1、2024/5/282024/5/28一、牛顿第二定律 1内容物体的加速度与物体所受的成正比，跟物体的成反比，加速度的方向跟合外力的方向2表达式，该表达式只能在国际单位中成立3牛顿第二定律的适用范围牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体二、单位制及其基本单位和导出单位 1单位制：单位和单位一起组成了单位制(1)基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们是、；它们的单位分别是、(2)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合外力质量相同Fma基本导出长度时间质量米秒千克2024/5/282国际单位制中的基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度lm质量
2、mkg时间ts电流I安培热力学温度T开尔文物质的量n摩尔发光强度I坎德拉cd米千克秒AKmol温馨提示(1)有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等(2)有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米/秒(m/s)、帕斯卡、牛(顿)等2024/5/28三、超重和失重1实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关(2)视重：当物体在方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重2超重、失重和完全失重的比较竖直重力现象实质超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象系统具有竖直向上的加速度或加
3、速度有竖直向上的分量失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力的现象系统具有竖直向下的加速度，且ag大于小于等于零2024/5/28温馨提示(1)超重并不是指重力增加了，失重并不是指重力减小了，完全失重也不能理解为物体不受重力了(2)判断一个物体处于超重还是失重状态，主要根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断，若竖直向上，则超重，若竖直向下，则失重四、两类动力学问题1已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可以求出物体的；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式
4、，就可以求出物体在某时刻的和在某段时间的，也就求出了物体的运动情况2已知物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由可以求出加速度，再根据牛顿可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等运动情况速度位移运动学公式第二定律2024/5/281牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系联系物体的受力情况和运动情况的桥梁是加速度可以由以下角度进一步理解牛顿第二定律.对牛顿第二定律的进一步理解 2024/5/282024/5/28重点提示(1)牛顿第二定律Fma在确定a与m、F的数量关系的同时，也确定了三个量间的单位关系，因为此式为
5、矢量式，所以也确定了a和F间的方向关系(2)独立性原理是牛顿第二定律正交分解法的基础根据独立性原理，把物体所受的各力分解在相互垂直的方向，在这两个方向分别列牛顿第二定律方程这就是牛顿第二定律的正交分解法2024/5/282轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型的比较重点提示 当物体受力突然变化时，物体的加速度也会瞬间发生变化但是速度在该瞬间是不变的，因为速度的变化需要过程的积累2024/5/28 如图所示，两个质量相同的小球A和B，(a)图中两球间用不可伸长的细绳连接，然后用细绳悬挂起来，在剪断悬挂线OA的瞬间，A球和B球的加速度分别是多少？(b)图中两球间用轻弹簧连接，也用细绳悬挂起来，在剪
6、断细绳瞬间，A球与B球的加速度又分别是多少？思路点拨 正确分析物体在这一瞬间时前、后的受力及运动状态，注意轻绳和轻弹簧两种模型的特点及牛顿第二定律的瞬时性自主解答 不可伸长的细绳的张力变化时间可以忽略不计因此可称为“突变弹力”(a)图中剪断悬挂线OA后，A、B两球立即达到共同加速度，A、B间的细绳张力立即变为零，故有：aAaBg.当A、B间用轻弹簧相连时，剪断OA后，弹簧形变量尚未改变，其弹力将逐渐减小，可称为“渐变弹力”因此，这时B球加速度仍为零，即aB0.A球加速度为aA2g.答案 aAaBg aA2g，aB02024/5/282024/5/281如图所示，吊篮 A、物体 B、物体 C 的
7、质量相等，弹簧质量不计，B 和 C 分别固定在弹簧两端，放在吊篮的水平底板上静止不动，将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间()A吊篮 A 的加速度大小为 gB物体 B 的加速度大小为 gC物体 C 的加速度大小为32gDA、B、C 的加速度大小都等于 g解析：将物体 B 与 A、C 隔离开来，并分别作出受力图，则 Fmg，将悬挂吊篮的轻绳剪断后 FT0，但在剪断瞬间，弹簧形变尚来不及改变，故可认为 F 不变，从而 B 仍处于平衡状态，aB0，对 A、C 有：F2mg2maAC，将 Fmg 代入可得 aAC32g.答案：C2024/5/28系统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题，系统内的物体的
