2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第7講 牛頓第二定律的應(yīng)用1課件 新人教版.ppt

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教材知識(shí)梳理 考點(diǎn)互動(dòng)探究 教師備用習(xí)題 一 動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1 由物體的受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況的基本思路 先求出幾個(gè)力的合力 由牛頓第二定律 F合 ma 求出 再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出有關(guān)的運(yùn)動(dòng)量 2 由物體的運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況的基本思路 已知加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出 再由牛頓第二定律求出合力 從而確定未知力 說明 牛頓第二定律是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)問題與受力問題的橋梁 加速度是解題的關(guān)鍵 加速度 加速度 二 超重和失重1 超重與失重物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸掛物的拉力 物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象 物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象 2 完全失重物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸掛物的拉力 的情況稱為完全失重現(xiàn)象 大于 小于 等于零 辨別明理 1 放置于水平桌面上的物塊受到的重力是物塊的內(nèi)力 2 系統(tǒng)的內(nèi)力不會(huì)影響系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)效果 3 運(yùn)動(dòng)物體的加速度可根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度 位移 時(shí)間等信息求解 所以加速度由運(yùn)動(dòng)情況決定 4 物體處于超重狀態(tài)時(shí) 物體的重力大于mg 5 物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)其重力消失 6 物體處于超重還是失重狀態(tài) 由加速度的方向決定 與速度方向無關(guān) 7 減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體對(duì)地板的壓力大于重力 答案 1 2 3 4 5 6 7 考點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的基本思路 例1 9分 2018 浙江4月選考 可愛的企鵝喜歡在冰面上玩游戲 如圖7 1所示 有一企鵝在傾角為37 的傾斜冰面上 先以加速度a 0 5m s2從冰面底部由靜止開始沿直線向上 奔跑 t 8s時(shí) 突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行 最后退滑到出發(fā)點(diǎn) 完成一次游戲 企鵝在滑動(dòng)過程中姿勢(shì)保持不變 若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 25 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 企鵝向上 奔跑 的位移大小 2 企鵝在冰面滑動(dòng)的加速度大小 3 企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小 計(jì)算結(jié)果可用根式表示 考向一已知受力求運(yùn)動(dòng) 圖7 1 規(guī)范步驟 1 向上 奔跑 過程的位移x 2分 2 上滑過程的加速度大小a1 2分 下滑過程的加速度大小a2 2分 3 上滑過程的位移x1 1分 設(shè)退滑到出發(fā)點(diǎn)的速度為v 則 1分 解得v 1分 變式題 2018 呼和浩特模擬 滑沙運(yùn)動(dòng)中 滑板相對(duì)沙地的速度大小會(huì)影響沙地對(duì)滑板的動(dòng)摩擦因數(shù) 假設(shè)滑沙者的速度超過8m s時(shí) 滑板與沙地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)由 1 0 5變?yōu)?2 0 25 如圖7 2所示 一滑沙者從傾角 37 的坡頂A處由靜止開始下滑 滑至坡底B B處為一平滑小圓弧 后又滑上一段水平地面 最后停在C處 已知滑板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為 3 0 4 AB坡長L 20 5m sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 不計(jì)空氣阻力 求 1 滑沙者到B處時(shí)的速度大小 2 滑沙者在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大距離 3 滑沙者在AB段下滑與在BC段滑動(dòng)的時(shí)間之比 圖7 2 答案 1 10m s 2 12 5m 3 9 5 考向二已知運(yùn)動(dòng)求受力 1 請(qǐng)通過計(jì)算說明在加速階段飛行員是否暈厥 2 求本次飛行測(cè)試中殲 20勻速飛行的時(shí)間 3 求本次飛行測(cè)試中在加速階段殲 20發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力大小 圖7 3 變式題 地球脈動(dòng)2 是BBC制作的大型紀(jì)錄片 該片為了環(huán)保采用熱氣球進(jìn)行拍攝 若氣球在空中停留一段時(shí)間后 攝影師扔掉一些壓艙物使氣球豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng) 假設(shè)此過程中氣球所受空氣作用力與停留階段相等 攝影師在4s時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)氣球上升了4m 然后保持質(zhì)量不變 通過減小空氣作用力使氣球速度再上升2m過程中隨時(shí)間均勻減小到零 已知?dú)馇?