高三物理大一轮复习32牛顿第二定律课件.ppt

第第2 2讲牛顿第二定律讲牛顿第二定律 1.1.内内容容：物物体体加加速速度度的的大大小小跟跟作作用用力力成成_，跟跟物物体体的的质质量量成成_加速度的方向与加速度的方向与_相同相同2 2表达式：表达式：_._.3 3适用范围适用范围(1)(1)只只适适用用于于_参参考考系系(相相对对地地面面静静止止或或_运运动动的参考系的参考系)(2)(2)只只适适用用于于_物物体体(相相对对于于分分子子、原原子子)、低低速速运运动动(远远小于光速小于光速)的情况的情况牛顿第二定律牛顿第二定律(考纲要求考纲要求 )正比正比反比反比作用力方向作用力方向F Fmama惯性惯性匀速直线匀速直线宏观宏观4 4牛顿第二定律的牛顿第二定律的“五五”性性判断正误，正确的划判断正误，正确的划“”，错误的划，错误的划“”(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)物体所受合力大，其加速度就一定大物体所受合力大，其加速度就一定大()(3)(3)对对静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上的的物物体体施施加加一一水水平平力力，当当力力刚刚开开始作用瞬间，物体立即获得加速度始作用瞬间，物体立即获得加速度()(4)(4)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用物体由于做加速运动，所以才受合外力作用()答案答案(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)1.1.力学单位制：力学单位制：单位制由单位制由_和导出单位共同组成和导出单位共同组成2 2力力学学中中的的基基本本单单位位：力力学学单单位位制制中中的的基基本本单单位位有有_ _ _、米、米(m)(m)和秒和秒(s)(s)3 3导出单位：导出单位：导出单位有导出单位有_、_、_等等单位制单位制(考纲要求考纲要求 )基本单位基本单位千克千克(kg)(kg)N Nm/sm/sm/sm/s2 21 1(多选多选)由牛顿第二定律表达式由牛顿第二定律表达式F Fmama可知可知()A A质量质量m m与合外力与合外力F F成正比，与加速度成正比，与加速度a a成反比成反比B B合外力合外力F F与质量与质量m m和加速度和加速度a a都成正比都成正比C C物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致D D物物体体的的加加速速度度a a跟跟其其所所受受的的合合外外力力F F成成正正比比，跟跟它它的的质质量量m m成反比成反比基础自测基础自测答案答案CDCD2 2(多多选选)关关于于速速度度、加加速速度度、合合外外力力之之间间的的关关系系，正正确确的的是是()A A物物体体的的速速度度越越大大，则则加加速速度度越越大大，所所受受的的合合外外力力也也越越大大B B物物体体的的速速度度为为零零，则则加加速速度度为为零零，所所受受的的合合外外力力也也为为零零C C物物体体的的速速度度为为零零，但但加加速速度度可可能能很很大大，所所受受的的合合外外力力也可能很大也可能很大D D物物体体的的速速度度很很大大，但但加加速速度度可可能能为为零零，所所受受的的合合外外力力也可能为零也可能为零解解析析物物体体的的速速度度大大小小和和加加速速度度大大小小没没有有必必然然联联系系，一一个个很很大大，另另一一个个可可以以很很小小，甚甚至至为为零零但但物物体体所所受受合合外外力力的的大大小小决决定定加加速速度度的的大大小小，同同一一物物体体所所受受合合外外力力很很大大，加加速速度一定很大，故选项度一定很大，故选项C C、D D对对答案答案CDCD3 3(多选多选)关于单位制，下列说法中正确的是关于单位制，下列说法中正确的是()A Akgkg、m/sm/s、N N是导出单位是导出单位B Bkgkg、m m、C