8、加速度可以相同，也可以不相同，对该类问题处理方法如下：1隔离法的选取(1)适应情况：若系统内各物体的加速度不相同，且需要求物体之间的作用力(2)处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列方程求解，隔离法是受力分析的基础，应重点掌握2整体法的选取(1)适应情况：若系统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(2)处理方法：把系统内各物体看成一个整体(当成一个质点)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)整体法与隔离法的应用 2024/5/283整体法、隔离法交替运用原则若系统内各物体具有相同的加速
9、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，后隔离求内力”重点提示 运用整体法分析问题时，系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法求解2024/5/28如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是 mg.现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对 m 的最大拉力为()A.3mg5 B.3mg4C.3
10、mg2 D3mg2024/5/28思路点拨 解答本题的关键是正确地判断出当轻绳拉力最大时，物体A、B 间和物体 C、D 间的静摩擦力哪一个达到了最大静摩擦力自主解答 经过受力分析，A、B 之间的静摩擦力为 B、C、D 组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条件为 A、B 间达到最大静摩擦力，即 ammg4m g4，而绳子拉力 FT给 C、D 组成的系统提供加速度，因而拉力的最大值为 FTm3mam3mg4，故选 B.答案 B2024/5/282024/5/282质量为 2m 的物块 A 和质量为 m 的物块 B 相互接触放在水平面上，如图所示，若对 A 施加水平推力 F，两物块沿水平方向
11、做加速运动关于 A 对 B 的作用力，下列说法中正确的是()A若水平面光滑，物块 A 对 B 的作用力大小为 FB若水平面光滑，物块 A 对 B 的作用力大小为23FC若物块 A 与地面无摩擦，B 与地面的动摩擦因数为，则物块 A 对 B 的作用力大小为 mgD若物块 A 与地面无摩擦，B 与地面的动摩擦因数为，则物块 A 对 B 的作用力大小为F2mg32024/5/28解析：若水平面光滑，以 A、B 整体为研究对象，对其进行受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律可得F(mAmB)a3ma即：a F3m以 B 为研究对象，对其受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律可得：FABmBa2024/5/
12、28代入 a 得 FABF3，故 A、B 都错若 A 与地面无摩擦，B 与地面间的动摩擦因数为，以 A、B整体为研究对象，对其进行受力分析如图丙所示，由牛顿第二定律可得：Fmg3ma即：aFmg3m以 B 为研究对象，对其进行受力分析，如图丁所示由牛顿第二定律可得：FABmgma解得 FABF2mg3，故 D 正确答案：D2024/5/281解答两类动力学问题的基本方法(1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程(2)根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意
13、图图中应注明力、速度、加速度的符号和方向对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果(4)分析流程图解答两类动力学问题的基本方法及步骤2024/5/282应用牛顿第二定律的解题步骤(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，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)
14、根据牛顿第二定律F合ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论重点提示(1)物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的(2)无论是哪种情况，联系力和运动的“桥梁”是加速度2024/5/28(2009年高考江苏卷)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力F28 N试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度H64 m求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力求飞行器能达到的最大高度h；(3)为了使
15、飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.思路点拨 分析飞行器的受力情况，根据牛顿第二定律列方程，再利用运动学公式列出关于位移和速度的方程，联立方程即可求解2024/5/28自主解答(1)第一次飞行中，设加速度大小为a1匀加速运动H12a1t21由牛顿第二定律FmgFfma1；解得Ff4 N.(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度大小为v1，此时的高度为h1匀加速运动h112a1t22设失去升力后加速度大小为a2，上升的高度为h2由牛顿第二定律mgFfma2v1a1t2h2 v212a2解得hh1h242 m.2024/5/28(3)设失去升力下降阶段加速度大小为a3；
