2014高考物理一轮课件 第3章 第2单元 牛顿第二定律及其应用.ppt

1、第1页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第二单元牛顿第二定律及其应用第2页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训核心考点导学第3页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训师说：牛顿运动定律是力学的基本规律，是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，因此它是历年高考的热点在近几年的高考中，对这一考点的命题有选择题，也有计算题从设题角度看主要有以下两个热点：(1)动力学的两类基本问题；(2)图象与牛顿第二定律相结合的问题.第4页金版教程 高三物理第三章第二单元核

2、心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成、跟它的质量成，加速度的方向跟作用力的方向2.表达式：.正比反比相同Fma第5页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训3.物理意义：反映了物体运动的与合外力的关系，且这种关系是瞬时对应的公式Fma左边是物体受到的合外力，右边反映了质量为m的物体在此合外力作用下的效果是产生加速度a，它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因加速度第6页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训4.适用范围(1)牛顿第二定律只适用

3、于参考系(相对地面静止或运动的参考系)(2)牛顿第二定律只适用于物体(相对于分子、原子)、运动(远小于光速)的情况惯性匀速直线宏观低速第7页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训5.单位制(1)单位制由和导出单位一起构成单位制基本单位人为选定的基本物理量的单位在力学中，选定、时间和三个物理量的单位为基本单位在物理学中共有七个基本单位导出单位根据物理公式中其他物理量和的关系，推导出的物理量的单位基本单位长度质量基本物理量第8页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)国际单位制中的基本物理量和基本单位物理量名称

4、物理量符号单位名称单位符号长度l米质量m千克时间t秒电流I安培A热力学温度T开尔文K物质的量n摩尔mol发光强度I坎德拉cdmkgs第9页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训对牛顿第二定律的理解1牛顿第二定律的“五性”矢量性 公式Fma是矢量式，任一时刻，F与a总同向瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力因果性 F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果第10页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训同一性有三层意思：(1)加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面)；(

5、2)Fma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；(3)Fma中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足Fma(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)分力和加速度在各个方向上的分量也满足Fma即Fxmax，Fymay第11页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2.瞬时加速度的问题分析分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析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两种基本模型的建立(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)

6、后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的第12页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(1)力和加速度的瞬时对应性是高考的重点物体的受力情况应符合物体的运动状态，当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时，需重新进行运动分析和受力分析(2)细绳弹力可以发生突变而弹簧弹力一般不能发生突变(3)当力发生突变时，不仅关注大小，还要注意方向第13页金版教程 高三物理第三章

7、第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1如图(甲)、(乙)所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为_，方向为_；小球B的加速度的大小为_，方向为_；剪断瞬间(甲)中倾斜细线OA与(乙)中弹簧的拉力之比为_(角已知)第14页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第15页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训答案：gsin垂直倾斜细线OA向下gtan水平向右cos2第16页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视

8、窗考向案例研究限时规范特训1已知物体的受力情况，求物体的2已知物体的运动情况，求物体的运动情况受力情况第17页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用，将运动学规律和牛顿第二定律相结合，寻找加速度和未知量的关系，是解决这两类问题的思考方向求解两类基本问题的思路框图第18页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1.两类动力学问题的基本解题方法(1)由受力情况判断物体的运动状态，处理思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式，就

9、可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体的运动情况(2)由运动情况判断物体的受力情况，处理思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法则(平行四边形定则)或正交分解法第19页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训在解决有关牛顿第二定律的两类问题时，“合成法”、“分解法”以及“正交分解法”的选取及“正交分解法”中建立坐标系的一般规则与处理共点力作用下的平衡问题相同，在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”或“分解法”，若物体的受力个数较多(3

10、个或3个以上)，则采用“正交分解法”“正交分解法”中建立坐标系的一般规则是：让尽可能多的矢量落在坐标轴上，使分解的矢量尽可能少第20页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2.两类动力学问题的解题步骤(1)明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体(2)分析物体的受力情况和运动情况画好受力分析图和过程图，明确物体的运动性质和运动过程(3)选取正方向或建立坐标系通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向(4)求合外力F合(5)根据牛顿第二定律Fma列方程求解，必要时要对结果进行讨论第21页金版教程 高三物理第三章第二单元核

11、心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训列方程时沿a方向列牛顿第二定律方程，垂直a的方向列平衡方程第22页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2质量m1 kg的物体在光滑平面上运动，初速度大小为2 m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t1 s，速度大小变为4 m/s，则这个力的大小可能是()A.2 NB.4 NC.6 N D.8 N解析：物体的加速度可能是2 m/s2，也可能是6 m/s2，根据牛顿第二定律，这个力的大小可能是2 N，也可能是6 N，所以答案是A、C.答案：AC第23页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元

12、精彩视窗考向案例研究限时规范特训1整体法当连接体内(即系统内)各物体具有相同的时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为考虑，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对列方程求解的方法加速度整体整体第24页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2隔离法当研究对象涉及由多个物体组成的系统时，若要求出连接体内物体间的力，则应把某个物体或某几个物体从系统中出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法作用隔离第25页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训整体法与隔离法的选取原则1隔离法的

13、选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解2整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)第26页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训3整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离

14、求内力”4外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转换为隔离体的外力第27页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训3如图1所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上小车上用细线悬吊一质量为 m的小球，Mm.现用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成角，细线的拉力为T；如图2所示，若用一力F水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a向左运动时，细线与竖直方向也成角，细

