物理總第三章 牛頓運動定律 第2課時 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題 教科版

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1、第第2 2課時牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題課時牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧核心探究核心探究演練提升演練提升 基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧 自主梳理自主梳理融會貫通融會貫通知識梳理知識梳理一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1.1.內(nèi)容內(nèi)容:物體的加速度跟所受的合力成物體的加速度跟所受的合力成 ,跟物體的質(zhì)量成跟物體的質(zhì)量成 .加速度加速度的方向跟的方向跟 方向相同方向相同.2.2.表達式表達式:F:F合合=.3.3.適用范圍適用范圍:適用于適用于 參考系中參考系中 物體的低速運動物體的低速運動.正比正比反比反比合力合力mama慣性慣性宏觀宏觀拓拓拓拓展展展展思思思思考考考考如圖所示如圖所示,超市中

2、顧客隨自動扶梯一起向上勻加速運動超市中顧客隨自動扶梯一起向上勻加速運動.已知扶梯傾已知扶梯傾角為角為,顧客質(zhì)量為顧客質(zhì)量為m,m,加速度為加速度為a.a.若求扶梯對顧客支持力或摩擦力若求扶梯對顧客支持力或摩擦力,你有何思路你有何思路?答案答案:分析物體的受力分析物體的受力,將加速度沿水平、豎直方向分解將加速度沿水平、豎直方向分解,然后根據(jù)牛然后根據(jù)牛頓第二定律分別列方程求解頓第二定律分別列方程求解.二、力學(xué)單位制二、力學(xué)單位制1.1.單位制單位制:由由 和和 一起組成了單位制一起組成了單位制.基本單位基本單位導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位2.2.基本單位基本單位:基本物理量的基本物理量的 .力學(xué)中的基本量有

3、力學(xué)中的基本量有 、長度和、長度和 ,它們的國際單位分別是它們的國際單位分別是kg,mkg,m和和 .3.3.導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位:由基本單位根據(jù)由基本單位根據(jù) 推導(dǎo)出來的其他物理量的單位推導(dǎo)出來的其他物理量的單位.三、牛頓第二定律的應(yīng)用三、牛頓第二定律的應(yīng)用1.1.兩類動力學(xué)問題兩類動力學(xué)問題(1)(1)已知受力情況已知受力情況,求物體的求物體的 情況情況.(2)(2)已知運動情況已知運動情況,求物體的求物體的 情況情況.2.2.解決兩類問題的方法解決兩類問題的方法以以 為為“橋梁橋梁”,由運動學(xué)公式和牛頓運動定律列方程求解由運動學(xué)公式和牛頓運動定律列方程求解.單位單位質(zhì)量質(zhì)量時間時間物理關(guān)系物

4、理關(guān)系 運動運動受力受力 加速度加速度s s自主檢測自主檢測1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)千克、克、秒、小時、分鐘均屬于基本單位千克、克、秒、小時、分鐘均屬于基本單位.(.()(2)(2)牛頓第二定律表達式牛頓第二定律表達式F=maF=ma在任何情況下都適用在任何情況下都適用.(.()(3)(3)對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力,當力剛作用瞬間當力剛作用瞬間,物體立即物體立即獲得加速度獲得加速度.(.()(4)(4)質(zhì)量越大的物體加速度越小質(zhì)量越大的物體加速度越小.(.()(5)(5)根據(jù)公式根據(jù)公式F=ma,F=ma,可知物體所受的外力跟

5、物體的加速度成正比可知物體所受的外力跟物體的加速度成正比.(.()答案答案:(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)2.2.根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是下列敘述正確的是()A.A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B.B.物體所受合力必須達到一定值時物體所受合力必須達到一定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度才能使物體產(chǎn)生加速度C.C.物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比D.D.當物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時當物體質(zhì)量改變