C是基本单位是基本单位C C在国际单位制中，时间的基本单位是在国际单位制中，时间的基本单位是s sD D在在国国际际单单位位制制中中，力力的的单单位位是是根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律定定义义的的解解析析在在力力学学中中选选定定m(m(长长度度单单位位)、kg(kg(质质量量单单位位)、s(s(时时间间单单位位)作作为为基基本本单单位位，可可以以导导出出其其他他物物理理量量的的单单位位，力力的的单单位位(N)(N)是是根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律F Fmama导导出出的的，故故C C、D D正正确确答案答案CDCD4 4(多多选选)质质量量m m1 1 kgkg的的物物体体在在光光滑滑平平面面上上运运动动，初初速速度度大大小小为为2 2 m/s.m/s.在在物物体体运运动动的的直直线线上上施施以以一一个个水水平平恒恒力力，经经过过t t1 s1 s，速度大小变为，速度大小变为4 m/s4 m/s，则这个力的大小可能是，则这个力的大小可能是()A A2 N2 NB B4 N4 NC C6 N6 ND D8 N8 N解解析析物物体体的的加加速速度度可可能能是是2 2 m/sm/s2 2，也也可可能能是是6 6 m/sm/s2 2，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，这这个个力力的的大大小小可可能能是是2 2 N N，也也可可能能是是6 6 N N，所以答案是所以答案是A A、C.C.答案答案ACAC5 5(单单选选)如如图图3 32 21 1所所示示，质质量量m m10 10 kgkg的的物物体体在在水水平平面面上上向向左左运运动动，物物体体与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.20.2，与与此此同同时时物物体体受受到到一一个个水水平平向向右右的的推推力力F F20 20 N N的的作作用用，则则物物体产生的加速度是体产生的加速度是(g g取取10 m/s10 m/s2 2)()A A0 0B B4 m/s4 m/s2 2，水平向右，水平向右C C2 m/s2 m/s2 2，水平向左，水平向左D D2 m/s2 m/s2 2，水平向右，水平向右图图3 32 21 1 答案答案B B 力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，而而不不是是维维持持运运动动的的原原因因由由F Fmama知知，加加速速度度与与力力有有直直接接关关系系，分分析析清清楚楚了了力力，就就知道了加速度，而速度与力没有直接关系知道了加速度，而速度与力没有直接关系热点一力和运动的关系热点一力和运动的关系【典典例例1 1】如如图图3 32 22 2所所示示，弹弹簧簧左左端端固固定定，右右端端自自由由伸伸长长到到O O点点并并系系住住质质量量为为m m的的物物体体，现现将将弹弹簧簧压压缩缩到到A A点点，然然后后释释放放，物物体体可可以以一一直直运运动动到到B B点点如如果果物物体体受受到到的的阻阻力力恒恒定，则定，则()图图3 32 22 2A 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做加速运动，从做加速运动，从O O到到B B做减速运动做减速运动C C物体运动到物体运动到O O点时，所受合力为零点时，所受合力为零D D物体从物体从A A到到O O的过程中，加速度逐渐减小的过程中，加速度逐渐减小解解析析物物体体从从A A到到O O，初初始始阶阶段段受受到到的的向向右右的的弹弹力力大大于于阻阻力力，合合力力向向右右随随着着物物体体向向右右运运动动，弹弹力力逐逐渐渐减减小小，合合力力逐逐渐渐减减小小，由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可知知，加加速速度度向向右右且且逐逐渐渐减减小小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大当当物物体体向向右右运运动动至至AOAO间间某某点点(设设为为点点O