高中牛頓第二定律教案

高考物理第一輪專題考點應(yīng)用牛頓第二定律常用的方法復(fù)習(xí)教案。

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：第三章《牛頓運動定律》專題三應(yīng)用牛頓第二定律常用的方法
【考點透析】
一、本專題考點：應(yīng)用牛頓第二定律解決物理問題。
二、理解和掌握內(nèi)容
1．合成法〈平行四邊形法則〉：若物體只受兩力作用而產(chǎn)生加速度時，應(yīng)用力的合成法分析計算較簡單．解題時要準(zhǔn)確做出力的平行四邊形，若合成中有直角關(guān)系，要善于充分利用直角三角形有關(guān)知識分析計算．
2．正交分解法：當(dāng)物體受兩個以上力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法分析求解．多數(shù)情況下常把力正交分解在加速度方向（如取x軸）和垂直于加速度的方向上（如取y軸），則有∑Fx＝ma,∑Fy=0．特殊情況下，若有眾多的力（特別是未知力）集中在兩個垂直方向上，可以取相應(yīng)的兩個方向為分解軸，而將加速度分解到兩個軸上，即∑Fx＝max,∑Fy=may．
3．應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟．①確定研究對象．②分析受力作受力示意圖．③用平行四邊形法則合成，或用正交分解法把各力沿xy軸分解．④應(yīng)用牛頓第二定律列方程．⑤統(tǒng)一單位求解．
4．難點釋疑：如圖3－16在密封的盒子內(nèi)裝有質(zhì)量為m的光滑金屬球．球剛好能在盒子中自由移動．若將盒豎直上拋，則運動過程中請思考：
一、若有空氣阻力則上升和下降時，球?qū)械哪谋谟袎毫Γ?br> （2）若無空氣阻力則上升和下降時，球?qū)械哪谋谟袎毫Γ?br> 思路點撥:對整體分析，向上和向下運動時整體受力分別如圖甲乙所示．由此可知，若有空氣阻力向上運動時加速度ag,,下降時ag，無空氣阻力時，無論上下運動加速度a=g．
設(shè)球受到盒的作用力為N，取向下為正方向則：
mg+N=ma,
N=m(ａ－ｇ)
有阻力：上升時，ag，N0,球?qū)械纳媳谟袎毫Γ?br> 下降時，ag，N0,球?qū)械南卤谟袎毫Γ?br> 由于無空氣阻力時無論上下運動加速度a=g，故N＝0，即球?qū)械纳舷卤诰鶡o壓力．
牛頓第二定律為矢量定律，應(yīng)特別注意各力方向及加速度a方向在定律表達(dá)式中體現(xiàn)．充分理解“合外力的方向既是加速度方向”的深刻含義．特別是未知力的方向不確切時，處理好矢量關(guān)系，建立正確的矢量表達(dá)式尤為重要．
【例題精析】
例1如圖3－17所示木箱中有一傾角為θ的斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的物體．斜面與物體間摩擦系數(shù)為，當(dāng)木箱以加速度a水平向左運動時，斜面與物體相對靜止．求斜面對物體的支持力N和摩擦力f．
分析與解答：解法1．對m作受力分析，沿水平、豎直分別取x軸和y軸，如圖甲所示．
依牛頓第二定律有：
∑Fx＝Nsinθ－fcosθ＝ｍａ①
∑Fy＝Ncosθ+fsinθ－ｍｇ＝０．②
由①②可得N＝ｍgcosθ+masinθ
f＝mgsinθ－macosθ
解法2．對m作受力分析，平行于斜面、垂直于斜面分別取x軸和y軸．如圖乙所示：
由牛頓第二定律可知：
∑Fx＝mgsinθ－f＝ｍａcosθ―――③
∑Fy＝N－ｍｇcosθ＝masinθ――④
由③④可得N＝ｍgcosθ+masinθ
f＝mgsinθ－macosθ
由兩種解法比較可知，合理巧妙選取坐標(biāo)軸，可以減少矢量（特別是未知矢量）的分解，給解題帶來極大方便．本題兩未知矢量N、f相互垂直，解法1中沿水平、豎直分別取x軸和y軸，最后要處理二元一次方程組；解法二中以N、f所在直線取x軸和y軸，最后處理一元一次方程就得到了結(jié)果．
思考與拓寬：讓木箱以加速度a向上加速，M與斜面相對靜止，求斜面對物體的支持力N和摩擦力f．（如何建立坐標(biāo)軸更合理、簡捷？）
一、如圖3－18所示一傾角為θ的斜面上放一木塊，木塊上固定一支架，支架末端用絲線掛一小球．木塊、小球沿斜面向下共同滑動．若絲線①豎直②與斜面垂直③水平時，求上述三種情況下，木塊下滑的加速度．
解：由題意可知，小球與木塊的加速度相同．三種情況下分析小球受力分別為如圖abc所示：
一、如圖a，T1與G均豎直，故不可能產(chǎn)生斜向加速度，木塊勻速運動．
（2）如圖b，T2與G的合力必沿斜面，由三角形關(guān)系可知F合＝mｇsinθ，a＝F合/m＝gsinθ．即木箱的加速度沿斜面向下，大小為gsinθ．
（3）如圖c，T與G的合力必沿斜面，由三角形關(guān)系可知F合＝mｇ/sinθ,a＝F合/m＝g/sinθ．即木箱的加速度沿斜面向下，大小為g/sinθ．
當(dāng)物體僅受兩力作用時，使用力的合成法則，配合有關(guān)幾何知識解題非常簡捷．應(yīng)用時特別注意F合與a的對應(yīng)性．
思考與拓寬：
請大家思考：在滿足什么條件下木塊可作上述三種運動？（如：斜面與木塊的摩擦系數(shù)如何？或需加多大的沿斜面方向的拉力等）
【能力提升】
Ⅰ知識與技能
一、如圖3－19所示，O、A、B、C、D五點在同一圓周上．OA、OB、OC、OD是四條光滑的弦，一小物體分別由O開始沿各弦下滑到A、B、C、D所用時間分別為tA、tB、tC、tD則（）
A．tAtBtCtDB．tAtBtCtD
C．tA＝tB＝tC＝tDD．無法確定．
2．如圖3－20所示，幾個傾角不同的光滑斜面有相同的底邊．一小物體分別從各斜面頂端下滑到底端A，關(guān)于所用時間，下面說法正確的是（）
A．傾角越大時間越短B．傾角越小時間越短
C．傾角為45°時所用時間最短D．無法確定．