6、但其所受合力的水平分力不變時,物體水平加速度大小與物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比其質(zhì)量成反比D D解解析析:根根據(jù)據(jù)牛牛頓頓第第二二定定律律a=a=可可知知物物體體的的加加速速度度與與速速度度無無關(guān)關(guān),所所以以A A錯錯誤誤;即即使使合合力力很很小小,也也能能使使物物體體產(chǎn)產(chǎn)生生加加速速度度,所所以以B B錯錯誤誤;物物體體加加速速度度的的大大小小與與物物體體所所受受的的合合力力成成正正比比,所所以以C C錯錯誤誤;力力和和加加速速度度為為矢矢量量,水水平平方方向向的的力力產(chǎn)產(chǎn)生生水水平平方向的加速度方向的加速度,則物體水平加速度與質(zhì)量成反比則物體水平加速度與質(zhì)量成反比,所以所以D D正確正

7、確.3.3.某實驗小組在實驗室設(shè)計了一個不用天平測量物體質(zhì)量的實驗?zāi)硨嶒炐〗M在實驗室設(shè)計了一個不用天平測量物體質(zhì)量的實驗,如圖如圖,在光在光滑水平臺面右端固定一個恒力器滑水平臺面右端固定一個恒力器,在臺面左端放一輛小車在臺面左端放一輛小車,車上固定一遮光條車上固定一遮光條,遮光條寬度為遮光條寬度為d,d,恒力器通過一根細線給小車提供恒定拉力恒力器通過一根細線給小車提供恒定拉力F,F,使小車由靜止開使小車由靜止開始依次經(jīng)過兩個光電門始依次經(jīng)過兩個光電門,光電門光電門1,21,2記錄的擋光時間分別為記錄的擋光時間分別為t t1 1,t,t2 2,測得兩光電門測得兩光電門中心間距為中心間距為x,x,

8、不計遮光條質(zhì)量不計遮光條質(zhì)量.根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可得小車質(zhì)量為根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可得小車質(zhì)量為()B B 核心探究核心探究 分類探究分類探究各個擊破各個擊破考點一牛頓第二定律的理解考點一牛頓第二定律的理解1.1.牛頓第二定律的牛頓第二定律的“五五”性性2.2.合力、加速度、速度間的決定關(guān)系合力、加速度、速度間的決定關(guān)系(1)(1)物體所受合力的方向決定了其加速度的方向物體所受合力的方向決定了其加速度的方向,只要合力不為零只要合力不為零,不管速度是不管速度是多少多少,物體都有加速度且與合力的方向一定相同物體都有加速度且與合力的方向一定相同,合力合力(或加速度或加速度)與速度無必與速度無必然的聯(lián)系然的

9、聯(lián)系.(2)(2)合力合力(或加速度或加速度)與速度同向時與速度同向時,物體做加速運動物體做加速運動;合力合力(或加速度或加速度)與速度反與速度反向時向時,物體做減速運動物體做減速運動.(4)(4)速度的改變需經(jīng)歷一定的時間而不能突變速度的改變需經(jīng)歷一定的時間而不能突變;有力就一定有加速度有力就一定有加速度,但有力速但有力速度可能為度可能為0.0.【典例典例1 1】(多選多選)如圖所示如圖所示,一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O O點點,自由伸長到自由伸長到B B點點.今用一小物體今用一小物體m m把彈簧壓縮到把彈簧壓縮到A A點點(m(m與彈簧不連接與彈簧不連接),),然

10、后釋放然后釋放,小物體能經(jīng)小物體能經(jīng)B B點運動到點運動到C C點而靜止點而靜止.小物體小物體m m與水平面間的動摩擦因數(shù)與水平面間的動摩擦因數(shù)恒定恒定,則下列說法中則下列說法中正確的是正確的是()A.A.物體從物體從A A到到B B速度越來越大速度越來越大B.B.物體從物體從A A到到B B速度先增大后減小速度先增大后減小C.C.物體從物體從A A到到B B加速度越來越小加速度越來越小D.D.物體從物體從A A到到B B加速度先減小后增大加速度先減小后增大BDBD核心點撥核心點撥 (1)(1)由由A A到到C C的過程中的過程中,物體受地面的摩擦力和彈簧彈力大小相物體受地面的摩擦力和彈簧彈力

