浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第3章 第2講 牛頓第二定律課件 新人教版

1=23=xxyyFmaFmaFma 合合合物體的加速度跟物體所受到的合外力大小成正比，跟物體的量成反比；加速度的方向是與合外力容：表式：的方向一正交分解相同牛式、第二定律內(nèi)達(dá)頓質(zhì)總二、牛頓第二定律應(yīng)用的基本模型已知物體受力情況F=ma求物體加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析物體運(yùn)動(dòng)情況1.分析物體受力情況已知物體運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求物體加速度F=ma2.三、牛頓第二定律應(yīng)用中的隔離法與整體法1當(dāng)以幾個(gè)物體中的某一個(gè)或某一部分物體為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，這種方法稱為隔離法2當(dāng)以幾個(gè)物體組成的整體為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，這種方法稱為整體法四、超重和失重1超重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受的重力的情況當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)(加速上升或減速下降)呈現(xiàn)超重現(xiàn)象2失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受的重力的情況當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)(加速下降或減速上升)呈現(xiàn)失重現(xiàn)象如果豎直向下的加速度大小為重力加速度，物體處于完全失重狀態(tài)，如所有的拋體運(yùn)動(dòng)、繞地球運(yùn)行的太空站中的所有物體等3超重與失重并不是物體本身重力的變化；超重與失重只跟加速度方向有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)速度的方向無關(guān)有豎直向上的加速度的物體處于超重狀態(tài)，有豎直向下的加速度的物體處于失重狀態(tài)一、合外力、加速度、速度的關(guān)系例1、(2010廣東肇慶第一次統(tǒng)一檢測(cè))關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，以下論點(diǎn)正確的是()A物體所受的合外力不為零時(shí)，其速度一定增加B物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，它受到的合外力一定越大C一個(gè)物體受到的合外力越大，則該物體的速度變化一定越快D某時(shí)刻物體的速度為零，此時(shí)刻它受到的合外力一定為零C解析：合外力不為零，則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必改變，但不一定是速度增加，故A錯(cuò)；速度大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能不變，即合外力可能為零，故B錯(cuò)；速度變化快表示加速度大，加速度越大即該物體所受合外力越大，故C正確；某時(shí)刻速度為零不表示該時(shí)刻加速度為零，D錯(cuò)變式訓(xùn)練1、靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在力剛開始作用的瞬間，下列說法中正確的是()A物體靜止，但立即獲得加速度和速度B物體立即獲得加速度，但速度仍為零C物體立即獲得速度，但加速度仍為零D物體的速度和加速度均為零B解析：水平拉力即為物體受到的合外力,根據(jù)Fma,物體馬上獲得加速度,但物體速度的增加需要時(shí)間,故瞬間可認(rèn)為速度不變,仍然處于速度為0狀態(tài)，選B.例2、如圖321所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點(diǎn)，自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn)今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn)(m與彈簧不連接)，然后釋放，小物體能經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)而靜止小物體m與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，則下列說法中正確的是()A.物體從A到B速度越來越大B.物體從A到B速度先增加后減小C.物體從A到B加速度越來越小D.物體從A到B加速度先減小后增加圖321BDBDfffffAFFFk xxFFF.maABDFFDBFFFFmax 如所示，物體受到四力的作用，在，大于，物體向右加速，由于，物體向右，、小，由 得，物體加速度小，在 、 之某位置，物體加速度零，此速度最大，物體到 的程中，合外力方向向左，故物體始做速，由 ，因小，故物體的解析：故加速度增加，彈彈彈彈彈彈彈圖個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)減減間個(gè)為時(shí)從過開減運(yùn)動(dòng)減選為繼續(xù)變式訓(xùn)練2、如圖322所示，自由下落的小球下落一段時(shí)間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始，到彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度、加速度的變化情況如何？ 圖322 解析：小球接觸彈簧后受兩個(gè)力，向下的重力mg和向上的彈力kx.如圖(a)所示剛開始，當(dāng)kxmg，合力向上，由于加速度的方向和速度方向相反，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，速度減小到零，彈簧被壓縮到最短如圖(c)所示點(diǎn)評(píng)：解決牛頓第二定律的問題應(yīng)緊緊抓住力與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系同時(shí)應(yīng)關(guān)注加速度與速度之間無必然聯(lián)系的特點(diǎn)二、瞬時(shí)加速度的求解例3、如圖323所示，小球用水平彈簧系住，并以傾角為30的光滑板AB托著，當(dāng)板AB突然向下撤離的瞬間，球的加速度是多大？若改用水平細(xì)繩系住，在板AB突然向下撤離瞬間小球加速度又是多大？圖323解析：當(dāng)物體用質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧連接時(shí)，在變化的瞬時(shí)，可以認(rèn)為形變還來不及恢復(fù)，則認(rèn)為彈力沒變，而當(dāng)物體是用質(zhì)量不計(jì)的輕繩連接時(shí)，繩則被認(rèn)為是彈性極好的彈性體，其形變的恢復(fù)不需要時(shí)間小球用彈簧連接并處于平衡狀態(tài)時(shí)，其受力分析如圖，當(dāng)板被撤去時(shí)支持力N為零，但彈簧的形變沒變，其彈力依舊，故T、mg的合力F為mg/cos30，由此產(chǎn)生的加速度為 cos3a g /gg.;gNg 2 32 3033，小球用接并于平衡，板撤去，的消失，的答案力也瞬改零，小球接出的可，小球向下做半，其加速度方向向下，大小：繩連處狀態(tài)時(shí)時(shí)隨著繩彈時(shí)變?yōu)閺闹F(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)見圓運(yùn)動(dòng)為點(diǎn)評(píng)：注意理想繩連接與彈簧連接模型的區(qū)別3 2 4ABsinCDsin328 