高考物理一轮复习必修第一册第三章牛顿运动定律第二讲牛顿第二定律 两类动力学问题课件

这是一份高考物理一轮复习必修第一册第三章牛顿运动定律第二讲牛顿第二定律 两类动力学问题课件，共35页。PPT课件主要包含了基本单位，导出单位，基本量，运动情况，受力情况，加速度，牛顿第二定律，答案D，答案C，答案BC等内容，欢迎下载使用。
二、单位制1．单位制：由_________和___________一起组成了单位制。2．基本单位：基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是______、______和______，它们的国际单位分别是____、___和____。3．导出单位：由_______根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。三、两类动力学问题1．动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况求物体的__________。第二类：已知__________求物体的____________。
2．解决两类基本问题的方法以________为“桥梁”，由运动学公式和______________列方程求解，具体逻辑关系如下图所示：
情境创设　让一名同学用单只手推光滑水平面上很重的一个箱子。微点判断　(1)因为同学一只手的力气较小，所以箱子可能不动。( )(2)同学对箱子施力，然后产生了加速度，加速度的产生滞后于力的作用。( )(3)箱子加速度的方向一定与合外力方向相同。( )(4)箱子的质量与箱子的加速度成反比。( )(5)若同学的推力逐渐减小，则箱子做减速运动。( )(6)同学停止用力，则箱子立刻停下来。( )
(一) 牛顿第二定律(固基点)[题点全练通]1．[对牛顿第二定律的理解]根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(　 )A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C．物体加速度的大小与所受作用力中任一个力的大小成正比D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比
2．[合力、加速度、速度之间的决定关系]下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是 (　 )A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力可能很大解析：物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，C正确。答案：C　
[要点自悟明]1．牛顿第二定律的五个特性
2． [轻杆连接]两个质量均为m的小球，用轻杆连接后通过细绳悬挂在天花板上，如图所示。现突然迅速剪断细绳OA，让小球下落，在剪断细绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，重力加速度为g，则(　 )A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0解析：剪断细绳的瞬间，A、B间轻杆中的弹力可瞬间发生变化，A、B的加速度相同，由mg＋mg＝2ma可得，两球的加速度均为g，即a1＝g，a2＝g，A正确。答案：A
一点一过1．求解瞬时加速度的一般思路(1)分析瞬时变化前、后物体的受力情况；(2)根据牛顿第二定律列方程；(3)求瞬时加速度。2．轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。(1)在瞬时问题中，其弹力可以看成是瞬间改变的。(2)一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时，均可按此模型处理。
研清微点2　弹力不能瞬间改变的情形　3．[弹簧连接] 如图所示，在水平面上有一小物体P，P与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.8，P用一水平轻质弹簧与左侧墙壁连在一起，P在一斜向上的拉力F作用下静止，F与水平方向间的夹角θ＝53°，并且P对水平面无压力。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。则撤去F瞬间P的加速度大小为 (　 )A．0 B．2.5 m/s2C．12.5 m/s2 D．无法确定
解析：撤去F之前，由平衡知识可知，F弹tan 53°＝mg，解得F弹＝0.75mg；撤去F的瞬间，弹簧弹力不变，因最大静摩擦力为fm＝μmg＝0.8mg，可知物体不动，加速度为零，A正确。答案：A　
4．[橡皮绳连接]课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两组相同的小球分别和相同长度的弹性绳和刚性绳相连，然后从某高度静止释放。如图，连接小球A、B的是一般细绳(刚性绳)，连接小球C、D的是橡皮筋(弹性绳)。那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间内(橡皮筋还未第一次恢复原长)，下列图中符合实际排列情况的是 (　 )
解析：连接A、B的是一般细绳(刚性绳)，释放小球前，细绳的形变量十分微小，在释放后的瞬间，细绳立即恢复原长，伸直而无拉力，两个小球的加速度均等于重力加速度g，一起做自由落体运动，所以细绳不能是弯曲的，B、D错误；连接C、D的是橡皮筋(弹性绳)，释放小球前，橡皮筋的形变量很大，根据平衡条件，其弹力为kx＝mg，在释放后的瞬间，橡皮筋不能立即恢复原长，其弹力保持不变，根据牛顿第二定律得kx＋mg＝maC，mg－kx＝maD，解得aC＝2g，方向竖直向下，aD＝0，释放后很短的时间内，小球C向下运动的位移比D大得多，C、D两个小球的距离减小，橡皮筋恢复原长前不弯曲，A错误，C正确。答案：C
一点一过弹簧、橡皮绳模型的特点(1)当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。(2)在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。
(三) 动力学的两类基本问题(精研点)1．两类动力学问题的解题关键2．两类动力学问题的解题步骤
[考法全析]考法(一)　已知受力情况求运动情况[例1]　如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将 (　 )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大
[解析]　(1)根据牛顿第二定律可得mgsin 24°－μmgcs 24°＝ma1代入数据解得a1＝2 m/s2。(2)根据运动学公式2a1l1＝v2，解得v＝4 m/s。(3)根据牛顿第二定律μmg＝ma2根据运动学公式－2a2l2＝v末max2－v2代入数据联立解得l2＝2.7 m。[答案]　(1)2 m/s2　(2)4 m/s　(3)2.7 m
考法(二)　已知运动情况求受力情况[例3] 　(2024年1月·吉林、黑龙江高考适应性演练)滑雪是我国东北地区冬季常见的体育运动。如图(a)，在与水平面夹角θ＝14.5°的滑雪道上，质量m＝60 kg的滑雪者先采用两滑雪板平行的滑雪姿势(此时雪面对滑雪板的阻力可忽略)，由静止开始沿直线匀加速下滑x1＝45 m；之后采取两滑雪板间呈一定角度的滑雪姿势，通过滑雪板推雪获得阻力，匀减速继续下滑x2＝15 m后停止。已知sin 14.5°＝0.25，sin 37°＝0.6，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力。
(1)求减速过程中滑雪者加速度a的大小；(2)如图(b)，若减速过程中两滑雪板间的夹角α＝74°，滑雪板受到沿雪面且垂直于滑雪板边缘的阻力均为F，求F的大小。
[答案]　 　(1)7.5 m/s2　(2)500 N
(四) 超重与失重(固基点) [题点全练通]1．[根据运动情况判断超重、失重]某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的过程，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是 (　 )
A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重D．人在C点具有最大速度解析：人由C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，人做变加速运动，A错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，B错误，C正确；人在C点的速度为零，D错误。答案：C　
2．[根据超重、失重判断运动情况]如图所示，A、B、C为三个大小相同的实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁) (　 )A．A球将向上运动，B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动，C球不动C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动
解析：将挂吊篮的绳子剪断瞬间，装水的杯子做自由落体运动，水处于完全失重状态，即可以认为水和球之间没有相互作用力。以杯子作为参考系，A受到向上的弹力作用，B受到向下的弹力作用，C不受到弹力作用，所以A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动。答案：D
3．[超重、失重现象的应用]如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2。现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断Q下端的细绳前的示数相比将(　 )A．变大　　　　　　　　　B．变小C．不变 D．先变小后变大解析：剪断Q下端的细绳后，因m1>m2，P加速下降，Q加速上升，但对P、Q以及滑轮和箱子组成的系统，整体有向下的加速度，处于失重状态，故台秤的示数与未剪断前的示数相比减小了，选项B正确。答案：B
[要点自悟明]1．判断超重和失重现象的三个角度(1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时，处于超重状态；具有向下的加速度时，处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时，处于完全失重状态。(3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，处于超重状态；物体向下加速或向上减速时，处于失重状态。