11、大小相等的位置出現(xiàn)在等的位置出現(xiàn)在B B點的左側(cè)點的左側(cè).(2)a=0(2)a=0時出現(xiàn)在時出現(xiàn)在A,BA,B之間之間,此時速度達最大此時速度達最大.解析解析:物體從物體從A A到到B B的過程中的過程中,水平方向一直受到向左的滑動摩擦力作用水平方向一直受到向左的滑動摩擦力作用,大小大小不變不變;還一直受到向右的彈簧的彈力作用還一直受到向右的彈簧的彈力作用,彈力從某個值逐漸減小到彈力從某個值逐漸減小到0.0.開始時開始時,彈力大于摩擦力彈力大于摩擦力,合力向右合力向右,物體向右加速物體向右加速,隨著彈力的減小隨著彈力的減小,合力越來越小合力越來越小;到到A,BA,B間的某一位置時間的某一位置時

12、,彈力和摩擦力的合力為彈力和摩擦力的合力為0,0,速度達到最大速度達到最大;隨后隨后,摩擦力摩擦力大于彈力大于彈力,合力增大但方向向左合力增大但方向向左,合力方向與速度方向相反合力方向與速度方向相反,物體開始做減速物體開始做減速運動運動.所以所以,小物體由小物體由A A到到B B的過程中的過程中,先做加速度減小的加速運動先做加速度減小的加速運動,后做加速度后做加速度增大的減速運動增大的減速運動,故選項故選項B,DB,D正確正確.方法技巧方法技巧 牛頓第二定律應(yīng)用中的受力處理技巧牛頓第二定律應(yīng)用中的受力處理技巧(1)(1)物體受兩個非共線共點力時通過合成法計算合力物體受兩個非共線共點力時通過合成

13、法計算合力.(2)(2)物體受共線共點力時可將力的運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算物體受共線共點力時可將力的運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算.(3)(3)物體受多個非共線共點力時通過正交分解法進行計算物體受多個非共線共點力時通過正交分解法進行計算.1 1.牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的理解(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度,因此因此,加速度的產(chǎn)生要滯后于力加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用的作用B.F=maB.F=ma是矢量式是矢量式,a,a的方向與的方向與F F的方向相同的方向相同,與速度方向無關(guān)與速度方向無關(guān)C.C.物體所受的合

14、外力減小物體所受的合外力減小,加速度一定減小加速度一定減小,而速度不一定減小而速度不一定減小D.D.物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系,同時也確定了物理量間的單位同時也確定了物理量間的單位關(guān)系關(guān)系BCDBCD解解析析:物物體體的的加加速速度度與與合合外外力力有有瞬瞬時時對對應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系,加加速速度度與與力力同同時時產(chǎn)產(chǎn)生生,故故A A錯錯誤誤.a.a的的方方向向與與F F的的方方向向相相同同,與與速速度度方方向向無無關(guān)關(guān),故故B B正正確確.合合外外力力減減小小,加加速速度度一一定定減減小小,但但如如果果a a與與v v同同向向,v,v會會變變大大,故

15、故C C正正確確.物物理理公公式式不不僅僅確確定定了了物物理理量量之間的數(shù)量關(guān)系之間的數(shù)量關(guān)系,同時也確定了物理量間的單位關(guān)系同時也確定了物理量間的單位關(guān)系,故故D D正確正確.多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練2 2.牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律的應(yīng)用(2018(2018河南中原名校聯(lián)考河南中原名校聯(lián)考)某科研單位設(shè)計了一空間某科研單位設(shè)計了一空間飛行器飛行器,飛行器從地面起飛時飛行器從地面起飛時,發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角=60=60,使飛行器恰好沿與水平方向成使飛行器恰好沿與水平方向成=30=30角的直線斜向右上方勻加速飛行角的直線斜向右上方勻加速飛行,經(jīng)時間經(jīng)

16、時間t t后后,將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)6060同時適當調(diào)節(jié)其大小同時適當調(diào)節(jié)其大小,使飛行器依然可以沿使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行原方向勻減速飛行,飛行器所受空氣阻力不計飛行器所受空氣阻力不計,下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A.A.加速時加速度的大小為加速時加速度的大小為g gB.B.加速時動力的大小等于加速時動力的大小等于mgmgC.C.減速時動力的大小等于減速時動力的大小等于 mgmgD.D.減速飛行時間減速飛行時間t t后速度為零后速度為零A A考點二用牛頓第二定律分析瞬時加速度問題考點二用牛頓第二定律分析瞬時加速度問題1.1.兩種模型兩種模型2