3．如圖3－21甲所示，一物體位于斜面上，若再在物體上①放一物體m’，如圖乙所示．②加一豎直向下的力F＝m’g，如圖丙所示．③加一垂直斜面向下的力F＝m’g，如圖丁，則以下說法錯誤的是（）
一、若甲中物體靜止，則乙丙丁中物體仍靜止
B．若甲中物體向下加速，則乙丙丁中物體加速度不變
C．若甲中物體向下加速，則乙中物體加速度不變，丙中物體加速度變大，丁中物體加速度減小．
一、若甲中物體向下勻速，則乙丙中物體仍勻速，丁中物體減速．
4．一單擺懸掛于小車的支架上，隨小車沿斜面下滑，如圖3－22．圖中位置①豎直，位置②與斜面垂直，位置③水平，則（）
一、若斜面光滑，拉線與③重合
B．若斜面光滑，拉線與①重合
C．若斜面粗糙且摩擦力小于下滑力拉線位于①②之間
一、若斜面粗糙且摩擦力大于下滑力拉線位于②③之間

5．如圖3－23，電梯與地面成30，質(zhì)量為m的人站在電梯上，人對電梯的壓力為其重力的1．2倍，則人受電梯的摩擦力f大小為（）
A．f=mg/5B．f=3mg/5C．f=2mg/5D．f=3mg/5
6．如圖3－24，質(zhì)量為20kg的物體水平向右運動，物體與水平面的摩擦系數(shù)為0．2，與此同時物體還受到一水平向左的力F作用．F＝5N，此時物體運動的加速度為m/s2，方向為．
Ⅱ能力與素質(zhì)
7．汽車司機(jī)常在后視鏡上吊小工藝品來點綴車內(nèi)環(huán)境，利用它可以估算汽車啟動或急剎車時的加速度，若汽車剎車時，小工藝品偏離豎直方向的角度為θ，則汽車加速度大小為．
8．1999年10月1日晚上，在天安門廣場舉行了盛大的慶祝中華人民共和國成立50周年焰火晚會．花炮的升空高度為100m，并在最高點爆炸．花炮的質(zhì)量為2Kg，在炮筒中運動時間為0.02s，則火藥對花炮的平均推力約為．
9．風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力．現(xiàn)將一套有小球的細(xì)桿放入風(fēng)洞實驗室．小球的直徑略大于桿的直徑．如圖3-26．
①水平固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力大小使球在桿上勻速運動，此時風(fēng)力為重力的0．5倍，求小球與桿的摩擦系數(shù)．
②保持風(fēng)力不變，將桿與水平夾角調(diào)至37°，則球從靜止開始在桿上下滑距離S時所用時間為多少？
【拓展研究】
1．實驗室是通過調(diào)節(jié)風(fēng)力大小來保持恒定推力的，若風(fēng)洞實驗室產(chǎn)生的風(fēng)速是恒定不變的，那么對運動物體還能保持風(fēng)力不變嗎？答案是否定的，不能．如圖3—27所示，設(shè)桿光滑，開始時小球在風(fēng)力的推動下，沿桿向左加速，當(dāng)小球的速度逐漸增大時，風(fēng)與小球的相對速度減小，這時風(fēng)力減弱，當(dāng)小球的速度等于風(fēng)速時，對運動小球的風(fēng)力將消失，但對其它固定不動物體的風(fēng)力仍存在．因而我們要理解第10題題設(shè)條件中“風(fēng)力不變”的含義，不能誤認(rèn)為“風(fēng)速不變”．風(fēng)速不變時，風(fēng)對變速運動的風(fēng)力不是恒力．
2．鴕鳥是當(dāng)今世界上最大的鳥．有人說，如果鴕鳥能長出一副與身體大小成比例的翅膀，就能飛起來．是不是這樣呢？生物學(xué)統(tǒng)計的結(jié)論得出：飛翔的必要條件是空氣的上舉力F至少與體重G=mg平衡．鳥煽動翅膀，獲得上舉力的大小可以表示為F=cSv2，式中S為翅膀展開后的面積，v為鳥的飛行速度，而c是一個比例常數(shù)．我們作一個簡單的幾何相似形假設(shè)：設(shè)鳥的幾何線度為L，那么其質(zhì)量m∝L3，而翅膀面積S∝L2，已知小燕子的最小飛行速度是5.5m/s，鴕鳥的最大奔跑速度為11.5m/s，又測得鴕鳥的體長是小燕子的25倍，那么鴕鳥真的長出一副與身體大小成比例的翅膀后能飛起來嗎？

