2012屆高考物理復習:牛頓第二定律

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)
第二課時 牛頓第二定律
【要求】
1.理解加速度與力的關系,理解加速度與質(zhì)量的關系。
2.理解牛頓第二定律的內(nèi)容,知道牛頓第二定律表達式的含義。
【知識再現(xiàn)】
牛頓第二定律:
1、內(nèi)容:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。表達式:F合= ma
2、理解:F量化了迫使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用,m量化了物體“不愿改變運動狀態(tài)”的基本特性(慣性),而a則描述了物體的運動狀態(tài)(v)變化的快慢。明確了上述三個量的物理意義,就不難理解如下的關系了: .
另外,牛頓第二定律給出的是F、m、a三者之間的瞬時關系,也是由力的作用效果的瞬時性特征所決定的。
知識點一對牛頓第二定律的理解
1、 牛頓第二定律中的F 應該是物體受到的合外力;
2、同向——加速度的方向跟合外力的方向相同;
3、同時——加速度隨著合外力的變化同時變化;
4、同體——F、m、a對應于同一物體或同一系統(tǒng)。
【應用1】(蘇州市08屆高三調(diào)研測試) A、B兩個小球的質(zhì)量分別為m、2m,由兩輕質(zhì)彈簧連接(如圖所示),處于平衡狀態(tài),下列說法正確的是( )
A.將A球上方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度為零,B的加速度為零
B.將A球上方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度為零
C.將A球下方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度為零
D.將A球下方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度不為零
導示: 選擇BD。先分析彈簧剪斷前A、B受力情況,再分析彈簧剪斷后,A、B受力的變化。
知識點二力學單位制
1.基本單位:所選定的基本物理量的單位。
2.導出單位:根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關系,推導出的物理量的單位。
3.單位制:基本單位和導出單位的總和叫單位制.
4.國際單位制:1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制,叫做國際單位制,其法文簡稱為SI。
以下是國際單位制中的七個基本物理量和相應的國際單位制中的基本單位。
【應用2】請把下列物理量與單位一對應起來
(1)力 A、kg?m2 /s3
(2)壓強 B、kg?m/s2
(3)功 C、kg?m2 / s2
(4)功率 D、kg/ (s2?m)
導示: 力的單位是N,1N=1kgm/s2,對應B;壓強的單位是N/m2= kg/ (s2?m),對應D;功的單位
J=N?m= kg?m2 / s2,對應C;功率的單位W= J/s= kg?m2 /s3,對應A。
類型一牛頓定律解決的兩類基本問題
(一)已知物體的運動情況,分析物體受力情況
【例1】(山東臨沂市08屆高三上學期期中考試)在山東省臨沂市某一旅游景區(qū),建有一山坡滑草運動項目,該山坡可看成傾角θ=30°的斜面,一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m=80kg,他從靜止開始勻加速下滑,在時間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m。(不計空氣阻力,取g=10m/s2,結果保留2位有效數(shù)字)問:
(1)游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為多大?
(2)滑草裝置與草皮之間動摩擦因數(shù)μ為多大?
