【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

第三章 牛顿运动定律 ‎1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理．‎ ‎2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系．‎ ‎3．本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较高.‎ 第11讲 牛顿第二定律 ‎1.理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质.‎ ‎2.应用牛顿第二定律解决瞬时问题和两类动力学问题．‎ ‎1．内容：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比．加速度的方向与作用力的方向相同．‎ ‎2．表达式：F＝ma，F与a具有瞬时对应关系．‎ ‎3．力学单位制 ‎(1)单位制由基本单位和导出单位共同组成．‎ ‎(2)力学单位制中的基本单位有质量(kg)、长度(m)和时间(s)．‎ ‎(3)导出单位有N、m/s、m/s2等．‎ 考点一 用牛顿第二定律分析瞬时加速度 ‎★重点归纳★‎ ‎1.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意以下几种模型： ‎ 特性 模型 受外力时 的形变量 力能 否突变 产生拉力 或支持力 质量 内部 弹力 轻绳 微小不计 能 只有拉力 没有支持力 不计 处 处 相等 橡皮绳 较大 不能 只有拉力 没有支持力 轻弹簧 较大 不能 既可有拉力 也可有支持力 轻杆 微小不计 能 既可有拉力 也可有支持力 ‎2.在求解瞬时加速度问题时应注意：‎ ‎(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．‎ 考点二 动力学两类基本问题 ‎1.求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：‎ ‎2.分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．‎ ‎3.解答动力学两类问题的基本程序 ‎(1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程．‎ ‎(2)‎ 根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图，图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明确其施力物体和受力物体，以免分析受力时有所遗漏或无中生有．‎ ‎(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示相应物理量的符号进行运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果．‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1．用整体法、隔离法巧解动力学问题 ‎（1）整体法、隔离法 当问题涉及几个物体时，我们常常将这几个物体“隔离”开来，对它们分别进行受力分析，根据其运动状态，应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解．特别是问题涉及物体间的相互作用时，隔离法是一种有效的解题方法．而将相互作用的两个或两个以上的物体看成一个整体(系统)作为研究对象，去寻找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法． ‎ ‎（2）选用整体法和隔离法的策略 ‎①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法；②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解．‎ ‎(3)整体法与隔离法常涉及的问题类型 ‎①涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法．‎ ‎②水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法；建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度．‎ ‎③斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析．‎ ‎（4）解决这类问题的关键 正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解．‎ ‎2．用分解加速度法巧解动力学问题 因牛顿第二定律中F＝ma指出力和加速度永远存在瞬间对应关系，所以在用牛顿第二定律求解动力学问题时，有时不去分解力，而是分解加速度，尤其是当存在斜面体这一物理模型且斜面体又处于加速状态时，往往此方法能起到事半功倍的效果．‎ ‎1．一个质量为20kg的物体静止在倾角为30°的固定坡面上（足够长），现对其施加一个沿斜面向上、大小为300N的推力后，物体以4m/s2的加速度沿斜面向上运动，正确的是（　　）‎ A． 物体处于失重状态 B． 物体受到滑动摩擦力，大小为280N C． 若撤去推力，由于惯性，物体还要沿斜面加速一段时间，再减速 D． 若撤去推力，物体的加速度大小为11m/s2‎ ‎【答案】 D ‎2．如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为（　　）‎ A． 都等于 B． 0和 C． 和0 D． 和0‎ ‎【答案】 B ‎3．如图所示，AD、BD、CD都是光滑的直角斜面，斜面固定在水平地面上，现使一小物体分别从A、B、C点由静止开始下滑到D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则(　　)‎ A． t1＞t2＞t3 B． t3＞t2＞t1‎ C． t2＜t1＝t3 D． t2＜t1＞t3‎ ‎【答案】 C ‎4．（多选）如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为1 kg的物体B用细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现将细线剪断，则剪断后瞬间，下列结果正确的是（g取10 m/s2）‎ A． A加速度的大小为2.5 m/s2‎ B． B加速度的大小为2 m/s2‎ C． 弹簧的弹力大小为50 N D． A、B间相互作用力的大小为8 N ‎【答案】 BD ‎5．如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球．静止时，箱子顶部与球接触但无压力．箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v.‎ ‎(1)求箱子加速阶段的加速度大小a′.‎ ‎(2)若a>gtan θ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力．‎ ‎【答案】 （1） （2）0；‎ ‎1．如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以N表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态（x=0）。现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动（g为重力加速度，空气阻力不计），此过程中N或F随x变化的图象正确的是 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】 D ‎2．倾角为θ＝45°、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，滑块M的顶端O 处固定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m＝ kg，当滑块M以a＝2g的加速度向右运动时，则细线拉力的大小为（取g＝10 m/s2）‎ A． 10 N B． 5 N C． N D． N ‎【答案】 A ‎3．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O．整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a的加速度的大小记为a1 ， S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2 ， 重力加速度大小为g．在剪断的瞬间，（   ）‎ A． a1=3g B． a1=0 C． △l1=2△l2 D． △l1=△l2‎ ‎【答案】 AC ‎4．（多选）放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图，则(　　)‎ A． 第1s内物块受到的合外力为0.5N B． 物块的质量为11kg C． 第1s内拉力F的功率逐渐增大 D． 前3s内物块机械能先增大后不变 ‎【答案】 AC ‎5．避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的低端，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，货车停止．已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos θ=1，sin θ=0.1，g=10 m/s2。求：‎ ‎（1）货物在车厢内滑动时货车加速度的大小和方向；‎ ‎（2）制动坡床的长度。‎ ‎【答案】 （1） 斜面向下（2）98m ‎1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。‎ 由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。‎ ‎【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。‎ ‎2．【2016·上海卷】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的 A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 ‎【答案】D