專題三：1．C2．C3．B4．C5．D6．2.25，左7．gtanθ8．4472N9．①μ=0.5②t=8S3g
拓展研究答案：2．不能

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高考物理第一輪單元知識點專題復(fù)習(xí):牛頓第二定律應(yīng)用

第六課時：牛頓第二定律應(yīng)用(二)
【題型探究】
一、傳送帶問題。
【例1】如圖所示，物體與水平傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，皮帶輪之間的距離為12.0m，當(dāng)皮帶靜止不動，物體以v0=8.0m/s的初速度從A向B運動，求離開皮帶的速度與在皮帶上的滑行時間。（g=10m/s2)

變式1．如圖所示，物體以一定的初速度滑入粗糙的傳送帶，若傳送帶靜止不動，物體滑出傳送帶并下落在P點。試討論：傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動與順時針轉(zhuǎn)動物體的落地點與P點的關(guān)系。

變式2．如圖所示，傳送帶與水平面夾角α=37°,在傳送帶的A端輕輕地放一小物體，若已知傳送帶與物體之間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，傳送帶A到B端的距離S=16m，則在下列幾種情況下物體從A端運動到B端所需的時間。（g=10m/s2)
①傳送帶靜止不動；
②主動輪A做順時針轉(zhuǎn)動，使傳送帶以v=10m/s的速度運行；
③主動輪A做逆時針轉(zhuǎn)動，使傳送帶以v=10m/s的速度運行。

二、彈簧問題
（20xx年全國卷1）15．如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為、。重力加速度大小為g。則有
A．，B．，
C．，D．，
【答案】C
【解析】在抽出木板的瞬時，彈簧對1的支持力和對2的壓力并未改變。對1物體受重力和支持力，mg=F,a1=0.對2物體受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律
【命題意圖與考點定位】本題屬于牛頓第二定律應(yīng)用的瞬時加速度問題，關(guān)鍵是區(qū)分瞬時力與延時力。
【例2】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物
塊A、B.它們的質(zhì)量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)
處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動,求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d.(重力加速度為g)

變式：如圖示，傾角30°的光滑斜面上，并排放著質(zhì)量分別是mA=10kg和mB=2kg的A、B兩物塊，一個勁度系數(shù)k=400N/m的輕彈簧一端與物塊B相連，另一端與固定擋板相連，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對A施加一沿斜面向上的力F，使物塊A沿斜面向上作勻加速運動，已知力F在前0.2s內(nèi)為變力，0.2s后為恒力，g取10m/s2，求F的最大值和最小值。
三、圖象問題
【例3】質(zhì)量為m=20kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動。（0～2）s內(nèi)F與運動方向相反，（2～4）s內(nèi)F與運動方向相同，物體的速度—時間圖像如圖，g取10m/s2。求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。