17、.2.求解瞬時加速度的一般思路求解瞬時加速度的一般思路分析瞬時變化前后物體的受力情況分析瞬時變化前后物體的受力情況 由牛頓第二定律列方程由牛頓第二定律列方程 求瞬時加速度求瞬時加速度【典例典例2 2】(多選多選)如圖如圖(甲甲)、(乙乙)所示所示,圖中細線均不可伸長圖中細線均不可伸長,兩小球質(zhì)量相兩小球質(zhì)量相同且均處于平衡狀態(tài)同且均處于平衡狀態(tài),細線和彈簧與豎直方向的夾角均為細線和彈簧與豎直方向的夾角均為.如果突然把兩水如果突然把兩水平細線剪斷平細線剪斷,則剪斷瞬間則剪斷瞬間()A.A.圖圖(甲甲)中小球的加速度大小為中小球的加速度大小為gsingsin,方向水平向右方向水平向右B.B.圖圖(

18、乙乙)中小球的加速度大小為中小球的加速度大小為gtangtan,方向水平向右方向水平向右C.C.圖圖(甲甲)中傾斜細線與圖中傾斜細線與圖(乙乙)中彈簧的拉力之比為中彈簧的拉力之比為1cos1cos2 2D.D.圖圖(甲甲)中傾斜細線與圖中傾斜細線與圖(乙乙)中彈簧的拉力之比為中彈簧的拉力之比為coscos2 211BDBD核心點撥核心點撥(1)(1)水平細線剪斷瞬間水平細線剪斷瞬間,小球小球A A將沿圓弧擺下將沿圓弧擺下,小球小球A A的合力與細線垂直的合力與細線垂直且向下且向下,傾斜細線的拉力發(fā)生突變傾斜細線的拉力發(fā)生突變.(2)(2)水平細線剪斷瞬間水平細線剪斷瞬間,彈簧的拉力不變彈簧的拉

19、力不變,小球小球B B的合力水平向右的合力水平向右.解析解析:設(shè)兩球質(zhì)量均為設(shè)兩球質(zhì)量均為m,m,剪斷水平細線后剪斷水平細線后,對小球?qū)π∏駻 A進行受力分析進行受力分析,如圖如圖(a)(a)所示所示,小球小球A A將沿圓弧擺下將沿圓弧擺下,小球小球A A的加速度的加速度a a1 1的方向沿圓周的切線方向向下的方向沿圓周的切線方向向下,則則T T1 1=mgcosmgcos,F F1 1=mgsinmgsin=ma=ma1 1,所以所以a a1 1=gsingsin,方向垂直傾斜細線向下方向垂直傾斜細線向下,故選項故選項A A錯誤錯誤.對小球?qū)π∏駼 B進行受力分析進行受力分析,水平細線剪斷瞬

20、間水平細線剪斷瞬間,小球小球B B所受重力所受重力mgmg和彈簧彈力和彈簧彈力T T2 2都不變都不變,小球小球B B的加速度的加速度a a2 2的方向水平向右的方向水平向右,如圖如圖(b)(b)所示所示,則則T T2 2=,F=,F2 2=mgtanmgtan=ma=ma2 2,所以所以a a2 2=gtangtan,方向水平向右方向水平向右,故選項故選項B B正確正確.圖圖(甲甲)中傾斜細線與圖中傾斜細線與圖(乙乙)中彈簧的拉力中彈簧的拉力之比為之比為T T1 1TT2 2=cos=cos2 21,1,故選項故選項C C錯誤錯誤,D,D正確正確.方法技巧方法技巧 抓住抓住“兩關(guān)鍵兩關(guān)鍵”,

21、遵循遵循“四步驟四步驟”(1)(1)分析瞬時加速度的分析瞬時加速度的“兩個關(guān)鍵兩個關(guān)鍵”明確繩或線類、彈簧或橡皮筋類模型的特點明確繩或線類、彈簧或橡皮筋類模型的特點.分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài).(2)(2)“四個步驟四個步驟”第一步第一步:分析原來物體的受力情況分析原來物體的受力情況.第二步第二步:分析物體在突變時的受力情況分析物體在突變時的受力情況.第三步第三步:由牛頓第二定律列方程由牛頓第二定律列方程.第四步第四步:求出瞬時加速度求出瞬時加速度,并討論其合理性并討論其合理性.1.1.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 5882604958826049 彈簧連接的瞬時加速

