模拟) )如图为一条平直公路中的两段如图为一条平直公路中的两段, ,其中其中A A点左边的路段为足够长的柏油路面点左边的路段为足够长的柏油路面,A,A点右边路段为水泥路面。已知

39、汽点右边路段为水泥路面。已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为1 1, ,与水泥路面的动摩擦因数为与水泥路面的动摩擦因数为2 2。当汽车以速度。当汽车以速度v v0 0沿柏油路面行驶时沿柏油路面行驶时, ,若刚过若刚过A A点时紧急刹车后点时紧急刹车后( (车车轮立即停止转动轮立即停止转动),),汽车要滑行一段距离到汽车要滑行一段距离到B B处才能停下处才能停下; ;若该汽车以速若该汽车以速度度2v2v0 0在柏油路面上行驶在柏油路面上行驶, ,突然发现突然发现B B处有障碍物处有障碍物, ,需在需在A A点左侧的柏油点左侧的柏油路段上某处紧急刹车路段上某处紧急刹车

40、, ,若最终汽车刚好撞不上障碍物若最终汽车刚好撞不上障碍物, ,求：求：( (重力加速重力加速度为度为g)g)。(1)(1)水泥路面水泥路面ABAB段的长度。段的长度。(2)(2)在第二种情况下汽车运动了多长时间才停下在第二种情况下汽车运动了多长时间才停下? ?【解析】【解析】(1)(1)水泥路面上运动的加速度为水泥路面上运动的加速度为a a1 1, ,则则2 2mg=mamg=ma1 1, ,则：则：v v0 02 2=2a=2a1 1x x1 1, ,解得：解得：x x1 1= =(2)(2)根据题意根据题意, ,汽车如果不撞上障碍物汽车如果不撞上障碍物B,B,在在A A点的速度应为点的速

41、度应为v v0 0, ,在柏油路在柏油路上运动时间为上运动时间为t t1 1, ,则则2v2v0 0-v-v0 0=a=a2 2t t1 1, ,解得：解得：t t1 1= ,= ,在水泥路面上在水泥路面上, ,运动时间为运动时间为t t2 2, ,则则v v0 0=a=a1 1t t2 2, ,解得解得t t2 2= =汽车运动的时间汽车运动的时间t=tt=t1 1+t+t2 2= =答案：答案：202v2g。01vg02vg012v11()g。200212vv11(1)(2)()2gg【加固训练】【加固训练】如图所示如图所示, ,木块的质量木块的质量m=2kg,m=2kg,与地面间的动摩擦

42、因数与地面间的动摩擦因数=0.2,=0.2,木块在拉力木块在拉力F=10NF=10N作用下作用下, ,在水平地面上从静止开始向右运动在水平地面上从静止开始向右运动, ,运动运动5.2m5.2m后撤去外力后撤去外力F F。已知力。已知力F F与水平方向的夹角与水平方向的夹角=37=37(sin37(sin37=0.6,cos37=0.6,cos37=0.8,g=0.8,g取取10m/s10m/s2 2) )。求：。求：(1)(1)撤去外力前撤去外力前, ,木块受到的摩擦力大小。木块受到的摩擦力大小。(2)(2)刚撤去外力时刚撤去外力时, ,木块运动的速度。木块运动的速度。(3)(3)撤去外力后撤

43、去外力后, ,木块还能滑行的距离为多少木块还能滑行的距离为多少? ?【解析】【解析】(1)(1)木块受力如图所示：木块受力如图所示：由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：竖直方向：竖直方向：F FN N+Fsin37+Fsin37-mg=0-mg=0F Ff f=F=FN N解得：解得：F Ff f=2.8N=2.8N(2)(2)由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：水平方向：水平方向：Fcos37Fcos37-F-Ff f=ma=ma1 1解得：解得：a a1 1=2.6m/s=2.6m/s2 2由运动学公式得：由运动学公式得：v v2 2=2a=2a1 1x x1 1解得：解得：v=5.2m/

44、sv=5.2m/s(3)(3)撤去外力后撤去外力后, ,木块受力如图所示：木块受力如图所示：由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：mg=mamg=ma2 2解得：解得：a a2 2=2m/s=2m/s2 2由运动学公式得：由运动学公式得：v v2 2=2a=2a2 2x x2 2解得：解得：x x2 2=6.76m=6.76m答案：答案：(1)2.8N(1)2.8N(2)5.2 m/s(2)5.2 m/s(3)6.76 m(3)6.76 m【资源平台】【资源平台】备选角度：涉及牛顿第二定律的过程分析备选角度：涉及牛顿第二定律的过程分析【典例】【典例】如图所示如图所示, ,弹簧左端固定弹簧左端固定