導示:(1)由位移公式
沿斜面方向,由牛頓第二定律得:
聯(lián)立并代入數(shù)值后,得
(2)在垂直斜面方向上,
;又
聯(lián)立并代入數(shù)值后,得
(二)已知物體的受力情況,分析物體運動情況
【例2】(山東沂源一中08屆高三模塊終結性檢測)設灑水車的牽引力不變,所受的阻力與車重成正比,灑水車在平直路面上原來勻速行駛,開始灑水后,它的運動情況將是( )
A.繼續(xù)做勻速運動
B.變?yōu)樽鰟蚣铀龠\動
C.變?yōu)樽鰟驕p速運動
D.變?yōu)樽鲎兗铀龠\動
導示:選擇D。分析灑水車水平方向受力:牽引力F、阻力f;由題意知f= kmg
根據(jù)牛頓第二定律,有F—kmg=ma;
灑水車開始灑水后,質(zhì)量m減小,a變大。
解決兩類基本問題的思路是:“兩畫一分析”即:畫出物體受力圖、運動過程示意圖,分析物理過程;
注意:加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁。
類型二力和加速度的瞬時對應性
【例3】(山東沂源一中08屆高三模塊終結性檢測)如圖4所示,小球用兩根輕質(zhì)橡皮條懸吊著,且AO呈水平狀態(tài),BO跟豎直方向的夾角為α,那么在剪斷某一根橡皮條的瞬間,小球的加速度情況是( )
A、不管剪斷哪一根,小球加速度均是零
B、剪斷AO瞬間,小球加速度大小a=gtanα
C、剪斷BO瞬間,小球加速度大小a=gcosα
D、剪斷BO瞬間,小球加速度大小a=g/cosα
導示:對小球進行受力分析,當橡皮條剪斷前
AO上作用力TAO=mgtanα;
BO上作用力TBO=mg/cosα。
橡皮條剪斷瞬間,橡皮條上的作用力仍然保持原來的大小和方向,所以,剪斷AO瞬間,小球所受合力與TAO等大反向,小球加速度大小a=gtanα;剪斷BO瞬間,小球所受合力與TBO等大反向,小球加速度大小a=a=g/cosα。故BD正確。
類型三圖象問題
圖象問題包括:識別圖象、讀圖(從圖象中獲取信息)、用圖象法解題和畫圖。經(jīng)常采用“數(shù)形結合”的方法。
【例4】 (南通市2008屆高三基礎調(diào)研測試)下面四個圖象分別表示四個物體的位移、速度、加速度和摩擦力隨時間變化的規(guī)律.其中反映物體受力不可能平衡的是7.BC
導示:本題是一道識圖題;A圖表示物體勻速直線運動;D圖中物體,當外力F與阻力f始終相等的話,也可能作勻速直線運動。物體受力不平衡,則必有加速度,由此B、C選項正確。
【例5】 (如東中學08屆高三第二階段測試)物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC,與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C,所得加速度a與拉力F的關系圖線如圖2所示,A、B兩直線平行,則以下正確的是( )
A、μA=μB=μC
B、μA<μB=μC
C、mA<mB<mC
D、mA<mB=mC
導示: 選擇B。根據(jù)題目所描述的情景,對物體,由牛頓第二定律得:
F-μmg=ma
變形得:a= F-μg
a-F圖線的斜率表示1/m,所以,mA=mB<mC;
a-F圖線在縱軸上的截距表示-μg,
所以,μA<μB=μC。
1.(鎮(zhèn)江中學08屆高三第一學期期中考試卷)靜止在光滑水平面上的物體,受到一個水平拉力,當拉力開始作用瞬間( )
A、物體立即具有速度和加速度
B、物體立即具有加速度但速度為零
C、物體立即具有速度但加速度為零
D、物體的速度和加速度該時刻都為零
2.(華南師大附中08屆高三綜合測試)某青年的質(zhì)量是某少年質(zhì)量的兩倍,該青年能施的最大拉力是該少年能施最大拉力的兩倍。設想該青年和少年在太空中拔河,他們最初靜止地呆在空中,然后分別抓緊細繩的兩端盡力對拉。那么,對拉時青年和少年的加速度大小之比是( )
A.2:1 B.1:1
C.1:2 D.1:4
3.(山西省實驗中學08屆高三第二次月考試題)質(zhì)量為m的物體放在粗糙的水平面上,受到一個水平方向的恒力F作用而運動,在運動過程中,該物體的加速度a的大。 )
A、與物體運動速度大小無關
B、與恒力F成正比
C、與物體運動的位移大小無關
D、與物體運動的時間無關
4、(金陵中學07~08學年度第一學期期中考試)如圖所示,傳送帶不動時,物體由皮帶頂端A從靜止開始下滑到皮帶底端B用的時間為t,則 ( )
A.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定大于t
B.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t
C.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t
D.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定小于t
5、(南京一中08屆高三第一次月考試卷)一個質(zhì)量為m的小球B,用兩根等長的細繩1、2分別固定在車廂的A、C兩點,已知兩繩拉直時,如圖所示,兩繩與車廂前壁的夾角均為45°,試求當車以加速度a= 向左做勻加速直線運動時1、2兩繩的拉力。
答案:1、C 2、C 3、ACD 4、BD


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