16、恢复升力后加速度大小为a4；恢复升力时速度大小为v3由牛顿第二定律mgFfma3FFfmgma4且 v232a3 v232a4hv3a3t3解得t33 22 s(或2.1 s)答案(1)4 N(2)42 m(3)3 22 s或2.1 s2024/5/282024/5/283一圆环A套在一均匀圆木棒B上，A的高度相对B的长度来说可以忽略不计A和B的质量都等于m，A和B之间的滑动摩擦力为f(fmg)开始时B竖直放置，下端离地面高度为h，A在B的顶端，如图所示让它们由静止开始自由下落，当木棒与地面相碰后，木棒以竖直向上的速度反向运动，并且碰撞前后的速度大小相等设碰撞时间很短，不考虑空气阻力，问：在B
17、再次着地前，要使A不脱离B，B至少应该多长？2024/5/28解析：释放后A和B相对静止一起做自由落体运动，B着地前瞬间的速度为v1 2ghB与地面碰撞后，A继续向下做匀加速运动，B竖直向上做匀减速运动它们加速度的大小分别为：aAmgfm aBmgfmB与地面碰撞后向上运动到再次落回地面所需时间为t2v1aB在此时间内A的位移xv1t12aAt2要在B再次着地前A不脱离B，木棒长度L必须满足条件Lx联立以上各式，解得L 8m2g2mgf2h.答案：L 8m2g2mgf2h2024/5/28如图所示，质量为m的物体从离传送带高为H处沿光滑圆弧轨道下滑，水平进入长为L的静止的传送带，之后落在水平地
18、面的Q点已知物体与传送带间的动摩擦因数为，则当传送带转动时，物体仍以上述方式滑下，将落在Q点的左边还是右边？自主解答 物体从P点落下，设水平进入传送带的速度为v0，则由机械能守恒定律得mgH12mv20(1)当传送带静止时，分析物体在传送带上的受力，可知物体做匀减速运动，amg/mg.物体离开传送带时的速度为vtv202gL，随后做平抛运动而落在Q点(2)当传送带逆时针方向转动时，物体的受力情况与传送带静止时相同，因而物体离开传送带时的速度仍为vtv202gL，随后做平抛运动而仍落在Q点(当v 20 vtv202gL，因而将落在Q点的右边当传送带的速度v带较小时，v带 v202gL，则分析物体
19、在传送带上的受力可知，物体一直做匀减速运动，离开传送带时的速度为vt v202gL，因而仍将落在Q点当传送带的速度2gH v带 v202gL，因而将落在Q点右边2024/5/28当传送带的速度2gH v带v202gL 时，则分析物体在传送带上的受力可知，物体将在传送带上先做匀减速运动，后做匀速运动，离开传送带时的速度vtv202gL，因而将落在Q点右边当传送带的速度v带2gH 时，则物体在传送带上不受摩擦力的作用而做匀速运动，故将落在Q点的右边综上所述：当传送带的速度v带v202gL时，物体仍落在Q点；当传送带的速度v带v202gL时，物体将落在Q点的右边答案 见自主解答2024/5/2820
20、24/5/281下面单位中是国际单位制中的基本单位的是()Akg Pa m BN s mC摩尔 开尔文 安培D牛顿 秒 千克解析：国际单位制中的基本物理量是长度、质量、时间、物质的量、热力学温度、电流强度等，相应的基本单位是：米、千克、秒、摩尔、开尔文、安培等答案：C2024/5/282在2009年第11届全运会上，福建女选手郑幸娟以“背越式”成功地跳过了1.95 m的高度，成为全国冠军若不计空气阻力，则下列说法正确的是()A下落过程中她处于失重状态B起跳以后上升过程中她处于超重状态C起跳时地面对她的支持力等于她对地面的压力D起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力解析：无论是上升过程还是下落
21、过程，运动员的加速度始终向下，所以她处于失重状态，A选项正确，B选项错误；地面对她的支持力与她对地面的压力为一对作用力与反作用力，大小应相等，C选项正确，D选项错误答案：AC2024/5/283(2010年高考上海卷)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体()A刚抛出时的速度最大B在最高点的加速度为零C上升时间大于下落时间D上升时的加速度等于下落时的加速度解析：最高点速度为零，物体受重力和阻力，合力不可能为零，加速度不为零，故B项错上升时做匀减速运动，h12a1t 21，下落时做匀加速运动，h12a2t22，又因为a1mgfm，a2mgfm，所以
22、t1t2，故C、D错误根据能量守恒，开始时只有动能，因此开始时动能最大，速度最大，故A项正确答案：A2024/5/284.如图所示，质量均为m的甲乙两物体分别用轻弹簧和细线悬挂在天花板下，当细线被烧断的瞬间，甲乙两物体的加速度大小分别为()Aa甲0，a乙gBa甲g，a乙gCa甲0，a乙0Da甲，a乙g解析：开始时，弹簧的弹力为T12mg，细线的张力为T2mg，细线烧断的瞬间，细线的张力立即消失，而弹簧的弹力由于弹簧来不及恢复形变，因而其弹力在这一瞬间保持不变，则有a甲T1mgm2mgmgmg，a乙mgm g.答案：B2024/5/285(2010年高考安徽理综卷)质量为2 kg的物体在水平推力
23、F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图像如图所示g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小解析：此题考查牛顿运动定律的应用和运动学知识(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则a2v2tv20t22 m/s2设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有Ffma2Ffmg联立得a2g 0.22024/5/28(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则a1v1tv10t11 m/s2根据牛顿第二定律，有FFfma1联立得Fmgma16 N(3)解法一：由匀变速直线运动位移公式，得xx1x2v10t112a1t21v20t212a2t2246 m解法二：根据vt图像围成的面积，得xv10v1t2t112v20t2 46 m答案：(1)0.2(2)6 N(3)46 m39金太阳新课标资源网 老师都说好!