45、, ,右端自由伸长到右端自由伸长到O O点并系住物体点并系住物体m m。现将弹簧压缩到现将弹簧压缩到A A点点, ,然后释放然后释放, ,物体一直可以运动到物体一直可以运动到B B点点, ,如果物体受如果物体受到的阻力恒定到的阻力恒定, ,则则( () )A.A.物体从物体从A A到到O O先加速后减速先加速后减速B.B.物体从物体从A A到到O O加速运动加速运动, ,从从O O到到B B减速运动减速运动C.C.物体运动到物体运动到O O点时所受合力为点时所受合力为0 0D.D.物体从物体从A A到到O O的过程加速度逐渐减小的过程加速度逐渐减小【规范解答】【规范解答】选选A A。首先有两个

46、问题应清楚。首先有两个问题应清楚, ,物体在物体在A A点的弹力大于物点的弹力大于物体与地面之间的阻力体与地面之间的阻力( (因为物体能运动因为物体能运动),),物体在物体在O O点的弹力为点的弹力为0 0。所以。所以在在A A、O O之间有弹力与阻力相等的位置之间有弹力与阻力相等的位置, ,故物体在故物体在A A、O O之间的运动应该之间的运动应该是先加速后减速是先加速后减速,A,A选项正确选项正确,B,B选项不正确选项不正确;O;O点的弹力为点的弹力为0,0,但摩擦力不但摩擦力不是是0,0,所以所以C C选项不正确选项不正确; ;从从A A到到O O的过程加速度先减小、后增大的过程加速度先

47、减小、后增大, ,故故D D选项选项错误。错误。满分指导之满分指导之2 2用牛顿运动定律处理动力学问题用牛顿运动定律处理动力学问题【高考真题】【高考真题】(18(18分分)(2014)(2014山东高考山东高考) )研究表明研究表明, ,一般人的刹车反应一般人的刹车反应时间时间( (即图甲中即图甲中“反应过程反应过程”所用时间所用时间)t)t0 0=0.4s,=0.4s,但饮酒会导致反应时但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中间延长。在某次试验中, ,志愿者少量饮酒后驾车以志愿者少量饮酒后驾车以v v0 0=72km/h=72km/h的速度在的速度在试验场的水平路面上匀速行驶试验场的水平路面上

48、匀速行驶, ,从发现情况到汽车停止从发现情况到汽车停止, ,行驶距离行驶距离L=39mL=39m。减速过程中汽车位移。减速过程中汽车位移s s与速度与速度v v的关系曲线如图乙所示的关系曲线如图乙所示, ,此过程此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/sg=10m/s2 2。求：。求：(1)(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间。减速过程汽车加速度的大小及所用时间。(2)(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。(3)(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。减速过程

49、汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。【试卷抽样】【试卷抽样】【评析指导】【评析指导】1.1.失分点失分点：方程和结果错误：方程和结果错误, ,扣扣4 4分分失分原因：该生误将汽车的行驶距离当作刹车距离。失分原因：该生误将汽车的行驶距离当作刹车距离。补偿建议：强化审题补偿建议：强化审题, ,画出运动示意图画出运动示意图, ,标出各已知量和待求量。标出各已知量和待求量。规范解答：设减速过程中汽车加速度大小为规范解答：设减速过程中汽车加速度大小为a,a,由由v v0 02 2=2as=2asv v0 0=at=at解解得得a=8m/sa=8m/s2 2t=2.5st=2.5s2.2.失分

50、点失分点：方程及计算结果错误：方程及计算结果错误, ,扣扣6 6分。分。失分原因：误将汽车对志愿者的作用力当作志愿者受到的水平作用力失分原因：误将汽车对志愿者的作用力当作志愿者受到的水平作用力mama。补偿建议：补偿建议：对志愿者进行正确的受力分析。对志愿者进行正确的受力分析。明确汽车对志愿者的作用力是哪个力或由哪几个力合成。明确汽车对志愿者的作用力是哪个力或由哪几个力合成。规范解答：规范解答：志愿者受力如图志愿者受力如图志愿者受到的合外力为：志愿者受到的合外力为：F=ma,F=ma,汽车对志愿者的作用力为：汽车对志愿者的作用力为：F= F= 则则22F(mg)，F41mg53.3.其他可能失