1、第2课时 牛顿第二定律,基础过关 1.牛顿第二定律的内容物体加速度的大小跟作用力成_，跟物体的质量成_。加速度的方向与_相同。 2.表达式：F_。,考点一 对牛顿第二定律的理解(d/d),正比,反比,作用力方向,ma,3.适用范围(1)只适用于_参考系(相对地面静止或_运动的参考系)。(2)只适用于_物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。,惯性,匀速直线,宏观,4.对牛顿第二定律的理解,【过关演练】 1.(2013浙江6月学考)如图所示，有人用一簇气球使一座小屋成功升空。当小屋加速上升时，它受到的拉力与重力的关系是( )A.一对平衡力 B.作用力和反作用力C.拉力小于重力 D
2、.拉力大于重力解析 加速度方向向上，故合力方向向上，拉力大于重力，选D。答案 D,2.(2016温州二外期末)一质量为m的物体放在水平地面上，动摩擦因数为，用一水平拉力F作用于物体上，使其获得加速度a，如图所示，要使该物体的加速度变为3a，应采用的正确方法是( )A.将拉力变为3F B.将拉力变为3maC.将拉力变为(3mamg) D.将拉力变为3(Fmg),答案 C,要点突破 1.运用牛顿第二定律解题的一般步骤确定研究对象。进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图。建立直角坐标系，或选取正方向，写出已知量，根据定律列方程。统一已知量单位，代值求解。检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解
3、。,2.牛顿第二定律常用方法(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合外力的方向，反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力。(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力。应用牛顿第二定律求加速度，在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可分解加速度，即 。,【例题】 如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为。求人受的支持力和摩擦力。,解析 以人为研究对象，他站在减速上
4、升的扶梯上，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力FN，还受到水平方向的静摩擦力F静，由于扶梯斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的方向为水平向左，人受力如图(a)所示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平方向加速度ax和竖直方向加速度ay，如图(b)所示，则axacos ，ayasin 。,由牛顿第二定律得F静max，mgFNmay 求得F静macos ，方向水平向左，FNm(gasin )，方向竖直向上。 答案 m(gasin )，方向竖直向上 macos ，方向水平向左,精练题组 1.如图所示，质量为1 kg的物体与桌面的动摩擦因数为0.2，物体在7 N的水平拉力
5、作用下获得的加速度大小为(g取10 m/s2)( )A.0 B.5 m/s2 C.8 m/s2 D.12 m/s2,答案 B,2.人站在地面，竖直向上提起质量为1 kg的物体，物体获得的加速度为5 m/s2(g取10 m/s2)。则此过程中人对物体的作用力为( )A.5 N B.10 NC.15 N D.20 N解析 根据牛顿第二定律，物体竖直方向上有Fmgma，求得F15 N。答案 C,3.如图所示，质量m10 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F20 N的作用，则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)( )A.0 B.4
6、m/s2，水平向右C.2 m/s2，水平向左 D.2 m/s2，水平向右,答案 B,答案 D,5.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37角，一装潢工人手持木杆梆着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为10 N，刷子的质量m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数0.5，天花板长为L4 m，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2。试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。,答案 (1)2 m/s2 (2)2 s,基础过关 加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化
7、、同时消失，具体可简化为以下两种模型：,考点二 牛顿第二定律的瞬时性(d/d),【过关演练】 1.如图所示，物体在力F的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动。某一时刻突然撤去外力F，关于物体此后的运动情况，下列判断正确的是( )A.停止运动 B.做匀速运动C.做匀加速运动 D.做匀减速运动答案 B,2.如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和2m，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为(取向下为正方向)( )A.0，g B.g，gC.2g，g D.2g，0,答案 C,要点突破 要点 求瞬时加速度的基本思路 1.首先，确定该瞬时物体受到的作
8、用力，还要注意分析物体在这一瞬时前、后的受力及其变化情况。 2.由牛顿第二定律列方程，求解瞬时加速度。,答案 B,精练题组 1.如图所示，对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间( )A.物体立即获得速度B.物体立即获得加速度C.物体同时获得速度和加速度D.由于物体没有来得及运动，因此速度和加速度都为零,解析 物体受重力、支持力与水平拉力F三个力的作用，重力和支持力合力为零，因此物体受的合力即水平拉力F。由牛顿第二定律可知，力F作用的同时物体立即获得了加速度，但是速度还是零，因为合力F与速度无关，而且速度只能渐变不能突变。所以B正确，A、C、D错误。 答案 B,2.原来做
9、匀加速直线运动的物体，当它的合外力逐渐减小时( )A.加速度将减小，速度也减小B.加速度将减小，速度在增加C.加速度和速度都保持不变D.情况复杂，加速度和速度的变化均无法确定解析 物体原来做匀加速直线运动，所以合外力逐渐减小时，加速度也逐渐减小，而速度仍在增加。答案 B,答案 C,4.(多选)正在加速上升的气球，下面悬挂重物的绳子突然断开，此时( )A.重物的加速度立即发生改变B.重物的速度立即发生改变C.气球的速度立即改变D.气球的加速度立即增大解析 速度不能突变，加速度随力的变化而立即变化。答案 AD,答案 BD,【方法总结】 求解瞬时加速度问题关键 1.区分两种不同的弹力模型：轻弹簧(两
