高三物理第三章 牛顿运动定律 8 牛顿第二定律 动力学两类基本问题.ppt

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1、基础自主梳理基础自主梳理要点研析突破要点一要点一要点研析突破要点研析突破例1 (2015重庆卷)高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动),此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m2ght+mgB.m2ght-mgC.mght+mgD.mght-mg解析：自由落体运动阶段由动能定理mgh=1/2mv2得v=2gh，安全带上有力作用时，人体速度由2gh变为0，则平均加速度大小为a=2gh/t,方向竖直向上，由牛顿第二定律得F-mg=m

2、a,得F=ma+mg，即F=m 2gh/t+mg.答案：A要点研析突破1.(2015上海卷)如图所示，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4解析：鸟在空中飞行受到重力和空气对其作用力，这两个力的合力的方向沿虚线斜向上(与加速度方向相同)，由平行四边形定则可得，空气对其作用力可能是沿F2方向，故B项正确.答案：B要点研析突破2.小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动.质量为M的小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1；该小孩抱着一只质量为m的小狗再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2，则a1和a2的关系为()A.a1Mma2 B.a1mMa

3、2C.a1MM+ma2 D.a1a2解析：设小孩与滑梯间动摩擦因数为，小孩从滑梯上滑下，受重力G、支持力FN和滑动摩擦力Ff.如图所示，由牛顿第二定律，Mgsin Mgcos Ma1，a1gsin gcos;当小孩抱着一只质量为m的小狗再从滑梯上滑下时，满足：(Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a2，得a2gsin gcos，可见a1a2，D项正确.答案：D3.(多选)(2015全国新课标卷)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢.当机车在东边拉着车厢以大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为2/3a的加速度向

4、西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A.8 B.10 C.15 D.18解析：设PQ间挂钩东侧有n节车厢，西侧有k节车厢，每节车厢的质量为m.当向东行驶时Fkma；向西行驶时Fnm2/3a可知3k=2n，k、n只能取正整数，故选B、C答案：BC要点研析突破要点二要点二要点研析突破要点研析突破要点研析突破例2 (多选)(2015全国新课标卷)如图(a)，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图(b)所示，若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩

5、擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：由图可知，物块在上滑、下滑过程中加速度不同，物体受到摩擦力的作用，设物体质量为m，与斜面间动摩擦因数为，斜面倾角为，可得到物体上滑时加速度大小a1=v0/t1，下滑时加速度大小a2=v1/t1，对物体上滑时进行受力分析有mgsin+mgcos=mv0/t1；对物体下滑时进行受力分析mgsin-mgcos=mv1/t1.两式联立可解出、，但求不出m;v-t图像中面积表示位移,可求出物体沿斜面上升最大位移x，根据三角函数h=xsin，可求出上升最大高度，故A、C、D三项均正确.答案：ACD要点研析突破4.(2015衡水二中月考)如图甲所示，在倾角为=30

6、的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块的质量为m=2 kg,它与斜面的动摩擦因数为,帆受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即Ff=kv.若滑块从静止开始下滑的速度图象如图乙中的曲线所示，图中的直线是t=0时速度图线的切线，g=10 m/s2.(1)求滑块下滑的最大加速度和最大速度；(2)求和k的值.解析：(1)由图乙可得：t=0时，滑块下滑的加速度最大为amax=v/t=3 m/s/1 s=3 m/s2；t=3 s时，滑块下滑的速度最大为vmax=2 m/s(2)t=0时滑块下滑的加速度最大为amax，由牛顿第二定律得F合=mgsin-mgcos=mamaxt=3 s时滑块下滑

7、的速度达最大，有mgsin=mgcos+kvmax解得：=2 /15=0.23k=3 kg/s(说明：k的答案没有单位不算对).答案：(1)3 m/s2 2 m/s (2)0.23 3 kgs要点研析突破5.如图所示，A、B两物块叠放后从倾角为30的光滑斜面上一起滑下，若物块A质量为0.4 kg，A、B间接触面呈水平，求滑下时物块B对物块A的支持力和摩擦力.解析：把A、B两物体作为一个整体分析，受重力、弹力作用，下滑时沿斜面方向合力产生的加速度可由牛顿第二定律求得(mA+mB)gsin 30(mA+mB)a,所以a5 m/s2.再隔离物块A分析(如右上图所示)，受重力、弹力和摩擦力，B物块的上

8、表面水平，所以B对A的支持力FN竖直向上，B对A的静摩擦力Ff沿水平方向把加速度分解为竖直和水平两个方向，由牛顿第二定律，则mAg-FN=mAasin 30得FN=3 N，Ff=mAacos 30得Ff=3 N答案：3 N 3 N要点研析突破要点三要点三要点研析突破例3(2015全国新课标卷)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为=37(sin 37=35)的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均处于静止状态，如图所示.假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A、B间的动

9、摩擦因数1减小为38，B、C间的动摩擦因数2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s末，B的上表面突然变为光滑，2保持不变，已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27 m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10 ms2.求：(1)在02 s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间.解析：(1)在02 s时间内，A和B的受力如图所示，其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，f2、N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f11N1N1mgcos f22N2N2N1mgcos 规定沿斜面向

10、下为正设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2联立式，并代入题给条件得a13 m/s2a21 m/s2(2)在t12 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1a1t16 m/sv2a2t22 m/stt1时，设A和B的加速度分别为a1和a2.此时A与B之间摩擦力为零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2即B做减速运动设经过时间t2，B的速度减为零，则有v2a2t20联立式得t21 s在t1t2时间内，A相对于B运动的距离为s=(1/2a1t12+v1t2+1/2a1t22)-(1/2a2t12+v2t2+1/2a2t22)=12

11、 mFfmax，物体由静止开始做匀加速直线运动a(F-Ff)/m(8-4)/2m/s2，vat6 m/sx21/2at21/2232 m9 m69 s时：FFf，物体做匀速直线运动x3vt63 m18 m912 s时：FFf，物体以6 m/s为初速度，以2 m/s2为加速度继续做匀加速直线运动x4vt1/2at263 m1/2232 m27 m答案：B2.(2015苏州市学业水平测试)如图所示，半径分别为r和R的圆环竖直叠放(相切)于水平面上，一条公共斜弦过两圆切点且分别与两圆相交于a、b两点.在此弦上铺一条光滑轨道，将一小球从a点由静止释放，设小球穿过切点时不受阻挡.求该小球从a点运动到b点所用的时间.解析：设轨道ab与水平面间的夹角为，如图所示由几何关系可知：轨道ab的长度s=2Rsin+2rsin，由牛顿第二定律可知，小球下滑的加速度a=mgsin m=gsin，由运动学公式可得：s=1/2at2,联立以上各式解得：2(R+r)/g答案：2(R+r)/g速效提升训练速效提升训练