座艙 壓艙物 攝影器材和人員的總質(zhì)量為1050kg 重力加速度g取10m s2 求 1 勻加速階段的加速度大小 2 扔掉的壓艙物質(zhì)量 3 氣球速度均勻減小過程中所受空氣作用力的大小 圖7 4 答案 1 0 5m s2 2 50kg 3 9000N 考點(diǎn)二牛頓第二定律與圖像綜合問題 1 常見的動(dòng)力學(xué)圖像v t圖像 a t圖像 F t圖像 F a圖像等 2 解題策略 1 動(dòng)力學(xué)圖像問題實(shí)質(zhì)是求解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 解題關(guān)鍵在于弄清圖像斜率 截距 交點(diǎn) 拐點(diǎn) 面積的物理意義 2 應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 進(jìn)而明確 圖像與公式 圖像與物體 間的關(guān)系 以便對(duì)有關(guān)物理問題進(jìn)行準(zhǔn)確判斷 例3 2018 全國卷 如圖7 5所示 輕彈簧的下端固定在水平桌面上 上端放有物塊P 系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上 使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 以x表示P離開靜止位置的位移 在彈簧恢復(fù)原長前 如圖7 6所示表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是 圖7 5 圖7 6 答案 A 變式題1如圖7 7甲所示 一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體放在粗糙水平地面上 從零時(shí)刻起 物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng) 在0 3s時(shí)間內(nèi)物體的加速度a隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示 則 A F的最大值為12NB 0 1s內(nèi)和2 3s內(nèi)物體加速度的方向相反C 3s末物體的速度最大 最大速度為8m sD 0 1s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng) 2 3s內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng) 圖7 7 答案 C 變式題2 多選 如圖7 8甲所示 一物塊在t 0時(shí)刻滑上一固定斜面 其運(yùn)動(dòng)的v t圖線如圖乙所示 若重力加速度及圖中的v0 v1 t1均為已知量 則可求出 A 斜面的傾角B 物塊的質(zhì)量C 物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D 物塊沿斜面向上滑行的最大高度 甲乙圖7 8 答案 ACD 要點(diǎn)總結(jié) 解決圖像綜合問題的關(guān)鍵 1 分清圖像的類別 即分清橫 縱坐標(biāo)所代表的物理量 明確其物理意義 掌握物理圖像所反映的物理過程 會(huì)分析臨界點(diǎn) 2 明確能從圖像中獲得哪些信息 把圖像與具體的題意 情境結(jié)合起來 再結(jié)合斜率 特殊點(diǎn) 面積等的物理意義 確定從圖像中反饋出來的有用信息 這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn) 考點(diǎn)三超重與失重問題 例4 人教版必修1改編 如圖7 9所示 小芳在體重計(jì)上完成下蹲動(dòng)作 反映體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的F t圖像可能正確的是圖7 10中的 圖7 9 圖7 10 答案 C 題根分析 本題通過受力分析和牛頓第二定律 考查運(yùn)動(dòng)過程中的超重 失重問題 對(duì)超重 失重問題的分析應(yīng)注意 1 超重 失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是物體的重力的作用效果發(fā)生了變化 重力的作用效果增強(qiáng) 則物體處于超重狀態(tài) 重力的作用效果減弱 則物體處于失重狀態(tài) 重力的作用效果體現(xiàn)在物體對(duì)水平面的壓力 物體對(duì)豎直懸線的拉力等方面 在超重 失重現(xiàn)象中物體的重力并沒有發(fā)生變化 2 物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài) 取決于加速度的方向 而不是速度的方向 只要加速度有豎直向上的分量 物體就處于超重狀態(tài) 只要加速度有豎直向下的分量 物體就處于失重狀態(tài) 當(dāng)物體的加速度等于重力加速度時(shí) 豎直向下 物體就處于完全失重狀態(tài) 3 在完全失重的狀態(tài)下 一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失 如天平不能測(cè)量物體的質(zhì)量 浸在水中的物體不再受浮力 液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等 變式網(wǎng)絡(luò) 圖7 11 答案 AD 變式題2 多選 如圖7 12甲所示為一條傾斜的傳送軌道 B是傳送貨物的平臺(tái) 可以沿著斜面上的直軌道運(yùn)送物體 某次傳送平臺(tái)B沿軌道將貨物A向下傳送到斜面軌道下端 運(yùn)動(dòng)過程可用如圖乙所示的速度 時(shí)間圖像表示 下列分析中不正確的是 圖7 12 A 0 t1時(shí)間內(nèi) B對(duì)A的支持力小于重力 