10、端有物体连着)弹力不会突变，其他弹力会突变。 2.注意分析清楚物体在瞬间前后受力情况。,基础过关 1.已知受力情况求物体的运动情况；由受力情况判断物体的运动情况，处理这类问题的基本思路是先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合ma)求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移等。,考点三 动力学的两类基本问题(d/d),2.已知运动情况求物体的受力情况。由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四边形定则)或正交分解法。,3.动力学的两类基本问题运用
11、牛顿运动定律研究力和运动的关系包括两类基本问题，分析思路如下。说明：解决两类基本问题的方法：以_为桥梁，由_和_列方程求解。,加速度,加速度,加速度,牛顿第二定律,运动学公式,【过关演练】 1.(2014浙江1月学考)有经验的司机能通过控制油门使汽车做匀加速直线运动，某品牌轿车连同司机在内总质量为m1 500 kg，当轿车受到大小为F1500 N的牵引力时恰好在水平路面上匀速行驶。现司机通过控制油门使轿车受到F22 000 N的牵引力，从v05 m/s开始加速。假设轿车运动时所受的阻力保持不变，试求：(1)轿车运动过程中所受到的阻力大小；(2)轿车做加速运动时的加速度大小；(3)轿车开始加速后
12、3 s内通过的位移大小。,答案 (1)500 N (2)1 m/s2 (3)19.5 m,2.(2015浙江1月学考)航天飞机着陆时速度很大，可以用阻力伞使它减速，如图所示。假设一架质量为m的航天飞机在一条水平直跑道上着陆，着陆时速度为v0，着陆的同时立即打开阻力伞，减速过程所经时间为t，假定航天飞机着陆过程中所受阻力不变，问：(1)这条跑道至少要多长？(2)着陆过程所受阻力是多大？,要点突破 要点一 动力学两类问题的解题步骤 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.明确问题性质：由
13、运动求力，需先用运动学公式求出加速度，然后根据受力分析结合牛顿第二定律求力；由受力求运动，需先根据受力分析求出加速度，然后根据运动学公式求位移或速度。,【例1】 (20164月浙江选考)如图是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第119层观光平台仅用时55 s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动，达到最大速度18 m/s，然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549 m。(1)若电梯经过20 s匀加速达到最大速度，求加速度a1及上升高度h；(2)在(1)问中的匀加速上升过程中，若小明的质量为60 kg，求小明对电梯地板的压力；(3)求电
14、梯匀速运动的时间。,答案 (1)0.9 m/s2 180 m (2)654 N (3)6 s,要点二 多过程问题的处理方法 1.将复杂物理过程分解为几个子过程。 2.分析每一个子过程中物体受力情况、运动情况、约束条件。 3.注意子过程之间的联系，可以从时间、位移、速度等方面寻找。 4.注意画好受力分析图和运动示意图。,【例2】 如图所示，倾角为30的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h0.8 m，B点距C点的距离L2.0 m。(滑块经过B点时没有能量损失，取g10 m/s2)求：(1)滑块在运动过程中
15、的最大速度；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数；(3)滑块从A点释放后，经过时间t1.0 s时速度的大小。,(3)设滑块在斜面上运动的时间为t1，vmaxa1t1，得t10.8 s，由于tt1，故滑块已经经过B点，做匀减速运动的时间为tt10.2 s，设t1.0 s时速度大小为v，则vvmaxa2(tt1) 解得：v3.2 m/s。 答案 (1)4 m/s (2)0.4 (3)3.2 m/s,答案 A,2.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为( )A.40 m B.20 m C.10 m D.5
16、m,答案 B,3.质量为1 t的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶，阻力大小不变。从某时刻开始，汽车牵引力减少2 000 N，那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是( )A.50 m B.42 mC.25 m D.24 m,答案 C,4.如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，质量m1 kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F。此后，物体到达C点时速度为零。每隔0.2 s通过传感器测得物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。求：,(1)恒力F的大小； (2)撤去外力F的时刻。,答案 (1)11 N (2)1.5 s,5.如图所
17、示，某次滑雪训练，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F84 N，而从静止向前滑行，其作用时间为t11.0 s，撤除水平推力F后经过t22.0 s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同。已知该运动员连同装备的总质量为m60 kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff12 N，求：,(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移； (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。,答案 (1)1.2 m/s 0.6 m (2)5.2 m,【方法总结】 1.解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个桥梁物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。 2.解决动力学基本问题时对力的处理方法(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”。,
