1、2012届高三物理一轮复习学案：第三章牛顿运动定律专题二 力 加速度 速度的关系【考点透析】一、本专题考点：牛顿第二定律是类要求，在高考中主要考查方向是通过分析物体的受力情况求物体的运动情况是通过分析物体的运动情况求物体的受力情况二、理解和掌握内容1知识点的理解 牛顿第二定律：物体的加速度a与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度与合外力方向相同即 Fma当质量一定时，加速度由合外力而定，加速度与合外力保持瞬时对应的关系力 加速度 速度的关系：速度是描述物体运动状态的物理量，而力是改变物体运动状态即产生加速度的原因物体受到的合外力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位
2、时间内速度的变化量而与物体当时的速度无关分析这类问题有两种途径：(1)分析物体受力，应用牛顿第二定律求出加速度，再由物体的初始条件，应用运动学知识求出物体的运动情况 任意时刻的位置、速度由物体运动情况，应用运动学公式求出加速度，再应用牛顿第二定律推断物体的受力情况在上述两种情况中加速度起桥梁作用既受力情况加速度运动情况2难点释疑：如图37所示，自由下落的小球m下落一段距离后与轻弹簧接触，从它接触弹簧到将弹簧压缩到最短过程中：小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大小球速度最大的位置与小球下落高度无关在最低点，球对弹簧压力大于2mg解析：速度大小变化取决于加速度a与速度V方向的关系两者同向时速
3、度增大，反之则减小而加速度由合外力而定，小球在此过程中受力如图：开始mgkx , a= ,合力向下，、同向速度增大，随x,a当mgkx 时，a=0，此时速度最大，x= ,所以速度最大位置与下落高度无关后来kxg，因而在最低点球对弹簧的弹力大于2mg思考与拓宽：请同学们进一步思考球反弹时的a、v变化请同学们思考从球下落到返回的全过程，能量是如何变化的【例题精析】例1 一物体受到若干力作用而处于静止状态，若将其中一力F1逐渐减小到0而后又逐渐恢复原值过程中（其余各力保持不变）物体的加速度a及速度v变化为( )Aa 、v均增加 B a减小， v增加C a先增后减，v增大 D a v均先增后减解析：由
4、于其它各力的合力大小为F1，方向与F1相反，故某时刻物体合外力的大小即为F1的变化量当F1减小时加速度a增大，当F1增大时加速度a减小，但加速度a的方向始终和速度的方向相同，故速度一直增大 答案：C本题关键要把握：受多力而平衡的物体，各力间的关系特征合外力变化引起加速度的变化加速度的方向与速度变化的关系例2 如图38所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧相连，置于光滑水平面现用一水平恒力F推A，则由开始到弹簧第一次压缩到最短的过程中（ ）AA、B速度相同时，加速度aAaB A、B速度相同时，加速度a aBCA、B加速度相同时，速度AB 解析：开始运动时弹簧的弹力很小，加速度aAaB,，随弹力的增大
5、A作加速度减小的加速运动，B作加速度增大的加速运动，直到aAaB时A的平均加速度大，故此时AB之后随aB进一步变大将出现AB，故此时aAaB 答案： 思考与拓宽：在分析某一运动过程时，要形成一个科学的分析习惯，即这一过程是否可划分几个不同的过程？中间的转折点在哪？转折点有何物理特征？只有找出转折点才能正确判断运动的特征如例题1中的F1减小到0、F1又恢复到原值；例题2中的aAaB、AB就是关键的转折点【能力提升】 知识与技能1轻弹簧下挂一物体，用手提弹簧的上端，使物体向上作匀加速直线运动若手突然停住，物体在继续上升的过程中（ ）速度逐渐减小 速度先增大后减小加速度逐渐减小 加速度先减小后增大A
6、 B C D 2如图39所示，弹簧的一端系于墙上，自由端伸长到B点，今将一小物体m系于弹簧的另一端，并将弹簧压缩到A点后释放，C为运动的最远点物体与地面的摩擦系数恒定，当物体第二次到B时的速度大小为0，则（ ）物体由A到B速度增大，由B到C速度减小物体由A到B速度先增大后减小，由B到C速度减小物体由C到B速度先增大后减小，由B到A速度减小物体在整个运动过程中共有4次速度大小为0A B C D 3一物体受若干力作用而做匀速直线运动，若将其中一力撤掉而保持其余力不变，则（ ）物体一定作匀变速运动 物体一定作匀变速直线运动物体可能作匀速圆周运动物体可能作曲线运动A B C D 4若竖直上抛的物体所受