訓(xùn)練：人和雪橇的總質(zhì)量為75kg，沿傾角θ=37°且足夠長的斜坡向下運動，已知雪橇所受的空氣阻力與速度成正比，比例系數(shù)k未知，從某時刻開始計時，測得雪橇運動的v-t圖象如圖中的曲線AD所示，圖中AB是曲線在A點的切線，切線上一點B的坐標(biāo)為（4,15），CD是曲線AD的漸近線，g取10m/s2，試回答和求解：
⑴雪橇在下滑過程中，開始做什么運動，最后做什么運動？
⑵當(dāng)雪橇的速度為5m/s時，雪橇的加速度為多大？
⑶雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)μ多大？
【同步訓(xùn)練】
1．如圖4.6-7甲所示，某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處。滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度為a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖4.6-7乙所示，由圖可以判斷()
A．圖線與縱軸的交點M的值aM=-g
B．圖線與橫軸的交點N的值TN=mg
C．圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m
D．圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)
2.如圖，物體B經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的物體A相連，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。用力把B往下壓到某一位置，釋放后，它恰好能使A離開地面但不繼續(xù)上升。如果僅改變A或B的質(zhì)量，再用力把B往下壓到同一位置后釋放，要使A能離開地面，下列做法可行的是(BD)
A．僅增加B的質(zhì)量B．僅減小B的質(zhì)量
C．僅增加A的質(zhì)量D．僅減小A的質(zhì)量
3.如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動.在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μtanθ,則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是()

4．如圖甲示，質(zhì)量分別為m1=1kg和m2=2kg的AB兩物塊并排放在光滑水平面上,若對A、B分別施加大小隨時間變化的水平外力F1和F2若F1=（9-2t）N，F(xiàn)2=（3+2t）N,則
(1)經(jīng)多少時間t0兩物塊開始分離？
(2)在同一坐標(biāo)乙中畫出兩物塊的加速度a1和a2隨時間變化的圖象
(3)速度的定義為v=ΔS/Δt，“v-t”圖線下的“面積”在數(shù)值上等于位移ΔS；加速度的定義為a=Δv/Δt，則“a-t”圖線下的“面積”在數(shù)值上應(yīng)等于什么？
(4)試計算A、B兩物塊分離后2s的速度各多大？

高考物理第一輪牛頓運動定律專題考點復(fù)習(xí)教案

第三章牛頓運動定律
本章是高中物理的重點內(nèi)容，是解決力學(xué)問題的三大途徑之一，是物理學(xué)各分科間、物理學(xué)與其它學(xué)科間、以及物理學(xué)與生產(chǎn)實際相結(jié)合的重要紐帶．同時還滲透了“構(gòu)建物理模型”、“整體法與隔離法”、“力和運動的關(guān)系”、“臨界問題”等物理學(xué)思想方法，對學(xué)好電磁學(xué)、熱學(xué)等各類知識有廣泛而深遠(yuǎn)的影響．可以說，牛頓定律是高中物理學(xué)的重要基石．
本章及相關(guān)內(nèi)容知識網(wǎng)絡(luò)：