22、度問題彈簧連接的瞬時加速度問題(2017(2017咸陽質(zhì)檢咸陽質(zhì)檢)如圖所示如圖所示,A,B,A,B兩小球分別連在彈簧兩端兩小球分別連在彈簧兩端,B,B端用細線固定在傾角為端用細線固定在傾角為=30=30的光滑斜面上的光滑斜面上.A,B.A,B兩小球的質(zhì)量分別為兩小球的質(zhì)量分別為m mA A,m,mB B,重力加速度為重力加速度為g,g,若不計彈簧質(zhì)量若不計彈簧質(zhì)量,在線被剪斷在線被剪斷瞬間瞬間,A,B,A,B兩球的加速度分別為兩球的加速度分別為()多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練D D2 2.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 58826050 58826050 摩擦力突變引起的瞬時加速度問題摩擦力突變引起的瞬時加速度問題(多選

23、多選)如圖所示如圖所示,質(zhì)量質(zhì)量均為均為m m的木塊的木塊A A和木板和木板B B疊放在粗糙的水平地面上疊放在粗糙的水平地面上,A,A與與B B間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)1 1=0.4,=0.4,水水平力平力F=2mgF=2mg作用在作用在B B上上,A,B,A,B以以a=2 m/sa=2 m/s2 2的共同加速度向右運動的共同加速度向右運動.則則(g=10 m/s(g=10 m/s2 2)()A.A.無法求出無法求出B B與地面間的動摩擦因數(shù)與地面間的動摩擦因數(shù)B.B.在撤去在撤去F F后后,A,B,A,B會發(fā)生相對滑動會發(fā)生相對滑動C.C.在撤去在撤去F F后瞬間后瞬間,B,B的加速度無

24、法求出的加速度無法求出D.D.在撤去在撤去F F后瞬間后瞬間,A,A的加速度為的加速度為4 m/s4 m/s2 2,方向向左方向向左BDBD解析解析:設(shè)設(shè)B B與地面間的動摩擦因數(shù)為與地面間的動摩擦因數(shù)為2 2,水平力水平力F F作用時作用時,由牛頓第二定律由牛頓第二定律,對整對整體有體有2mg-2mg-2 22mg=2ma,2mg=2ma,得得2 2=0.8,=0.8,故選項故選項A A錯誤錯誤.在撤去在撤去F F后瞬間后瞬間,A,A與與B B都勻減都勻減速向右運動速向右運動,若若A A相對于相對于B B向右滑動向右滑動,則有則有1 1mg=mamg=maA A,2 22mg-2mg-1 1

25、mg=mg=mamaB B,即即a aA A=1 1g,ag,aB B=(2=(22 2-1 1)g)ga aA A,故選項故選項B B正確正確.代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得a aB B=12 m/s=12 m/s2 2,a,aA A=4 m/s=4 m/s2 2,方方向均向左向均向左,故選項故選項C C錯誤錯誤,D,D正確正確.考點三兩類動力學(xué)問題考點三兩類動力學(xué)問題1.1.兩類動力學(xué)問題之間的邏輯關(guān)系兩類動力學(xué)問題之間的邏輯關(guān)系2.2.解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法(1)(1)合成法合成法在物體受力個數(shù)較少在物體受力個數(shù)較少(2(2個或個或3 3個個)時一

26、般采用時一般采用“合成法合成法”.(2)(2)正交分解法正交分解法若物體的受力個數(shù)較多若物體的受力個數(shù)較多(3(3個或個或3 3個以上個以上),),則采用則采用“正交分解法正交分解法”.3.3.兩類動力學(xué)問題的解題步驟兩類動力學(xué)問題的解題步驟【典例典例3 3】(2018(2018山東濟南調(diào)研山東濟南調(diào)研)滑雪運動中當滑雪板壓在雪地上時會把雪滑雪運動中當滑雪板壓在雪地上時會把雪內(nèi)的空氣逼出來內(nèi)的空氣逼出來,在滑雪板與雪地間形成一個暫時的在滑雪板與雪地間形成一個暫時的“氣墊氣墊”,從而大大減小從而大大減小雪地對滑雪板的摩擦力雪地對滑雪板的摩擦力.然而當滑雪板相對雪地速度較小時然而當滑雪板相對雪地速