O)时时，弹弹力力减减小小到到与与阻阻力力相相等等，物物体体所所受受合合力力为为零零，加加速速度度为为零零，速速度度达达到到最最大大此此后后，随随着着物物体体继继续续向向右右运运动动，弹弹力力继继续续减减小小，阻阻力力大大于于弹弹力力，合合力力方方向向变变为为向向左左至至O O点点时时弹弹力力减减为为零零，此此后后弹弹力力向向左左且且逐逐渐渐增增大大所所以以物物体体越越过过O O点点后后，合合力力(加加速速度度)方方向向向向左左且且逐逐渐渐增增大大，由由于于加加速速度度与与速速度度反反向向，故故物体做加速度逐渐增大的减速运动正确选项为物体做加速度逐渐增大的减速运动正确选项为A.A.答案答案A A易易错错警警示示 解解答答此此题题时时容容易易犯犯的的错错误误是是认认为为弹弹簧簧无无形形变变时时物物体体的的速速度度最最大大，加加速速度度为为零零，从从而而错错选选B B、C C、D.D.这这显显然然是是没没有有对对物物理理过过程程进进行行认认真真分分析析的的结结果果分分析析物物理理问问题题时，要在脑海里建立起一幅清晰的动态图景时，要在脑海里建立起一幅清晰的动态图景【跟踪短训】【跟踪短训】1 1(2013(2013海海南南卷卷，2)2)一一质质点点受受多多个个力力的的作作用用，处处于于静静止止状状态态，现现使使其其中中一一个个力力的的大大小小逐逐渐渐减减小小到到零零，再再沿沿原原方方向向逐逐渐渐恢恢复复到到原原来来的的大大小小在在此此过过程程中中，其其它它力力保保持持不不变变，则则质质点点的加速度大小的加速度大小a a和速度大小和速度大小v v的变化情况是的变化情况是()A Aa a和和v v都始终增大都始终增大B Ba a和和v v都先增大后减小都先增大后减小C Ca a先增大后减小，先增大后减小，v v始终增大始终增大D Da a和和v v都先减小后增大都先减小后增大解解析析质质点点受受到到的的合合外外力力先先从从0 0逐逐渐渐增增大大，然然后后又又逐逐渐渐减减小小为为0 0，合合力力的的方方向向始始终终未未变变，故故质质点点的的加加速速度度方方向向不不变变，先增大后减小，速度始终增大，本题选先增大后减小，速度始终增大，本题选C.C.答案答案C C2 2一一皮皮带带传传送送装装置置如如图图3 32 23 3所所示示，皮皮带带的的速速度度v v足足够够大大，轻轻弹弹簧簧一一端端固固定定，另另一一端端连连接接一一个个质质量量为为m m的的滑滑块块，已已知知滑滑块块与与皮皮带带之之间间存存在在摩摩擦擦，当当滑滑块块放放在在皮皮带带上上时时，弹弹簧簧的的轴轴线线恰恰好好水水平平，若若滑滑块块放放到到皮皮带带的的瞬瞬间间，滑滑块块的的速速度度为为零零，且且弹弹簧簧正正好好处处于于自自然然长长度度，则则当当弹弹簧簧从从自自然然长长度度到到第第一一次次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是()图图3 32 23 3A A速度增大，加速度增大速度增大，加速度增大B B速度增大，加速度减小速度增大，加速度减小C C速度先增大后减小，加速度先增大后减小速度先增大后减小，加速度先增大后减小D D速度先增大后减小，加速度先减小后增大速度先增大后减小，加速度先减小后增大解解析析滑滑块块在在水水平平方方向向受受向向左左的的滑滑动动摩摩擦擦力力F Ff f和和弹弹簧簧向向右右的的拉拉力力F F拉拉kxkx，合合力力F F合合F Ff fF F拉拉mama，当当弹弹簧簧从从自自然然长长度度到到第第一一次次达达最最长长这这一一过过程程中中，x x逐逐渐渐增增大大，拉拉力力F F拉拉逐逐渐渐增增大大，因因为为皮皮带带的的速速度度v v足足够够大大，所所以以合合力力F