7、的阻力和速度成正比，则物体从上抛到落回到原处的过程中（ ）A加速度一直减小，速度先减小后增大B加速度一直增大，速度先减小后增大C加速度先减小后增大，速度先减小后增大D加速度先增大后减小，速度先减小后增大5如图310所示，物体从光滑曲面Q滑下，通过一粗糙静止传送带后落于地面上P点现起动传送带，还让物体从Q点滑下，则（ ）一、 传送带逆时针转动，物体落在P点左侧传送带顺时针转动，物体一定落在P点右侧传送带逆时针转动，物体还落在P点传送带顺时针转动，物体可能还落在P点A B C D6给足够宽的平行金属板AB加上如图3-11所示的电压在某时刻t将一带正电粒子放入电场中的P点，不计重力，则下列说法正确的
8、是（）一、 在t0时将粒子放入，粒子将作简谐振动B在tT/4时将粒子放入，粒子将作简谐振动在t/8时将粒子放入，粒子将时向B运动时向A运动最后打在B板一、 在t5/8时将粒子放入，粒子将时向A运动时向B运动最后打在B板 能力与素质7在无风的天气里，雨滴在空中竖直下落，由于受到空气阻力，最后以某一恒定速度下落，这个速度通常叫做收尾速度设空气阻力与雨滴的速度成正比，则（）雨滴的质量越大，收尾速度越大雨滴收尾速度与雨滴质量无关雨滴收尾前做加速度减小速度增加的运动雨滴收尾前做加速度增加速度也增加的运动A B C D8某同学作如下力学实验：如图312甲，有一质量为m的小车A在水平面上运动，用水平向右的拉
9、力作用在小车A上，测得小车加速度a与拉力F之间的关系如图312乙所示，设向右为a的正向则A的质量m为 g，A与水平面摩擦系数为 9如图313所示，传送带与水平面夹角为37，并以10m/s速度逆时针转动在传送带的上端A处轻放一小物体，物体与传送带摩擦系数为05，AB距离16m，求物体由A到下端B的时间10物体在流体中运动时，它将受到流体的粘滞阻力实验发现当物体相对流体的速度不太大时，粘滞阻力vr,式中r为小球的半径,v为小球相对流体运动的速度, 为粘滞系数,随液体的种类和温度而定现将一半径为r=1的钢球放入常温下的甘油中，让它下落，已知钢球的密度，甘油的密度，甘油的粘滞系数（取）求：一、 钢球从
10、静止释放后，在甘油中做什么性质的运动？（2）当钢球的加速度时，它的速度多大？（3）钢球在甘油中下落的最大速度为多大？【拓展研究】加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中它已成为导弹、飞机、潜艇、或宇宙飞船制导系统的信息源如图314为应变式加速度计原理剖析图，当系统加速时，敏感元件P下端的滑动臂在滑动变阻器R上滑动把加速信息转换成电信号设敏感元件P的质量为m，两侧弹簧劲度系数为k，电源电动势为，滑动变阻器总电阻为R，有效长度为L，系统静止时滑片位于滑动变阻器中央，电压表指针恰好位于表头刻度的中央，求：一、 系统的加速度a与电压表的示数U的函数关系式（2）将电压表的刻度盘改为加速度示数后，其刻
11、度是否均匀？（3）若电压表的指针指向满刻度的3/4位置，此时系统处于加速状态还是减速状态？加速度多大？（设向右为飞行方向）思维发散：由于导弹、飞机、潜艇、或宇宙飞船在三维空间运动，故在飞行器上装有三只加速度计，测定在三个方向上平移的加速度，在配以三只陀螺仪，就可以知道飞行器的飞行方向如图315，为飞行器惯性导航系统的核心部分，它是一个悬浮在高压气体或液体中质量很大的球，球的前后左右都装有能感觉压力的压电元件，平时这些元件都与球轻微接触，当飞行器飞行平稳时，球和周围元件一起运动，任何元件都不会有异常反应，但当飞行器变速、转弯时，某个方向的元件会受到挤压输出电信号请同学们思考一下，若飞行器沿图示加速度方向运动时，哪个压电元件会受到挤压，能否设计一个电路，将飞行器的加速度大小在电压表上显示出来专题二：1B 2B 3C 4A 5D 6C 7B 8. 2.5，0.4 9t2 s 10（1）分析钢球受到的浮力、重力、粘滞阻力可求其加速度a=（1）g,由此可知,钢球开始做加速度a越来越小,速度越来越大的变加速运动,最后趋于匀速（2）v=8.2103 (3)v=2102m/s拓展研究答案 a =KL（2U）/m 均匀 a=kL/2m