專題一牛頓第一定律慣性
【考點透析】
一、本專題考點牛頓第一定律和慣性是Ⅱ類要求，既能夠確切理解其含義及與其它知識的聯(lián)系，能夠用它解決生活中的實際問題．在高考中主要考查方向是運用牛頓第一定律的知識解釋科技、生產(chǎn)、生活中的物理現(xiàn)象和進(jìn)行定性判斷．
二、理解和掌握內(nèi)容
1．知識點的理解①牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止．②慣性：物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性．慣性是物體的固有屬性，與物體的運動及受力情況無關(guān)．物體的慣性僅由質(zhì)量決定，質(zhì)量是慣性大小的量度．
2．幾點說明：①不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實驗來直接驗證，它是伽利略在大量實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過思維邏輯推理（既理想實驗）方法得出的．②牛頓第一定律是獨立定律，不能簡單認(rèn)為它是牛頓第二定律在不受力時的特例，事實上，牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，描述的是物體不受外力時的運動規(guī)律．③牛頓第一定律的意義在于指出了一切物體均有慣性，指出力不是物體運動的原因而是改變物體運動狀態(tài)使物體產(chǎn)生加速度的原因．④慣性不是力，慣性是物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，而力是物體對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念．
3．難點釋疑有的同學(xué)認(rèn)為“慣性與物體的運動有關(guān)，速度大慣性大，速度小慣性小”，理由是物體的速度大則不易停下，速度小則易停下．產(chǎn)生這種錯誤的原因是把“慣性大小表示運動狀態(tài)改變的難易程度”錯誤的理解成“慣性大小表示把物體由運動變?yōu)殪o止的難易程度”．事實上，在受到了相同阻力情況下，有相同的質(zhì)量而速度不同的物體，在相同的時間內(nèi)速度減少量是相同的．這就充分說明了質(zhì)量相同的物體，它們運動狀態(tài)改變的難易程度——慣性是相同的，與速度大小無關(guān)．
4．綜合創(chuàng)新牛頓定律給人們定義了一種參考系：一個不受外力作用的物體在這個參考系中觀察將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，這個參考系稱為慣性系．研究地面上物體的運動時，地面參考系可認(rèn)為是慣性系，相對于地面做勻速直線運動的參考系，也是慣性系，相對于地面做變速運動的物體就稱為非慣性系．牛頓定律只在慣性系成立．
【例題精析】
例1下列關(guān)于生活中常見的現(xiàn)象的說法正確的是（）
A．運動越快的汽車越不易停下，是因為汽車運動越快，慣性越大．
B．騎車的人只有靜止或勻速直線運動時才有慣性．
C．跳水運動員跳起后能繼續(xù)上升，是因為運動員仍受到一個向上的推力
D．人推車的力是改變車慣性的原因．
E．汽車的牽引力是使汽車產(chǎn)生加速度的原因．
解析：物體的慣性僅由質(zhì)量決定，與物體的運動及受力情況無關(guān)，所以ABC均錯．力是改變物體運動狀態(tài)原因故E正確．
思考與拓寬：大家不妨以“假如生活中沒有了慣性”為標(biāo)題展開聯(lián)想，寫一篇科普小論文，談?wù)勀菍⑷绾胃淖兾覀兊纳睿?br> 例2一向右運動的車廂頂部懸掛兩單擺M、N，如圖3－1，某瞬時出現(xiàn)如圖情形，由此可知，車廂運動情況及單擺相對車廂運動情況可能為（）
A．車勻速直線運動，M擺動，N靜止
B．車勻速直線運動，M擺動，N擺動
C．車勻速直線運動，M靜止，N擺動
D．車勻加速直線運動，M靜止，N靜止
解析：由牛頓第一定律，當(dāng)車勻速直線運動時，相對車廂靜止的物體其懸線應(yīng)為豎直，故M正在擺動；N可能相對車廂靜止，也可能恰好擺到如圖位置，故選項AB正確，C錯誤．當(dāng)車勻加速運動時，由于物體的合外力向右，不可能出現(xiàn)N球懸線豎直情況，故選項D錯誤．
思考與拓寬：要正確理解牛頓第一定律，就要去除日常生活中的一些錯誤觀點．如我們?？吹降囊恍┪矬w都是在推力和拉力作用下運動的，以至于我們一看到物體在運動，就認(rèn)為物體必受一沿運動方向的動力，這顯然是錯誤的．若沒有阻力作用就不需要推力或牽引力，力不是維持物體運動的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因．

【能力提升】
Ⅰ知識與技能
1．關(guān)于一些生活中常見的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）
A．一同學(xué)用手推不動原來靜止的小車，于是說：這輛車慣性太大
B．在軌道上飛行的宇宙飛船中的物體不存在慣性
C．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小的緣故
D．靜止的火車起動較慢，是因為火車靜止時慣性大
2．如圖3-2所示，一個各面均光滑的劈形物體M，上表面水平，放在固定斜面上．在M的水平面上放一光滑小球m．將M由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡為（）
A．沿斜面向下的直線
B．豎直向下的直線
C．無規(guī)則的直線
D．拋物線
3．在水平軌道上勻速行駛的火車內(nèi)，一個人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回原處，這是因為（）
A．人跳起后空氣給它向前的力，帶著它隨火車一起向前運動
B．人跳起的瞬間，車廂的地板給它向前的力，推動它隨火車一起向前運動
C．車?yán)^續(xù)動人落下后必定偏后些，只是由于時間很短，偏后距離很小，不明顯而已
D．人跳起直到落下，在水平方向始終具有和車同樣的速度
4．在加速上升的電梯中用繩懸掛一物體，在剪斷繩的瞬間，下列說法正確的是（）
A．物體立即向下作自由落體運動
B．物體具有向上的加速度
C．物體速度為0，但具有向下的加速度
D．物體具有向上的速度和向下的加速度
5．如圖3-3所示，一輕彈簧的一端系一物體，用手拉彈簧的另一端使彈簧和物體一起在光滑水平面上向左勻加速運動，當(dāng)手突然停止時物體將（）
A．立即停止B．向左作變加速運動
C．向左作勻速運動D．向左減速運動
6．關(guān)于力和運動的關(guān)系正確的是（）
①．撤掉力的作用，運動的汽車最終必定停下
②．在跳高過程中，運動員受到的合外力不為0，但瞬時速度可能為0
③．行駛汽車的速度方向總和受力方向一致
④．加速行駛火車的加速度方向總和合外力方向一致
A．①③B．②④C．①④D．②③
Ⅱ能力與素質(zhì)
7．如圖3-4所示，在研究性學(xué)習(xí)活動中，某同學(xué)做了個小實驗：將重球系于絲線DC下，重球下再系一根同樣的絲線BA，下面說法正確的是（）
①．在絲線A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD先被拉斷
②．在絲線A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB先被拉斷
③．在絲線A端突然加力一拉，結(jié)果AB被拉斷
④．在絲線A端突然加力一拉，結(jié)果CD被拉斷
A．①③B．②④C．①④D．②③
8．如圖3-5所示，在勻加速向右行駛的車廂中，懸掛一盛油容器，從容器中依次滴下三滴油滴并均落在底板上，下列說法正確的是（）
A．這三滴油滴依次落在OA間，且后滴較前滴離O點遠(yuǎn)
B．這三滴油滴依次落在OB間且后滴較前滴離O點近
C．這三滴油滴落在OA之間同一位置
D．這三滴油滴均落在O點
9．伽俐略理想實驗將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律，伽俐略的斜面實驗程序如下：
（1）減小第二斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度
（2）兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一斜面
（3）如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r的高度
（4）繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做勻速運動
請按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠的事實，還是通過思維過程的推論，下列選項正確的是（）
A．事實2→事實1→推論3→推論4B．事實2→推論1→推論3→推論4
C．事實2→推論1→推論3→推論4D．事實2→推論1→推論4
10．有一種車載電子儀器內(nèi)部電路如圖3—6所示，其中M為一質(zhì)量較大金屬塊，將儀器固定一輛汽車上，汽車啟動時，燈亮，原理是．汽車剎車時，燈亮．
【拓寬研究】
1．我國公安交通部門規(guī)定，從1993年7月起，在各種小型車輛的司機(jī)及前排乘座的人必須系安全帶，請同學(xué)們認(rèn)真分析這樣規(guī)定的原因．
2．2001年2月11日晚上在中央臺“實話實說”節(jié)目中，為了揭露李宏志的各種歪理邪說，司馬南與主持人崔永元合作表演了“鐵錘砸磚”的節(jié)目．崔永元頭頂8塊磚，司馬南用鐵錘奮力擊磚，結(jié)果磚被擊碎，但崔永元卻安然無恙．據(jù)司馬南講，他作第一次實驗時頭頂一塊磚，結(jié)果被震昏了過去．請從物理學(xué)角度定性解釋上述事實．