F合合先先减减小小后后反反向向增增大大，从从而而加加速速度度a a先先减减小小后后反反向向增增大大；滑滑动动摩摩擦擦力力与与弹弹簧簧弹弹力力相相等等之之前前，加加速速度度与与速速度度同同向向，滑滑动动摩摩擦擦力力与与弹弹簧簧拉拉力力相相等等之之后后，加加速速度度便便与与速速度度方方向向相相反反，故故滑滑块块的的速速度先增大，后减小度先增大，后减小答案答案D D1 1瞬时性问题的解题技巧瞬时性问题的解题技巧分分析析物物体体在在某某一一时时刻刻的的瞬瞬时时加加速速度度，关关键键是是明明确确该该时时刻刻物物体体的的受受力力情情况况或或运运动动状状态态，再再由由牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出瞬瞬时时加加速度，此类问题应注意以下几种模型：速度，此类问题应注意以下几种模型：热点二对牛顿第二定律的理解及应用热点二对牛顿第二定律的理解及应用 2.2.在求解瞬时性加速度问题时应注意在求解瞬时性加速度问题时应注意(1)(1)物物体体的的受受力力情情况况和和运运动动情情况况是是时时刻刻对对应应的的，当当外外界界因因素素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析(2)(2)加加速速度度可可以以随随着着力力的的突突变变而而突突变变，而而速速度度的的变变化化需需要要一一个积累的过程，不会发生突变个积累的过程，不会发生突变【典典例例2 2】(2013(2013银银川川模模拟拟)如如图图3 32 24 4所所示示，A A、B B球球的的质质量量相相等等，弹弹簧簧的的质质量量不不计计，倾倾角角为为 的的斜斜面面光光滑滑，系系统统静静止止时时，弹弹簧簧与与细细线线均均平平行行于于斜斜面面，在在细细线线被被烧烧断断的的瞬瞬间间，下列说法正确的是下列说法正确的是()图图3 32 24 4A A两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g gsin sin B BB B球的受力情况未变，瞬时加速度为零球的受力情况未变，瞬时加速度为零C CA A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2 2g gsin sin D D弹弹簧簧有有收收缩缩的的趋趋势势，B B球球的的瞬瞬时时加加速速度度向向上上，A A球球的的瞬瞬时加速度向下，时加速度向下，A A、B B两球瞬时加速度都不为零两球瞬时加速度都不为零解解析析对对A A、B B两两球球在在细细线线烧烧断断前前、后后的的瞬瞬间间分分别别受受力力分分析如图所示析如图所示细细线线烧烧断断瞬瞬间间，弹弹簧簧还还未未形形变变，弹弹簧簧弹弹力力与与原原来来相相等等，B B球球受受力力平平衡衡，mgmgsin sin kxkx0 0，即即a aB B0 0，A A球球所所受受合合力力为为mgmgsin sin kxkxmamaA A即即：2 2mgmgsin sin mamaA A，解解得得a aA A2 2g gsin sin ，故故A A，D D错误，错误，B B，C C正确正确答案答案BCBC【跟踪短训】【跟踪短训】3 3如如图图3 32 25 5所所示示，物物块块1 1、2 2间间用用刚刚性性轻轻质质杆杆连连接接，物物块块3 3、4 4间间用用轻轻质质弹弹簧簧相相连连，物物块块1 1、3 3质质量量为为m,m,2 2、4 4质质量量为为MM，两两个个系系统统均均置置于于水水平平放放置置的的光光滑滑木木板板上上，并并处处于于静静止止状状态态现现将将两两木木板板沿沿水水平平方方向向突突然然抽抽出出，设设抽抽出出后后的的瞬瞬间间，物物块块1 1、2 2、3 3、4 4的的加加速速度度大大小小分分别别为为a a1 1、a a2 2、a a3 3、a a4 4.