15、线的拉力为T.则()第28页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训图1 图2A.aa，TTB.aa，TTC.aa，TT第29页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训答案：B第30页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训国际单位制中基本单位：kg、m、s、A、mol、K(高中阶段所学)两类基本问题整体法隔离法第31页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训考向案例研究第32页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考

16、向案例研究限时规范特训例12012安徽理综，17如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则()A物块可能匀速下滑B物块仍以加速度a匀加速下滑C物块将以大于a的加速度匀加速下滑D物块将以小于a的加速度匀加速下滑第33页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(一)解读审题视角本题考查牛顿第二定律的应用和受力分析物体在斜面上的运动情况与斜面的倾角和动摩擦因数有关，还与物体受到的外力有关物体上叠放另一个物体时，运动的加速度不变；而施加一个竖直外力时，运动的加速度增大第34页金版教程 高三物理第三章第二单元

17、核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(二)名师分析解题根据题意，放在斜面上的物块沿斜面以加速度a匀加速下滑，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有mgsinmgcosma，在物块上施加竖直向下的力F后，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有(mgF)sin(mgF)cosma0，由易知a0a，选项C正确、选项ABD错误第35页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(三)调用所学解题(C)(四)一语道破天机加速度与力瞬时对应，加速度随力的变化而变化速度增大或减小是由速度和加速度的方向关系决定的，二者同向时速度增加，反向时则速度减小第36页金版教程 高

18、三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(五)同类跟踪训练1一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是()第37页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增大第38

19、页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力Ff和弹簧向右的拉力kx，合力F合Ffkxma，当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，x逐渐增大，弹力kx逐渐增大，因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧弹力相等之后，加速度便与速度方向相反，故滑块的速度先增大后减小答案D第39页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训例22012重庆卷，节选某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水

20、平直道，比赛距离为s.比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点整个过程中球一直保持在球拍中心不动第40页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式第41页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单

21、元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(一)解读审题视角解此题要注意正交分解法的使用合理的利用水平方向的牛顿第二定律和竖直方向的二力平衡列方程，会降低解题难度解题时要注意以下两点：以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动时，乒乓球所受重力、支持力和空气阻力的合力水平向右；以v0做匀速直线运动跑至终点的过程中，乒乓球所受重力、支持力和空气阻力的合力为零第42页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第43页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(三)一语道破天机应用牛顿第二定律解答动力学问题时，首先要对物体的受力情

22、况及运动情况进行分析，确定题目属于动力学中的哪类问题，不论是由受力情况求运动情况，还是由运动情况求受力情况，都需用牛顿第二定律列方程(即沿a方向的方程)再列垂直a方向的平衡方程第44页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(四)同类跟踪训练2如图所示，在箱内倾角为的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为 m的木块求：箱以加速度a匀加速上升和箱以加速度a向左匀加速运动时(线始终张紧)，线对木块的拉力F1和斜面对木块的支持力F2各多大？第45页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析(1)箱匀加速上升，木块

23、所受合力竖直向上，其受力情况如图甲所示(注意在受力图的旁边标出加速度的方向)用F表示F1、F2的合力，一定竖直向上由牛顿第二定律得Fmgma解得F mgma再由力的分解得F1Fsin和F2Fcos解得F1 m(ga)sin，F2 m(ga)cos.第46页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)箱向左匀加速，木块的受力情况如图乙所示，选择沿斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐标系，沿x轴由牛顿第二定律得 mgsinF1macos解得F1 m(gsinacos)沿y轴由牛顿第二定律得F2mgcosmasin解得F2 m(gcosasin).第47页金版

24、教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训例32011全国新课标，21如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()第48页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第49页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(一)解读审题视角解决图象问题：(两类常见问题：1.由图象分

25、析运动；2.由运动画图象)无论哪类解决的桥梁都是先分析，推导出规律的函数关系，再作问题分析，下结论第50页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第51页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(三)调用所学解题(A)(四)一语道破天机整体法和隔离法说到底是灵活选取研究对象的问题适当选取研究对象可以使问题变得简单第52页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(五)同类跟踪训练3如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉

26、力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为.为了增加轻线上的张力，可行的办法是()A减小A物块的质量 B增大B物块的质量C增大倾角D增大动摩擦因数第53页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第54页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训答案AB第55页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训单元精彩视窗第56页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训【选题典型秀】典例如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆轨道与

27、水平轨道面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60，C是圆轨道的圆心已知在同一时刻，a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点则()第57页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训Aa球最先到达M点Bb球最先到达M点Cc球最先到达M点Dc、a、b三球依次先后到达M点第58页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析作出几何图形如图所示，依等时圆理论，tAtBtC，而tBtB，tCtC所以tBtAtC，C、D选项正确答案CD第59页

28、金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训【备考角度说】No.1角度：建模特点物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑细杆由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，象这样的竖直圆我们简称为“等时圆”如图甲论：物体从最高点由静止开始沿不同的光滑细杆到圆周上各点所用的时间相等，如图乙第60页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训No.2 角度：模型应用如图所示，AB是一个倾角为的输送带，P处为原料输入口，为避免粉尘飞扬，在P与AB输送带间建立一管道(假设其光滑)，使原料从P处以最短的时间到达输送带上，则管道与竖直方向的夹角应为多大？第61页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析：借助“等时圆”理论，可以过P点作圆，要求该圆与输送带AB相切如图所示，C为切点，O为第62页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第63页金版教程 高三物理第三章第二单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训限时规范特训