專題一：1．C2．B3．D4．D5．B6．B7．A8．C9．A10．綠，金屬塊由于慣性而后移接通電路，紅

高考物理復(fù)習(xí)：牛頓第二定律

第二課時牛頓第二定律

【教學(xué)要求】
1．理解加速度與力的關(guān)系，理解加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
2．理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二定律表達(dá)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(dá)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(guān)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(guān)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(yīng)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(yīng)于同一物體或同一系統(tǒng)。
【應(yīng)用1】（蘇州市08屆高三教學(xué)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(dǎo)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(xué)單位制
1.基本單位：所選定的基本物理量的單位。
2.導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出的物理量的單位。
3．單位制：基本單位和導(dǎo)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(lǐng)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(yīng)的國際單位制中的基本單位。
【應(yīng)用2】請把下列物理量與單位一對應(yīng)起來
（1）力A、kgm2/s3
（2）壓強(qiáng)B、kgm/s2
（3）功C、kgm2/s2
（4）功率D、kg/(s2m)
導(dǎo)示：力的單位是N，1N=1kgm/s2，對應(yīng)B；壓強(qiáng)的單位是N/m2=kg/(s2m)，對應(yīng)D；功的單位
J=Nm=kgm2/s2，對應(yīng)C；功率的單位W=J/s=kgm2/s3，對應(yīng)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(xué)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(jié)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(dǎo)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(jié)性檢測)設(shè)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(dǎo)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(yīng)性
【例3】(山東沂源一中08屆高三模塊終結(jié)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(dǎo)示：對小球進(jìn)行受力分析，當(dāng)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(jié)合”的方法。
【例4】（南通市2008屆高三基礎(chǔ)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(dǎo)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(dāng)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(xué)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(guān)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(dǎo)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(xué)08屆高三第一學(xué)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(dāng)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(shè)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(xì)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．2：1B．1：1
C．1：2D．1：4

3．（山西省實驗中學(xué)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的大小（）
A、與物體運動速度大小無關(guān)
B、與恒力F成正比
C、與物體運動的位移大小無關(guān)
D、與物體運動的時間無關(guān)
4、（金陵中學(xué)07～08學(xué)年度第一學(xué)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(dāng)皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定大于t
B．當(dāng)皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定等于t
C．當(dāng)皮帶向下運動時，物塊由A滑到B的時間一定等于t
D．當(dāng)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(xì)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(dāng)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、C2、C3、ACD4、BD
5、繩2的拉力為零，繩1的拉力

牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？為滿足您的需求，小編特地編輯了“牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