摩擦力水平向右B t1 t2時(shí)間內(nèi) B對(duì)A的支持力等于重力 摩擦力水平向左C t2 t3時(shí)間內(nèi) B對(duì)A的支持力大于重力 摩擦力水平向右D 0 t1時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)失重現(xiàn)象 t2 t3時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)超重現(xiàn)象 答案 BC 解析 由圖像可知 0 t1時(shí)間內(nèi) 整體沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng) 此加速度可以分解為水平向右和豎直向下的加速度 再分析A的受力可以得到 豎直方向上A有向下的加速度 則B對(duì)A的支持力小于重力 而水平方向上A有向右的加速度 則A受到水平向右的摩擦力 故A正確 由圖像可知 t1 t2時(shí)間內(nèi) 整體向下做勻速運(yùn)動(dòng) A受力平衡 所以豎直方向上B對(duì)A的支持力等于重力 水平方向上不受摩擦力的作用 故B錯(cuò)誤 由圖像可知 t2 t3時(shí)間內(nèi) 整體沿斜面向下做勻減速運(yùn)動(dòng) 此加速度可以分解為水平向左和豎直向上的加速度 再分析A的受力可以得到 豎直方向上A有向上的加速度 則B對(duì)A的支持力大于重力 而水平方向上A有向左的加速度 則A受到水平向左的摩擦力 故C錯(cuò)誤 0 t1時(shí)間內(nèi) 整體沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng) 處于失重狀態(tài) t2 t3時(shí)間內(nèi) 整體沿斜面向下做勻減速運(yùn)動(dòng) 處于超重狀態(tài) 故D正確 變式題3 多選 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 宇航員處于完全失重狀態(tài)時(shí) 下列說法正確的是 A 宇航員不受任何力作用B 宇航員處于平衡狀態(tài)C 地球?qū)τ詈絾T的引力全部用來提供向心力D 正立和倒立時(shí)宇航員感覺一樣 答案 CD 解析 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 飛船以及里面的宇航員都受到地球的萬有引力 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 宇航員隨飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 宇航員受到的地球的萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 不是處于平衡狀態(tài) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 選項(xiàng)C正確 完全失重狀態(tài)下 重力的效果完全消失 正立和倒立感覺一樣 選項(xiàng)D正確 1 多選 如圖所示是雜技中 頂竿 表演 地面上演員B的肩部頂住一根長直竹竿 另一演員A爬至竹竿頂端完成各種動(dòng)作 某次 頂竿 表演臨近結(jié)束時(shí) 演員A從竿 豎直 頂由靜止開始下滑 滑到竿底時(shí)速度恰好為零 若竿長為6m 下滑的總時(shí)間為3s 前1s做勻加速運(yùn)動(dòng) 1s末達(dá)到最大速度后做勻減速運(yùn)動(dòng) 3s末恰滑到竿底 設(shè)演員A的質(zhì)量為40kg 竹竿的質(zhì)量為1kg g取10m s2 則 A 在下滑過程 演員A的加速度方向始終向下B 在下滑過程中 演員A所受的摩擦力保持不變C 1 3s內(nèi) 演員A處于超重狀態(tài)D t 2 5s時(shí) 演員B肩部所受的壓力大小為490N 答案 CD 2 如圖甲所示 在傾角 37 的粗糙斜面上 一質(zhì)量m 2kg的物塊受水平方向恒力F的作用 t 0時(shí)刻物塊以某一速度從斜面上A點(diǎn)沿斜面下滑 在t 4s時(shí)滑到水平面上 此時(shí)撤去F 在這以后的一段時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系圖像如圖乙所示 已知A點(diǎn)到斜面底端的距離x 18m 物塊與各接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同 不考慮轉(zhuǎn)角處機(jī)械能損失 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 物塊在A點(diǎn)時(shí)的速度大小 2 水平恒力F的大小 答案 1 5m s 2 10 1N 3 一個(gè)質(zhì)量為m 2kg的滑塊能在傾角為 30 的足夠長的斜面上以a 2 5m s2的加速度勻加速下滑 如圖所示 若用一水平向右的恒力F作用于滑塊 使其由靜止開始在t 2s內(nèi)能沿斜面運(yùn)動(dòng)位移x 4m g取10m s2 求 1 滑塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 恒力F的大小 4 2018 上海閔行質(zhì)檢 如圖所示 直桿水平固定 質(zhì)量m 0 1kg的小圓環(huán)套在桿上A點(diǎn) 在豎直平面內(nèi)對(duì)環(huán)施加一個(gè)與桿成 53 角的斜向上的恒力F 使小圓環(huán)由靜止開始沿桿向右運(yùn)動(dòng) 并在經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)撤掉此拉力F 小圓環(huán)最終停在C點(diǎn) 已知小圓環(huán)與直桿間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 8 AB與BC的長度之比s1 s2 8 5 g取10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 在BC段小圓環(huán)的加速度a2的大小 2 在AB段小圓環(huán)的加速度a1的大小 3 拉力F的大小 答案 1 8m s2 2 5m s2 3 1 05N或7 5N