【核心要點突破】
知識鏈結
一、牛頓三定律
1、 牛頓第一定律:指出了一切物體都具有慣性,即保持原來運動狀態不變的特性
2、 牛頓第二定律
(1)明確了力是產生加速度的原因
(2)公式:f合=ma
3、 牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上
二、動力學的兩類基本問題
1、 第一類問題:已知物體的受力情況和它的運動初始條件,確定物體的運動情況
2、 第二類問題:已知物體的運動情況,確定物體的受力情況
3、 分析思路
深化整合
一、牛頓第二定律解題的常用方法及解題步驟
1、 常用方法
(1)合成法
(2)正交分解法:①分解力 ②分解加速度
2、 解題步驟
(1)明確研究物件.根據問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體.
(2)分析物體的受力情況和運動情況,畫好受力分析圖,明確物體的運動性質和運動過程.
(3)根據牛頓第二定律列出方程
(4)根據牛頓第二定律f合=ma列方程求解,必要時還要對結果進行討論.
【典例訓練1】(2010.海南理綜t6)在水平的足夠長的固定木板上,一小物塊以某一初速度開始滑動,經一段時間t後停止.現將該木板改置成傾角為45°的斜面,讓小物塊以相同的初速度沿木板上滑.若小物塊與木板之間的動摩擦因數為.則小物塊上滑到最高位置所需時間與t之比為
a. b. c. d.
解析:選a,木板水平時,小物塊的加速度,設滑行初速度為,則滑行時間為;木板改成傾角為45°的斜面後,小物塊上滑的加速度,滑行時間,因此,a項正確。
二、兩類常見問題的處理方法
2、 瞬時加速度問題的處理方法
牛頓第二定律中的合外力與加速度存在瞬時對應關係,即加速度是力作用在物體上產生的瞬時效果,每一瞬時的加速度均與該瞬時物體受到的合外力相對應,因此,分析瞬時物體的受力情況,即可由牛頓第二定律求解物體運動的加速度。
注意:在求解涉及彈簧、繩子等的瞬時問題時,可從以下兩個方面去進行分析
1、變化瞬間力未能變的情況,像彈簧、橡皮筋等物體兩端連線其他物體時,若其一端受力有變化,則不會引起這些物體上的力立即發生變化,原因是它們的形變需要一定的時間.
2、變化瞬間力發生突變的情況,像用繩、輕杆、硬的物質連線物體時,當其連線物體的受力發生變化時,將會引起繩、輕杆等物體上力的突變.
【典例訓練2】(2010·全國ⅰ理綜·t15)如右圖1,輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連,下端與另一質量為m的木塊2相連,整個系統置於水平放置的光滑木板上,並處於靜止狀態。現將木板沿水平方向突然抽出,設抽出後的瞬間,木塊1、2的加速度大小分別為、。重力加速度大小為g。
則有ab.,
c., d.,
解析:本題以一根輕彈簧連線兩個物體為乙個平衡系統,當最底下的木板被抽出,求此瞬間兩木塊的加速度,是一種常見題型,屬於比較簡單的題目,體現了高考還是以常規題型為主,注重基礎知識的考查,本題主要考查應用牛頓第二定律求瞬時加速度問題,關鍵是區分瞬時力與延時力。
解答本題時可按以下思路分析:
選c,在抽出木板的瞬時,彈簧對1的支援力和對2的壓力並未改變。1物體受重力和支援力,mg=f,a1=0,2物體受重力和壓力,根據牛頓第二定律a2==g
【高考真題**】
1.(2010·廣東理綜·t20)下列關於力的說法正確的是
a.作用力和反作用力作用在同一物體上
b.太陽系中的行星均受到太陽的引力作用
c執行的人造地球衛星所受引力的方向不變
d.伽利略的理想實驗說明了力不是維持物體運動的原因
【命題立意】本題主要考查作用力與反作用力、萬有引力定律、人造地球衛星及伽利略的理想斜面實驗。
【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析:
【規範解答】選bd。.作用力與反作用力一定是等大反向共線異物的,而平衡力是共物的,故a選項錯誤;人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動的向力心是由萬有引力提供的,因而方向始終指向地心,方向一直在變化,故選項c錯誤。
2.(2010·上海物理卷·t11)將乙個物體以某一速度從地面豎直向上丟擲,設物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變,則物體
(a)剛丟擲時的速度最大b)在最高點的加速度為零
(c)上公升時間大於下落時間d)上公升時的加速度等於下落時的加速度
【命題立意】本題考查牛頓運動定律和運動學公式。
【思路點撥】物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變,但是受空氣阻力的方向總與物體的速度方向相反
【規範解答】選a,,,所以上公升時的加速度大於下落時的加速度,d錯誤;根據,上公升時間小於下落時間,c錯誤,b也錯誤.