mAOAOAOmgFcosFmga g 00如所示，量的小球被水平和與直方向成 角的簧系于止，用火，在的瞬，下列法正確的是( )簧的拉力 簧的拉力 小球的加速度零小球的加速式、(茂名度 二模)圖質(zhì)為繩豎輕彈著處?kù)o狀態(tài)現(xiàn)將繩燒斷繩燒斷間說彈彈為變訓(xùn)練圖324A解析：燒斷OA之前，小球受3個(gè)力，如圖所示，燒斷細(xì)繩的瞬間，繩子的張力沒有了，但由于輕彈簧的形變的恢復(fù)需要時(shí)間，故彈簧的彈力不變，A正確 三、牛頓第二定律的矢量性例4、如圖325所示，傾角為的光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為m的物塊A疊放在物體B上，物體B的上表面水平當(dāng)A隨B一起沿斜面下滑時(shí)，A、B保持相對(duì)靜止求B對(duì)A的支持力和摩擦力圖325解析：當(dāng)A隨B一起沿斜面下滑時(shí)，物體A受到豎直向下的重力mg、B對(duì)A豎直向上的支持力FN和水平向左的摩擦力Ff的作用而隨B一起做加速運(yùn)動(dòng)設(shè)B的質(zhì)量為M，以A、B為整體，根據(jù)牛頓第二定律有(mM)gsin(mM)a，得agsin.將加速度沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解，如下圖所示則axacosgsincosayasingsin2所以Ffmaxmgsincos由mgFNmaymgsin2得FNmgcos2變式訓(xùn)練4、(2010浙江寧波聯(lián)考)如圖326所示，用繩1和繩2拴住一個(gè)小球，繩1與水平面有一夾角，繩2是水平的，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)小車從靜止開始向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球相對(duì)于小車仍保持靜止，則繩1的拉力F1、繩2的拉力F2與小車靜止時(shí)相比()AF1變大，F(xiàn)2不變 BF1不變，F(xiàn)2變小CF1變大，F(xiàn)2變小 DF1變大，F(xiàn)2變大B解析：小球受力分析如圖所示，小車靜止時(shí)，F(xiàn)1sinmg，F(xiàn)1cosF2向右加速時(shí)，F(xiàn)1sinmg，F(xiàn)1cosF2ma所以B正確四、超重和失重例5、直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖327所示設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)在箱子下落過程中，下列說法正確的是()圖327A箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒有壓力B箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大D在下落過程中，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”解析：因?yàn)槭艿阶枇?，不是完全失重狀態(tài)，所以物體對(duì)支持面有壓力，A錯(cuò)由于箱子阻力和下落的速度成二次方關(guān)系，箱子所受的空氣阻力增大，箱內(nèi)物體受到的支持力增大，BD錯(cuò)，C對(duì)變式訓(xùn)練5、輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，電梯中有質(zhì)量為50kg的乘客，如圖328所示，在電梯運(yùn)行時(shí)乘客發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)彈簧的伸長(zhǎng)量是電梯靜止時(shí)輕質(zhì)彈簧的伸長(zhǎng)量的一半，這一現(xiàn)象表明(g10m/s2)()圖328A電梯此時(shí)可能正以1m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以1m/s2的加速度大小減速下降B電梯此時(shí)不可能是以1m/s2的加速度大小減速上升，只能是以5m/s2的加速度大小加速下降C電梯此時(shí)正以5m/s2的加速度大小加速上升，也可以是以5m/s2的加速度大小減速下降D不論電梯此時(shí)是上升還是下降，也不論電梯是加速還是減速，乘客對(duì)電梯地板的壓力大小一定是250NNNFmgFmgFmaam / sm / sm / sm / sABFm gm aDFFN2222125555250合人合人小球受力分析，小球受到簧的拉力和自身的重力，由已知件可得，根據(jù)， ，加速度方向向下，故梯和人都具有向下的加速度，梯可能以的加速度加速下降，也可能以的加速度速上升， 、 均人而言，人受到梯他的支持力和他自身的重力，根據(jù)解析正確，：，彈彈對(duì)彈條電電減錯(cuò)對(duì)電對(duì)例6、某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N.他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，從電梯啟動(dòng)開始計(jì)時(shí)，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖329所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()解析：由圖可知，在t0t1時(shí)間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實(shí)際重量，則處于失重狀態(tài)，此時(shí)具有向下的加速度，在t1t2階段彈簧秤示數(shù)等于實(shí)際重量，則既不超重也不失重，在t2t3階段，彈簧秤示數(shù)大于實(shí)際重量，則處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度，若電梯向下運(yùn)動(dòng)，則t0t1時(shí)間內(nèi)向下加速，t1t2階段勻速運(yùn)動(dòng)，t2t3階段減速下降，A正確；BD不能實(shí)現(xiàn)人進(jìn)入電梯由靜止開始運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)t0t1內(nèi)超重，不符合題意變式訓(xùn)練6、一位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，彈簧床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間的變化規(guī)律通過傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來，如圖3210所示不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g10m/s2，則結(jié)合圖象可推算出()圖3210A.運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為40kgB.運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為200kgC.運(yùn)動(dòng)員跳起的最大高度為20mD.運(yùn)動(dòng)員跳起的最大高度為5m sFmgNmkgFsgshgAtmD20 240040021125由象可知，在 之于止， ，所以量 ，人與簧床分離，定后在空中的，由于在空中先速上升后加速下降，加速度大小均，所以上升和下降解析：正確正相等，均，由 得，最確大，高度圖運(yùn)動(dòng)員間處?kù)o狀態(tài)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)當(dāng)時(shí)彈穩(wěn)運(yùn)動(dòng)員時(shí)間為運(yùn)動(dòng)員減為時(shí)間時(shí)間為為