【物理】2019届一轮复习人教版 牛顿第二定律 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 牛顿第二定律 学案

第11讲 牛顿第二定律 ‎ ‎★重难点一、牛顿第二定律的理解★‎ 一、牛顿第二定律的理解 ‎2．合力、加速度、速度间的决定关系 ‎(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。‎ ‎(2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝。‎ ‎(3)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。‎ 二、牛顿第二定律瞬时性分析 ‎1．两种模型：牛顿第二定律的表达式为F＝ma，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时消失、同时变化，具体可简化为以下两种模型：‎ ‎(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。‎ ‎(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变。‎ ‎2．解题思路：‎ ―→―→ ‎【特别提醒】‎ 在求解瞬时加速度时应注意的两个问题 ‎(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。‎ ‎(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变。‎ 轻绳、轻杆和轻弹簧三种模型的异同 ‎1.三个模型的相同点：‎ ‎(1)“轻”——质量和重力均不计.‎ ‎(2)在任何情况下，绳中张力相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力也相等.‎ ‎2.三个模型的不同点：‎ ‎(1)施力和受力特点 轻绳——只能产生沿绳方向的拉力.‎ 轻杆——不仅可以产生和承受沿杆方向的拉力和压力，还可以产生和承受不 沿杆方向的拉力和压力.‎ 轻弹簧——可以产生和承受沿弹簧伸缩方向的拉力和压力.‎ ‎(2)力的变化特点 ‎①轻绳——拉力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性.‎ ‎②轻杆——拉力和压力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性.‎ ‎③轻弹簧——弹力的产生、变化或消失需要时间，不具有突变性，即只能渐变，但具有瞬时性，即不同形变的瞬间，对应不同的弹力.(注意：当轻弹簧的自由端无重物时，形变消失不需要时间，即具有突变性)‎ ‎★重难点二、动力学的两类基本问题★‎ ‎1．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：‎ ‎2．两类动力学问题的解题步骤 ‎【特别提醒】‎ 解决两类动力学问题的两个关键点 ‎★重难点三、动力学的图象问题★‎ ‎1．常见的动力学图像 vt图像、at图像、Ft图像、Fa图像等。‎ ‎2．动力学图像问题的类型 ‎3．解题策略 ‎(1)问题实质是力与运动的关系，解题的关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义。‎ ‎(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。‎ ‎4．解决图象综合问题的关键 ‎(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点。‎ ‎(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等。‎ ‎(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点。‎ ‎【特别提醒】‎ 分析图象问题时常见的误区 ‎(1)没有看清横、纵坐标所表示的物理量及单位。‎ ‎(2)没有注意坐标原点是否从零开始。‎ ‎(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。‎ ‎(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。‎ 过关检测 一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中. 1~6题只有一项符合题目要求；7~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）‎ ‎1．粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小，则在滑动过程中(　　 )‎ A．物体的加速度不断减小，速度不断增大 B．物体的加速度不断增大，速度不断减小 C．物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大 D．物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小 ‎2．质量为m的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a ‎.当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a′，则(　 　)‎ A．a′＝a B．a′<2 a C．a′>2a D．a′＝2a ‎3．如图所示的一种蹦床运动，图中水平虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时刻的位置，C为运动员的最低点，不考虑空气阻力，运动员从A下落到C的过程中速度最大的位置为（　 　）‎ A．B、C之间 　　　　B．A点 　　　　　　C．B点　　　　　　D．C点 ‎4．如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中( )‎ A．地面对物体M的摩擦力大小相同B．地面对物体M的支持力总小于(M十m)g C．地面对物体M的摩擦力先向右后向左 D．地面对物体M的摩擦力先向左后向右 ‎5．如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为2m和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。要使纸板相对砝码运动，所需拉力的大小至少应大于( )‎ A．3μmg B．4μmg C．5μmg D．6μmg ‎6．如图所示，质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A. B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取g=10m/s2）（ ）‎ A. 0 N B. 8 N C. 10 N D. 50 N ‎7．在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物块接触弹簧后即做减速运动 B. 物块接触弹簧后先加速后减速 C. 当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度不等于零 D. 当物块的速度为零时，它所受的合力不为零 ‎8．如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t＝0时，将质量m＝1 kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v－t图象如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2。则（　　）‎ A．传送带的速率 v0＝10 m/s B．传送带的倾角θ＝30°‎ C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5‎ D．0～2.0 s物体对传送带的位移为16m 二、非选择题（本大题共2小题，每题10分，共20分）‎ ‎9．如图所示，在倾角为θ=30°的光滑斜面上端系有一劲度系数为k=100N／m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为m=8kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．从t=0时刻开始挡板A以加速度a=1m／s2 沿斜面向下匀加速运动，（g=10m／s2 ）求：‎ ‎（1）t=0时刻，挡板对小球的弹力多大？‎ ‎（2）从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？‎ ‎（3）小球向下运动多少距离时速度最大？‎ ‎10．某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图a．降落伞用8‎ ‎ 根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b．已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f，与速度v成正比，即f=kv（g取10m/s2，sin53°=0．8，cos53°=0．6）．求：‎ ‎（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？‎ ‎（2）求阻力系数 k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？‎ ‎（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？‎ 参考答案 ‎1、D；2C、；3、A；4、B；5、D；6、B；7、BCD；8、AC；‎ ‎9、【答案】（1）32N；（2）0.8s（3）0.4m ‎【解析】（1）因开始时弹簧无形变，故对小球，根据牛顿第二定律： mgsin30°-F1=ma，解得F1=32N ‎（2）当挡板和小球分离时，根据牛顿定律：，其中，解得t=0.8s，x=0.32m ‎（3）当小球的速度最大时，加速度为零，此时mgsin300=kx1，解得x1=0.4m ‎10、【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）打开降落伞前人做自由落体运动，根据位移速度公式得：。‎ ‎（2）由a图可知，当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，‎ 则，‎ 根据牛顿第二定律得：，方向竖直向上。‎ ‎（3）设每根绳的拉力为T，以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 所以悬绳能够承受的拉力至少为。‎