27、度較小時,與雪地接觸時間與雪地接觸時間超過某一值就會陷下去超過某一值就會陷下去,使得它們間的摩擦力增大使得它們間的摩擦力增大.假設(shè)滑雪者的速度超過假設(shè)滑雪者的速度超過4 4 m/sm/s時時,滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會由滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會由1 1=0.25=0.25變?yōu)樽優(yōu)? 2=0.125.=0.125.一滑雪一滑雪者從傾角者從傾角=37=37的坡頂?shù)钠马擜 A處由靜止開始自由下滑處由靜止開始自由下滑,滑至坡底滑至坡底B B處后又滑上一段處后又滑上一段水平雪地水平雪地(B(B處斜坡與水平面平滑連接處斜坡與水平面平滑連接),),最后停在最后停在C C處處,如圖所示如圖所示,不計

28、空氣阻力不計空氣阻力,坡長坡長L=26 L=26 m,gm,g取取10 m/s10 m/s2 2,sin 37,sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8,=0.8,求求:(1)(1)滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間;(2)(2)滑雪者到達滑雪者到達B B處的速度處的速度;(3)(3)滑雪者在水平雪地上運動的最大距離滑雪者在水平雪地上運動的最大距離.運動過程圖示運動過程圖示 答案答案:(1)1 s(1)1 s(2)16(2)16 m/sm/s(3)99.2 m(3)99.2 m方法技巧方法技巧 解決動力學(xué)兩類

29、問題的兩個關(guān)鍵點解決動力學(xué)兩類問題的兩個關(guān)鍵點多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練A A 2 2.由運動情況確定受力情況由運動情況確定受力情況 如圖為風洞實驗室中進行的實驗示意圖如圖為風洞實驗室中進行的實驗示意圖.在傾角在傾角為為3737的固定斜面上的固定斜面上,有一個質(zhì)量為有一個質(zhì)量為1 kg1 kg的物塊的物塊,在風洞施加的水平恒力在風洞施加的水平恒力F F作用下作用下,從從A A點由靜止開始運動點由靜止開始運動,經(jīng)過經(jīng)過1.2 s1.2 s到達到達B B點時立即關(guān)閉風源點時立即關(guān)閉風源,失去恒力失去恒力F,F,物塊到達物塊到達C C點時速度變?yōu)榱泓c時速度變?yōu)榱?通過速度傳感器測得這一過程中物塊每隔通過速度傳

30、感器測得這一過程中物塊每隔0.2 s0.2 s的瞬時速度的瞬時速度,下表給出了部分數(shù)據(jù)下表給出了部分數(shù)據(jù):t/st/st/st/s0.0.0.0.0 0 0 00.0.0.0.2 2 2 20.0.0.0.4 4 4 40.0.0.0.6 6 6 61.1.1.1.4 4 4 41.1.1.1.6 6 6 61.1.1.1.8 8 8 8v/(mv/(mv/(mv/(ms s s s-1-1-1-1)0.0.0.0.0 0 0 01.1.1.1.0 0 0 02.2.2.2.0 0 0 03.3.3.3.0 0 0 04.4.4.4.0 0 0 02.2.2.2.0 0 0 00.0.0.0.