重重力力加速度大小为加速度大小为g g，则有，则有()图图3 32 25 5答案答案C C4 4(2013(2013芜芜湖湖模模拟拟)如如图图3 32 26 6所所示示，光光滑滑水水平平面面上上，A A、B B两两物物体体用用轻轻弹弹簧簧连连接接在在一一起起，A A、B B的的质质量量分分别别为为m m1 1、m m2 2，在在拉拉力力F F作作用用下下，A A、B B共共同同做做匀匀加加速速直直线线运运动动，加加速速度度大大小小为为a a，某某时时刻刻突突然然撤撤去去拉拉力力F F，此此瞬瞬时时A A和和B B的的加加速速度度大小为大小为a a1 1和和a a2 2，则，则()图图3 32 26 6答案答案D D 用用整整体体法法、隔隔离离法法巧巧解解动动力力学学问问题题1 1整体法、隔离法整体法、隔离法当当问问题题涉涉及及几几个个物物体体时时，我我们们常常常常将将这这几几个个物物体体“隔隔离离”开开来来，对对它它们们分分别别进进行行受受力力分分析析，根根据据其其运运动动状状态态，应应用用牛牛顿顿第第二二定定律律或或平平衡衡条条件件列列式式求求解解特特别别是是问问题题涉涉及及物物体体间间的的相相互互作作用用时时，隔隔离离法法是是一一种种有有效效的的解解题题方方法法而而将将相相互互作作用用的的两两个个或或两两个个以以上上的的物物体体看看成成一一个个整整体体(系系统统)作作为为研研究究对对象象，去去寻寻找找未未知知量量与与已已知知量量之之间间的的关关系系的的方方法法称称为为整整体法体法 思想方法思想方法6.6.巧解动力学问题的常用方法巧解动力学问题的常用方法2 2选用整体法和隔离法的策略选用整体法和隔离法的策略(1)(1)当当各各物物体体的的运运动动状状态态相相同同时时，宜宜选选用用整整体体法法；当当各各物物体体的的运运动动状状态态不不同同时时，宜宜选选用用隔隔离离法法；(2)(2)对对较较复复杂杂的的问问题题，通通常常需需要要多多次次选选取取研研究究对对象象，交交替替应应用用整整体体法法与与隔隔离离法法才才能求解能求解【典典例例1 1】(2013(2013福福建建卷卷，21)21)质质量量为为MM、长长为为L L的的杆杆水水平平放放置置，杆杆两两端端A A、B B系系着着长长为为3 3L L的的不不可可伸伸长长且且光光滑滑的的柔柔软软轻轻绳绳，绳绳上上套套着着一一质质量量为为m m的的小小铁铁环环已已知知重重力力加加速速度度为为g g，不计空气影响，不计空气影响图图3 32 27 7(1)(1)现现让让杆杆和和环环均均静静止止悬悬挂挂在在空空中中，如如图图3 32 27 7甲甲，求求绳绳中拉力的大小；中拉力的大小；(2)(2)若若杆杆与与环环保保持持相相对对静静止止，在在空空中中沿沿ABAB方方向向水水平平向向右右做做匀匀加加速速直直线线运运动动，此此时时环环恰恰好好悬悬于于A A端端的的正正下下方方，如如图图乙乙所示所示求此状态下杆的加速度大小求此状态下杆的加速度大小a a；为为保保持持这这种种状状态态需需在在杆杆上上施施加加一一个个多多大大的的外外力力，方方向向如如何？何？图图a a 图图b b 图图c c 即即学学即即练练1 1如如图图3 32 28 8所所示示，两两块块粘粘连连在在一一起起的的物物块块a a和和b b，质质量量分分别别为为m ma a和和m mb b，放放在在光光滑滑的的水水平平桌桌面面上上，现现同同时时给给它它们们施施加加方方向向如如图图所所示示的的水水平平推推力力F Fa a和和水水平平拉拉力力F Fb b，已已知知F Fa a F Fb b，则，则a a对对b b的作用力的作用力()A A必为推力必为推力B B必为拉力必为拉力C C可能为推力，也可能为拉力可能为推力，也可能为拉力D D不可能为零不可能为零图图3 32 28 8 答案答案C C 用分解加速度法巧解动力学问题用分解加速度法巧解动力学问题因因牛牛顿顿第第二二定定律律中中F Fmama指指出出力力和和加加速速度度永永远远存存在在瞬瞬间间对对应应关关系系，所所以以在在用用牛牛顿顿第第二二定定律律求求解解动动力力学学问问题题时时，有有时时不不去去分分解解力力，而而是是分分解解加加速速度度，尤尤其其是是当当存存在在斜斜面面体体这这一一物物理理模模型型且且斜斜面面体体又又处处于于加加速速状状态态时时，往往往往此此方方法法能起到事半功倍的效果能起到事半功倍的效果【典典例例2 