牛頓第二定律的理解與方法應(yīng)用
一、牛頓第二定律的理解。
1、矢量性
合外力的方向決定了加速度的方向，合外力方向變，加速度方向變，加速度方向與合外力方向一致。其實牛頓第二定律的表達(dá)形式就是矢量式。
2、瞬時性
加速度與合外力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，它們同生、同滅、同變化。
3、同一性(同體性)
中各物理量均指同一個研究對象。因此應(yīng)用牛頓第二定律解題時，首先要處理好的問題是研究對象的選擇與確定。
4、相對性
在中，a是相對于慣性系的而不是相對于非慣性系的即a是相對于沒有加速度參照系的。
5、獨立性
理解一：F合產(chǎn)生的加速度a是物體的總加速度，根據(jù)矢量的合成與分解，則有物體在x方向的加速度ax；物體在y方向的合外力產(chǎn)生y方向的加速度ay。牛頓第二定律分量式為：。
二、方法與應(yīng)用
1、整體法與隔離法（同體性）
選擇研究對象是解答物理問題的首要環(huán)節(jié)，在很多問題中，涉及到相連接的幾個物體，研究對象的選擇方案不惟一。解答這類問題，應(yīng)優(yōu)先考慮整體法，因為整體法涉及研究對象少，未知量少，方程少，求解簡便。但對于大多數(shù)平衡問題單純用整體法不能解決，通常采用“先整體，后隔離”的分析方法。
2、牛頓第二定律瞬時性解題法（瞬時性）
牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系，做變加速運動的物體，其加速度時刻都在變化，某時刻的加速度叫瞬時加速度，而加速度由合外力決定，當(dāng)合外力恒定時，加速度也恒定，合外力變化時，加速度也隨之變化，且瞬時力決定瞬時加速度。解決這類問題要注意：
（1）確定瞬時加速度的關(guān)鍵是正確確定瞬時合外力。
（2）當(dāng)指定某個力變化時，是否還隱含著其它力也發(fā)生變化。
（3）整體法、隔離法的合力應(yīng)用。
3、動態(tài)分析法
4、正交分解法（獨立性）
（1）、平行四邊形定則是矢量合成的普遍法則，若二力合成，通常應(yīng)用平行四邊形定則，若是多個力共同作用，則往往應(yīng)用正交分解法
（2）正交分解法：即把力向兩個相互垂直的方向分解，分解到直角坐標(biāo)系的兩個軸上，再進(jìn)行合成，以便于計算解題。
5、結(jié)論求解法：結(jié)論：物體由豎直圓周的頂點從靜止出發(fā)，沿不同的光滑直線軌道運動至圓周上另外任一點所用的時間相同。
三、牛頓定律的應(yīng)用
1、脫離問題
一起運動的兩物體發(fā)生脫離時，兩物體接觸，物體間的彈力為零，兩物體的速度、加速度相等。
曲線運動、運動的合成與分解、平拋運動
1、深刻理解曲線運動的條件和特點
（1）曲線運動的條件：運動物體所受合外力的方向跟其速度方向不在一條直線上時，物體做曲線運動。
（2）曲線運動的特點：○1在曲線運動中，運動質(zhì)點在某一點的瞬時速度方向，就是通過這一點的曲線的切線方向。②曲線運動是變速運動，這是因為曲線運動的速度方向是不斷變化的?！?做曲線運動的質(zhì)點，其所受的合外力一定不為零，一定具有加速度。
(3)曲線運動物體所受合外力方向和速度方向不在一直線上，且一定指向曲線的凹側(cè)。
2、深刻理解運動的合成與分解
(1)物體的實際運動往往是由幾個獨立的分運動合成的，由已知的分運動求跟它們等效的合運動叫做運動的合成；由已知的合運動求跟它等效的分運動叫做運動的分解。
運動的合成與分解基本關(guān)系：○1分運動的獨立性；○2運動的等效性（合運動和分運動是等效替代關(guān)系，不能并存）；○3運動的等時性；○4運動的矢量性（加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四邊形定則。）
(2)互成角度的兩個分運動的合運動的判斷
合運動的情況取決于兩分運動的速度的合速度與兩分運動的加速度的合加速度，兩者是否在同一直線上，在同一直線上作直線運動，不在同一直線上將作曲線運動。
①兩個直線運動的合運動仍然是勻速直線運動。
②一個勻速直線運動和一個勻加速直線運動的合運動是曲線運動。
③兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動仍然是勻加速直線運動。
④兩個初速度不為零的勻加速直線運動的合運動可能是直線運動也可能是曲線運動。當(dāng)兩個分運動的初速度的合速度的方向與這兩個分運動的合加速度方向在同一直線上時，合運動是勻加速直線運動，否則是曲線運動。
（3）怎樣確定合運動和分運動
①合運動一定是物體的實際運動
②如果選擇運動的物體作為參照物，則參照物的運動和物體相對參照物的運動是分運動，物體相對地面的運動是合運動。
③進(jìn)行運動的分解時，在遵循平行四邊形定則的前提下，類似力的分解，要按照實際效果進(jìn)行分解。
3、繩端速度的分解
此類有繩索的問題，對速度分解通常有兩個原則①按效果正交分解物體運動的實際速度②沿繩方向一個分量，另一個分量垂直于繩。（效果：沿繩方向的收縮速度，垂直于繩方向的轉(zhuǎn)動速度）
4、小船渡河問題
17、一條寬度為L的河流，水流速度為Vs,已知船在靜水中的速度為Vc，那么：
（1）怎樣渡河時間最短？
（2）若VcVs,怎樣渡河位移最?。?br> （3）若VcVs,怎樣使船沿河漂下的距離最短？
分析與解：（1）如圖2甲所示，設(shè)船上頭斜向上游與河岸成任意角θ，這時船速在垂直于河岸方向的速度分量V1=Vcsinθ,渡河所需時間為：.
可以看出：L、Vc一定時，t隨sinθ增大而減?。划?dāng)θ=900時，sinθ=1,所以，當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，.