3.(2010.海南理綜t 3)下列說法正確的是
a.若物體運動速率始終不變,則物體所受合力一定為零
b.若物體的加速度均勻增加,則物體做勻加速直線運動
c.若物體所受合力與其速度方向相反,則物體做勻減速直線運動
d.若物體在任意的相等時間間隔內位移相等,則物體做勻速直線運動
【命題立意】考查合外力、加速度、速度、速率幾個基本物理量之間的關係
【思路點撥】合外力與加速度有必然聯絡,而速度是加速度在時間上的積累,速度本身與合外力、加速度無關。
【規範解答】選d,若物體運動速率始終不變,速度大小不變,但速度方向可能變化,因此合力不一定為零,a錯;物體的加速度均勻增加,即加速度在變化,是非勻加速直線運動,b錯;物體所受合力與其速度方向相反,只能判斷其做減速運動,但加速度大小不可確定,c錯;若物體在任意的相等時間間隔內位移相等,則物體做勻速直線運動,d對。
4.(2010·福建理綜·t16)質量為2kg的物體靜止在足夠大的水平面上,物體與地面間的動摩擦因數為0.2,最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小視為相等。
從t=0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈週期性變化的水平拉力f的作用,f隨時間t的變化規律如圖所示。重力加速度g取10m/s2,則物體在t=0到t=12s這段時間內的位移大小為
a.18m b.54m c.72m d.198m
【命題立意】本題綜合考查靜摩擦力、滑動摩擦力、牛頓運動定律、勻速直線運動和勻變速直線運動,需要考生從圖象中提取有用資訊,準確分析出物體在每一段時間內的運動性質。屬於多過程問題,能綜合考查學生多方面的知識,這類題目複習中應引起重視。
【思路點撥】從圖象中得到每一段時間的水平拉力,對物體進行受力分析,利用牛頓運動定律得到每一段時間的加速度,再利用運動規律進行計算
【規範解答】選b。拉力只有大於最大靜摩擦力時,物體才會由靜止開始運動
0-3s時:f=fmax,物體保持靜止,s1=0;
3-6s時:f>fmax,物體由靜止開始做勻加速直線運動
v=at=6m/s
6-9s時:f=f,物體做勻速直線運動 s3=vt=6×3=18m
9-12s時:f>f,物體以6m/s為初速度,以2m/s2為加速度繼續做勻加速直線運動
所以0-12s內物體的位移為:s=s1+s2+s3+s4=54m,b正確
5.(2010·上海物理卷·t31)(12分)傾角,質量m=5kg的粗糙斜面位於水平地面上,質量m=2kg的木塊置於斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經t=2s到達底端,運動路程l=4m,在此過程中斜面保持靜止(),求:
(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向;
(2)地面對斜面的支援力大小
(3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理。
【命題立意】考查整體法、隔離法以及動能定理
【思路點撥】根據運動公式,求出加速度,求出木塊所受合外力,分別以木塊和斜面為研究物件進進行受力分析,從而找到未知的力。
【規範解答】
對木塊:,
因為,得
所以,,
對斜面:設摩擦力f向左,則,方向向左。
(如果設摩擦力f向右,則,同樣方向向左。)
(2)地面對斜面的支援力大小
(3)木塊受兩個力做功。
重力做功:
摩擦力做功:
合力做功或外力對木塊做的總功:
動能的變化
所以,合力做功或外力對木塊做的總功等於動能的變化(增加),證畢。
6.(2010·安徽理綜·t22)質量為的物體在水平推力的作用下沿水平面作直線運動,一段時間後撤去,其運動的影象如圖所示。取,求
(1)物體與水平面間的運動摩擦因數;
(2)水平推力的大小;
(3)內物體運動位移的大小。
【命題立意】本題以物體的影象為背景,體現了高考以能力立意為主,重在培養學生讀圖能力和理解能力。主要考查v-t圖象、牛頓第二定律、勻變速直線運動規律等知識點。
【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析:
【規範解答】(1)設物體做勻減速運動時的時間為,初速度為,末速度為加速度為,則
設物體所受的摩擦力為,由牛頓第二定律得
聯立②③式,代入資料得
(2)設物體做勻加速直線運動時的時間為,初速度為,末速度為加速度為,則
根據牛頓第二定律,有
聯立③⑥式,代入資料得
(3)由勻變速直線運動位移公式,得
⑧【答案】(1)0.2;(2)6n;(3)46m
【專題模擬演練】
一、選擇題
1、(2010·濟南市二模) 如圖所示,在超市內傾角為θ的電梯斜面上有一車西瓜隨電梯勻速向上運動,在箱子的**有乙隻質量為m的西瓜,則在該西瓜隨箱一起勻速前進的過程中,周圍其它西瓜對它的作用力的方向為
a.沿斜面向上 b.沿斜面向下
c.豎直向上 d.垂直斜面向上
牛頓運動定律專題複習
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專題複習牛頓運動定律的應用 學生版
6 用恒力作用於質量為m1的物體,使物體產生的加速度大小為a1,該力作用於質量為m2的物體時,物體產生的加速度大小為a2 若將該恒力作用於 m1 m2 質量的物體時,產生的加速度大小為 a a1 a2 b a1 a2cd.7 一箱蘋果在傾角為 的斜面上勻速下滑,已知箱子與斜面間的動摩擦因數為 在下滑...
牛頓運動定律的應用 一
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