2】(2013(2013安安徽徽，14)14)如如图图3 32 29 9所所示示，细细线线的的一一端端系系一一质质量量为为m m的的小小球球，另另一一端端固固定定在在倾倾角角为为 的的光光滑滑斜斜面面体体顶顶端端，细细线线与与斜斜面面平平行行在在斜斜面面体体以以加加速速度度a a水水平平向向右右做做匀匀加加速速直直线线运运动动的的过过程程中中，小小球球始始终终静静止止在在斜斜面面上上，小小球球受受到到细细线线的的拉拉力力T T和和斜斜面面的的支支持持力力N N分分别别为为(重重力力加加速速度度为为g g)()图图3 32 29 9A AT Tm m(g gsin sin a acos cos )N Nm m(g gcos cos a asinsin)B BT Tm m(g gcos cos a asin sin )N Nm m(g gsin sin a acos cos )C CT Tm m(a acos cos g gsin sin )N Nm m(g gcos cos a asin sin )D DT Tm m(a asin sin g gcos cos )N Nm m(g gsin sin a acos cos )解解析析准准确确分分析析受受力力情情况况，分分解解加加速速度度是是比比较较简简便便的的求求解解方方法法选选小小球球为为研研究究对对象象，小小球球受受重重力力mgmg、拉拉力力T T和和支支持持力力N N三三个个力力作作用用，将将加加速速度度a a沿沿斜斜面面和和垂垂直直于于斜斜面面两两个个方方向向分解，如图所示由牛顿第二定律得分解，如图所示由牛顿第二定律得T Tmgmgsin sin mamacos cos mgmgcos cos N Nmamasin sin 由由式得式得T Tm m(g gsin sin a acos cos )由由式得式得N Nm m(g gcos cos a asin sin )故选项故选项A A正确正确答案答案A A答案答案B B附：对应高考题组附：对应高考题组1 1(2012(2012安安徽徽卷卷，17)17)如如图图所所示示，放放在在固固定定斜斜面面上上的的物物块块以以加加速速度度a a沿沿斜斜面面匀匀加加速速下下滑滑，若若在在物物块块上上再再施施加加一个竖直向下的恒力一个竖直向下的恒力F F，则，则()A A物块可能匀速下滑物块可能匀速下滑B B物块仍以加速度物块仍以加速度a a匀加速下滑匀加速下滑C C物块将以大于物块将以大于a a的加速度匀加速下滑的加速度匀加速下滑D D物块将以小于物块将以小于a a的加速度匀加速下滑的加速度匀加速下滑答案答案C C 答案答案A A3 3(2011(2011新新课课标标全全国国卷卷，21)21)如如图图所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上有有一一质质量量为为m m1 1的的足足够够长长的的木木板板，其其上上叠叠放放一一质质量量为为m m2 2的的木木块块假假定定木木块块和和木木板板之之间间的的最最大大静静摩摩擦擦力力和和滑滑动动摩摩擦擦力力相相等等现现给给木木块块施施加加一一随随时时间间t t增增大大的的水水平平力力F Fkt kt(k k是是常常数数)，木木板板和和木木块块加加速速度度的的大大小小分分别别为为a a1 1和和a a2 2.下下列列反反映映a a1 1和和a a2 2的的变变化的图线中正确的是化的图线中正确的是()答案答案A A p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudy Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be学习总结结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日