(2)如圖2乙所示，渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于L，必須使船的合速度V的方向與河岸垂直。這是船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：Vccosθ─Vs=0.
所以θ=arccosVs/Vc,因為0≤cosθ≤1,所以只有在VcVs時，船才有可能垂直于河岸橫渡。
（3）如果水流速度大于船上在靜水中的航行速度，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游。怎樣才能使漂下的距離最短呢？如圖2丙所示，設(shè)船頭Vc與河岸成θ角，合速度V與河岸成α角?？梢钥闯觯害两窃酱螅碌木嚯xx越短，那么，在什么條件下α角最大呢？以Vs的矢尖為圓心，以Vc為半徑畫圓，當(dāng)V與圓相切時，α角最大，根據(jù)cosθ=Vc/Vs,船頭與河岸的夾角應(yīng)為：θ=arccosVc/Vs.
船漂的最短距離為：.
此時渡河的最短位移為：.
5、平拋運動
（1）．物體做平拋運動的條件：只受重力作用，初速度不為零且沿水平方向。物體受恒力作用，且初速度與恒力垂直，物體做類平拋運動。
（2）．平拋運動的處理方法
通常，可以把平拋運動看作為兩個分運動的合動動：一個是水平方向（垂直于恒力方向）的勻速直線運動，一個是豎直方向（沿著恒力方向）的勻加速直線運動。
(3)．平拋運動的規(guī)律
以拋出點為坐標(biāo)原點，水平初速度V0方向為沿x軸正方向，豎直向下的方向為y軸正方向，建立如圖1所示的坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下，對任一時刻t.
①位移
分位移,,合位移,.
為合位移與x軸夾角.
②速度
分速度,Vy=gt,合速度,.
為合速度V與x軸夾角
(4)．平拋運動的性質(zhì)
做平拋運動的物體僅受重力的作用，故平拋運動是勻變速曲線運動。
29、如圖4所示，排球場總長為18m，設(shè)球網(wǎng)高度為2m，運動員站在離網(wǎng)3m的線上（圖中虛線所示）正對網(wǎng)前跳起將球水平擊出。（不計空氣阻力）
(1)設(shè)擊球點在3m線正上方高度為2.5m處，試問擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球即不觸網(wǎng)也不越界？
（2）若擊球點在3m線正上方的高度小余某個值，那么無論擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是越界，試求這個高度？
思路分析：排球的運動可看作平拋運動，把它分解為水平的勻速直線運動和豎直的自由落體運動來分析。但應(yīng)注意本題是“環(huán)境”限制下的平拋運動，應(yīng)弄清限制條件再求解。關(guān)鍵是要畫出臨界條件下的圖來。
解答：（1）如圖，設(shè)球剛好擦網(wǎng)而過
擦網(wǎng)點x1＝3m，y1＝h2－h(huán)1＝2.5－2＝0.5m
設(shè)球剛好打在邊界線上，則落地點x2＝12m，y2＝h2＝2.5m，代入上面速度公式可求得：
欲使球既不觸網(wǎng)也不越界，則球初速度v0應(yīng)滿足：
（2）設(shè)擊球點高度為h3時，球恰好既觸網(wǎng)又壓線，如圖所示。
再設(shè)此時排球飛出的初速度為v，對觸網(wǎng)點x3＝3m，y3＝h3－h(huán)1＝h3－2代入（1）中速度公式可得：
對壓界點x4＝12m，y4＝h3，代入（1）中速度公式可得：
1、2兩式聯(lián)立可得h3＝2.13m
即當(dāng)擊球高度小于2.13m時，無論球被水平擊出的速度多大，球不是觸網(wǎng)，就是出界。
6、圓周運動
線速度、角速度、周期間的關(guān)系
皮帶傳動問題
①皮帶上的各點的線速度大小相等
②同一輪子上的各點的角速度相等，周期相等。