31、0 0 0 0已知已知sin 37sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8,g=0.8,g取取10 m/s10 m/s2 2.求求:(1)A,C(1)A,C兩點間的距離兩點間的距離;答案答案:(1)5.4 m(1)5.4 m(2)(2)水平恒力水平恒力F F的大小的大小.解析解析:(2)(2)勻加速過程中由牛頓第二定律得勻加速過程中由牛頓第二定律得FcosFcos 37 37-mgsin 37-mgsin 37-(mgcos 37-(mgcos 37+Fsin 37+Fsin 37)=ma)=ma1 1勻減速過程中由牛頓第二定律得勻減速過程中由牛頓第二定律得-(-(mg

32、sinmgsin 37 37+mgcos 37+mgcos 37)=ma)=ma2 2聯(lián)立解得聯(lián)立解得F=30 N.F=30 N.答案答案:(2)30 N(2)30 N 演練提升演練提升 真題體驗真題體驗強化提升強化提升高考模擬高考模擬1 1.牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的理解(2016(2016全國全國卷卷,18)(,18)(多選多選)一質(zhì)點做勻速直線運動一質(zhì)點做勻速直線運動,現(xiàn)對其施加一恒力現(xiàn)對其施加一恒力,且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變,則則()A.A.質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B.B.質(zhì)點速度的方向不可能

33、總是與該恒力的方向垂直質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C.C.質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D.D.質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變BCBC解析解析:由于施加恒力前質(zhì)點做勻速直線運動由于施加恒力前質(zhì)點做勻速直線運動,此時所受外力的合力為此時所受外力的合力為0,0,施加施加恒力后其合力為該恒力恒力后其合力為該恒力,則加速度不變則加速度不變,加速度方向與該恒力方向相同加速度方向與該恒力方向相同,但力但力的方向與速度方向關(guān)系不明確的方向與速度方向關(guān)系不明確,質(zhì)點可能做勻變速直線運動質(zhì)點可能做勻變速直線運動,也

34、可能做勻變也可能做勻變速曲線運動速曲線運動,速度方向與力的方向可能相同速度方向與力的方向可能相同,也可能時刻改變也可能時刻改變;質(zhì)點加速度不質(zhì)點加速度不變說明單位時間內(nèi)速度的變化量相同變說明單位時間內(nèi)速度的變化量相同,但由于速度為矢量但由于速度為矢量,單位時間內(nèi)速率單位時間內(nèi)速率的變化量不一定相等的變化量不一定相等.故選項故選項B,CB,C正確正確.2 2.兩類動力學(xué)問題兩類動力學(xué)問題(2017(2017海南卷海南卷,3),3)汽車緊急剎車后汽車緊急剎車后,停止運動的車輪在水平停止運動的車輪在水平地面上滑動直至停止地面上滑動直至停止,在地面上留下的痕跡稱為剎車線在地面上留下的痕跡稱為剎車線.由

35、剎車線的長短可知汽由剎車線的長短可知汽車剎車前的速度車剎車前的速度.已知汽車輪胎與地面之間的動摩擦因數(shù)為已知汽車輪胎與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.80,0.80,測得剎車線長測得剎車線長25 m.25 m.汽車在剎車前的瞬間的速度大小為汽車在剎車前的瞬間的速度大小為(重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2)()()A.10 A.10 m/sm/sB.20 B.20 m/sm/sC.30 C.30 m/sm/sD.40 D.40 m/sm/sB B3.3.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 58826052 58826052 瞬時加速度問題瞬時加速度問題(2018(2018遼寧六校聯(lián)考遼寧六校聯(lián)考

36、)如如圖圖所示所示,A,B,A,B兩球兩球質(zhì)質(zhì)量相等量相等,光滑斜面的光滑斜面的傾傾角角為為,圖圖(甲甲)中中,A,B,A,B兩球用兩球用輕彈輕彈簧相簧相連連,圖圖(乙乙)中中A,BA,B兩球用兩球用輕質(zhì)輕質(zhì)桿相桿相連連,系系統(tǒng)統(tǒng)靜止靜止時時,擋擋板板C C與斜面垂直與斜面垂直,彈彈簧、簧、輕輕桿均與斜面桿均與斜面平行平行,則則在突然撤去在突然撤去擋擋板的瞬板的瞬間間有有()A.A.兩兩圖圖中兩球加速度均中兩球加速度均為為gsingsin B.B.兩兩圖圖中中A A球的加速度均球的加速度均為為零零C.C.圖圖(乙乙)中中輕輕桿的作用力一定不桿的作用力一定不為為零零D.D.圖圖(甲甲)中中B B

