22届高中物理一轮总复习 06　牛顿第二定律的应用（新高考）课件PPT

这是一份22届高中物理一轮总复习 06　牛顿第二定律的应用（新高考）课件PPT，共50页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识预案自诊，知识梳理，考点自诊，关键能力学案突破，对点演练等内容，欢迎下载使用。
一、单位制1.单位制:由 基本单位　和导出单位组成。 2.基本单位: 基本量　的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、 长度　,它们的国际单位分别是 千克　、秒、米。 3.导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
4.国际单位制中的七个基本物理量和基本单位① 
二、动力学的两类基本问题1.两类动力学问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。第二类:已知运动情况求物体的受力情况。2.解决两类基本问题的方法②以 加速度　为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图: 
三、超重、失重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态 无关　。 (2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
2.超重、失重和完全失重的比较
1.判断下列说法的正误。(1)F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关。( √　)(2)物体受到外力作用不为零时,立即产生加速度。( √　)(3)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。( √　)(4)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。( ×　)(5)超重就是物体的重力变大了。( ×　)(6)物体完全失重时,加速度一定为重力加速度。( √　)(7)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。( ×　)
2.(多选)(新教材人教版必修第一册P104习题改编)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置,人在从P点落下到最低点c的过程中( 　)A.人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态C.在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态D.在c点,人的速度为零,加速度也为零
答案AB　解析a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,处于完全失重状态,故A正确;b是人静止悬吊着时的平衡位置,在ab段绳的拉力小于人的重力,向下做加速度减小的加速运动,人处于失重状态;在bc段绳的拉力大于人的重力,人向下做加速度增加的减速运动,加速度向上,人处于超重状态,故B正确,C错误;c是人所到达的最低点,c点速度为零,但绳的拉力大于人的重力,合力不为零,有向上的加速度,故D错误。
3.(新教材人教版必修第一册P100习题改编)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定。上一层只有一只桶C,摆放在A、B之间,和货车一起保持静止,如图所示,当C与货车共同向左加速时 ( 　)A.A对C的支持力变大B.B对C的支持力不变
答案 D解析 对C进行受力分析,如图所示,设B对C的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据几何关系可得: ,所以θ=30°;同理可得,A对C的支持力与竖直方向的夹角也为30°;原来C处于静止状态,根据平衡条件可得:NBsin 30°=NAsin 30°;令C的加速度为a,根据正交分解以及牛顿第二定律有:NB'sin 30°-NA'sin 30°=ma,可见A对C的支持力减小、B对C的支持力增大,故A、B错误;当A对C的支持力为零时,根据牛顿第二定律可得:mgtan 30°=ma,解得:a= g,则C错误,D正确;故选D。
4.(新教材人教版必修第一册P99例题改编)一位滑雪者以2 m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,人与装备的总质量为75 kg,山坡倾角为30°,滑下的位移为60 m时速度变为22 m/s。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力),g取10 m/s2。答案压力为650 N,方向垂直斜面向下　阻力为75 N,方向沿山坡向上
解析以滑雪者为研究对象,建立如图所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律,有
根据牛顿第二定律,有y方向:FN-mgcs θ=0x方向:mgsin θ-Ff=maFN=mgcs θFf=m(gsin θ-a)其中,m=75 kg,θ=30°,则有Ff=75 N,FN=650 N根据牛顿第三定律,滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小,为650 N,方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75 N,方向沿山坡向上。
1.解决动力学两类问题的两个关键点(1)把握“两个分析”“一个桥梁”
2.解决动力学基本问题的处理方法(1)合成法:在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”。(2)正交分解法:若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用“正交分解法”。
(2)找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,可画位置示意图确定位移之间的联系。
【典例1】 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,如图所示竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为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底端,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。货物与货车分别视为小滑块和平板,cs θ=1,sin θ=0.1,g取10 m/s2。求:
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度。
破题 1.对货物受力分析,由牛二律可求货物的加速度。2.对货车受力分析,由牛二律可求货车的加速度。3.对货物和货车运动分析,由运动学公式可求各自位移。4.根据题意确定二者位移联系,再结合题意求解坡长。
【规律方法】解答动力学两类基本问题的思维流程
答案 (1)5 m/s2,方向沿制动坡床向下(2)98 m解题 (1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数为μ=0.4,受摩擦力大小为Ff,加速度大小为a1,则Ff+mgsin θ=ma1Ff=μmgcs θ解得a1=5 m/s2a1的方向沿制动坡床向下。
(2)设货车的质量为M,车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23 m/s,货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38 m的过程中,用时为t,货物相对制动坡床的运动距离为s1,在车厢内滑动的距离为s=4 m,货车的加速度大小为a2,货车相对制动坡床的运动距离为s2,货车受到制动坡床的阻力大小为F,F是货车和货物总重的0.44,货车长度为l0=12 m,制动坡床的长度为l,则Mgsin θ+F-Ff=Ma2 F=0.44(m+M)g M=4ms1=vt- a1t2 s2=vt- a2t2s=s1-s2 l=l0+s0+s2 解得l=98 m。
2.上海中心大厦内置观光电梯,电梯从地面到118层的观光厅只需55 s,整个过程经历匀加速、匀速和匀减速,当电梯匀加速上升时,质量为50 kg的人站在置于电梯地板的台秤上,台秤的示数为56 kg,电梯加速上升60 m时达到最大速度,然后匀速行驶一段时间,最后又经9 s减速到达观光厅。g取10 m/s2,求:(1)电梯匀加速上升的加速度大小;(2)观光厅距离地面的高度。
答案(1)1.2 m/s2　(2)546 m解析(1)台秤的示数为56 kg,则人对台秤的压力为560 N,由牛顿第三定律,台秤对人的支持力为560 N,对电梯里的人,由牛顿第二定律有FN-mg=ma代入数据解得a=1.2 m/s2
(2)设电梯匀加速上升过程最大速度为v,时间为t1,且位移为x1=60 m,由运动学公式有v2-0=2ax1代入数据解得 v=12 m/s t1=10 s匀速过程时间为t2,位移为x2t2=55 s-t1-9 s=36 s x2=vt2=432 m匀减速过程时间为t3=9 s,位移为x3由运动学公式有x3= vt3=54 m观光厅距离地面的高度为h h=x1+x2+x3=546 m
1.对超重、失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。(2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体的加速度方向,只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。(3)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g的加速度效果,不再有其他效果。
2.判断超重和失重的方法
3.右图是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还可以得到的信息有( 　)A.1 s时人处在下蹲的最低点B.2 s时人处于下蹲静止状态C.该同学做了2次下蹲—起立的动作D.下蹲过程中人始终处于失重状态
答案 B解析 人在下蹲的过程中,先加速向下运动,此时加速度方向向下,故人处于失重状态,最后人静止,故后半段过程是人减速向下的过程,此时加速度方向向上,人处于超重状态,故下蹲过程中先失重后超重,选项D错误;在1 s时人向下的加速度最大,故此时人并没有静止,不是下蹲的最低点,选项A错误;2 s前后的一段时间内人的受力情况不变,故2 s时人处于下蹲静止状态,选项B正确;共做了1次下蹲—起立的动作,选项C错误。
1.数形结合解决动力学图像问题(1)在图像问题中,无论是读图还是作图,都应尽量先建立函数关系,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系;然后根据函数关系读取图像信息或者描点作图。(2)读图时,要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的“面积”等所对应的物理意义,尽可能多地提取解题信息。(3)常见的动力学图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等。
2.动力学图像问题的类型——图像类问题的实质是力与运动的关系问题,以牛顿第二定律F=ma为纽带,理解图像的种类,图像的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义。一般包括下列几种类型:
【典例2】 (多选)(2020安徽舒城中学高三模拟)如图甲所示,可视为质点的质量m1=1 kg的小物块放在质量m2=2 kg的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°。现对木板施加水平向左的拉力F=18 N,木板运动的v-t图像如图乙所示,sin 37°=0.6,g取10 m/s2,则( 　)
解题指导根据图像确定各阶段加速度,根据牛顿第二定律列方程求力;由图像分析物体的运动情况。分析木板受力时,要注意将受力情况与运动情况相结合。
5.(2020湖北高三二模)在竖直向上的拉力F作用下,将货物由地面吊起,其运动的v2-x图像如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,则前3 m内与最后2 m内拉力的大小之比为( 　)
A.12∶7B.22∶17C.22∶23D.18∶23
答案 B解析 物体是从静止开始运动的,根据运动学公式v2- =2ax,得v2-x图像斜率的意义表示2a,前3 m内货物的加速度向上,加速度大小是1 m/s2,根据牛顿第二定律得F1-mg=ma1,最后2 m内货物加速度方向向下,加速度大小是1.5 m/s2,根据牛顿第二定律得mg-F2=ma2,解得前3 m内与最后2 m内拉力的大小之比为22∶17,故A、C、D错误,B正确。
6.一跳伞运动员及其装备总质量为m,t=0时刻,运动员从离地h=500 m停在空中的直升机上由静止开始下落,t=4 s时刻开启降落伞,t=14 s时刻再次调整降落伞,下落过程中运动员及其装备所受阻力f的大小随时间t变化的情况可简化为下图所示的图像,重力加速度g取10 m/s2。求运动员下落的总时间。
解析设竖直向下为正方向,0~4 s运动员做匀加速直线运动,由牛顿第二定律mg-f1=ma1①由运动学公式v1=a1t1②4~14 s运动员做匀减速直线运动由牛顿第二定律f2-mg=ma2④