37、球的加速度是球的加速度是圖圖(乙乙)中中B B球的球的2 2倍倍D D解析解析:撤去擋板前撤去擋板前,擋板對擋板對B B球的彈力大小為球的彈力大小為2mgsin,2mgsin,因彈簧彈力不能突變因彈簧彈力不能突變,而桿的彈力會突變而桿的彈力會突變,所以撤去擋板瞬間所以撤去擋板瞬間,圖圖(甲甲)中中A A球所受合力為零球所受合力為零,加速度為加速度為零零,B,B球所受合力為球所受合力為2mgsin,2mgsin,加速度為加速度為2gsin;2gsin;圖圖(乙乙)中桿的彈力突變?yōu)橹袟U的彈力突變?yōu)榱懔?A,B,A,B球所受合力均為球所受合力均為mgsinmgsin,加速度均為加速度均為gsings

38、in,故圖故圖(甲甲)中中B B球的加速球的加速度是圖度是圖(乙乙)中中B B球加速度的球加速度的2 2倍倍,故故D D正確正確.4.4.牛頓運動定律的綜合應(yīng)用牛頓運動定律的綜合應(yīng)用(2017(2017海南卷海南卷,14),14)一一輕彈輕彈簧的一端固定在簧的一端固定在傾傾角角為為的固定光滑斜面的底部的固定光滑斜面的底部,另一端和另一端和質(zhì)質(zhì)量量為為m m的小物的小物塊塊a a相相連連,如如圖圖所示所示.質(zhì)質(zhì)量量為為 m m的小物的小物塊塊b b緊緊靠靠a a靜止在斜面上靜止在斜面上,此此時彈時彈簧的簧的壓縮壓縮量量為為x x0 0,從從t=0t=0時時開始開始,對對b b施加沿斜面向上的外力

39、施加沿斜面向上的外力,使使b b始始終終做勻加速直做勻加速直線線運運動動.經(jīng)過經(jīng)過一段一段時間時間后后,物物塊塊a,ba,b分離分離;再再經(jīng)過經(jīng)過同同樣長樣長的的時間時間,b,b距其出距其出發(fā)發(fā)點的距離恰好也點的距離恰好也為為x x0 0.彈彈簧的形簧的形變變始始終終在在彈彈性限度內(nèi)性限度內(nèi),重力加速度大小重力加速度大小為為g.g.求求:(1)(1)彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù);(2)(2)物塊物塊b b加速度的大小加速度的大小;(3)(3)在物塊在物塊a,ba,b分離前分離前,外力大小隨時間變化的關(guān)系式外力大小隨時間變化的關(guān)系式.等時圓模型及其應(yīng)用等時圓模型及其應(yīng)用1.1.模型特征模型特征(

40、1)(1)質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點所用時質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點所用時間相等間相等,如圖如圖(甲甲)所示所示.(2)(2)質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等等,如圖如圖(乙乙)所示所示.(3)(3)兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點,質(zhì)點沿不同過切點的光滑質(zhì)點沿不同過切點的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等,如圖如圖(丙丙)所示所示.拓展增分拓展

41、增分2.2.思維模板思維模板【示例示例】(多選多選)如圖所示如圖所示,Oa,Ob,Oa,Ob和和adad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿,O,a,b,O,a,b,c,dc,d位于同一圓周上位于同一圓周上,c,c為圓周的最高點為圓周的最高點,a,a為最低點為最低點,O,O為圓心為圓心.每根桿上都套著每根桿上都套著一個小滑環(huán)一個小滑環(huán)(未畫出未畫出),),兩個滑環(huán)從兩個滑環(huán)從O O點無初速度釋放點無初速度釋放,一個滑環(huán)從一個滑環(huán)從d d點無初速度釋點無初速度釋放放,用用t t1 1,t,t2 2,t,t3 3分別表示滑環(huán)沿分別表示滑環(huán)沿Oa,Ob,daOa,Ob,da到達到達a,ba,b所用的時間所用的時間,則下列關(guān)系正確的則下列關(guān)系正確的是是()A.tA.t1 1=t=t2 2B.tB.t2 2tt3 3C.tC.t1 1t a aObOb,由由x=atx=at2 2可知可知,t,t2 2 t tcaca,故選項故選項A A錯誤錯誤,B,C,D,B,C,D均正確均正確.