步步高高考物理大一轮 第三章 12 牛顿第二定律及应用一Word格式文档下载.docx

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B．受到的摩擦力大小为20N，方向向右

C．运动的加速度大小为1.5m/s2，方向向左

D．运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向右

4．关于国秒单位制，下列说法正确的是（　　）

A．kg，m/s，N是导出单位

B．kg，m，h是基本单位

C．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是g

D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma

二、思想方法题组

图2

5．（2011·

淮南模拟）如图2所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1>

F2，则1施于2的作用力大小为（　　）

A．F1　　　　　　　　B．F2

C.（F1＋F2）D.（F1－F2）

图3

6．如图3所示，在光滑水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之下，以加速度a做匀速直线运动，某时刻空然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度a1和a2，则（　　）

A．a1＝a2＝0

B．a1＝a，a2＝0

C．a1＝a，a2＝a

D．a1＝a，a2＝－a

一、对牛顿第二定律的理解

矢量性

公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总同向

瞬时性

a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力

因果性

F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果

同一性

有三层意思：

（1）加速度a是相对同一个惯性系的（一般指地面）；

（2）F＝ma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；

（3）F＝ma中，各量统一使用国际单位

独立性

（1）作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F＝ma

（2）物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和

（3）力和加速度在各个方向上的分量也满足F＝ma即Fx＝max，Fy＝may

【例1】（2010·

上海·

11）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

[规范思维]

【例2】（2009·

宁夏理综·

20）如图4所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（　　）

图4

A．物块先向左运动，再向右运动

B．物块向左运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动

C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动

D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零

[针对训练1]（2009·

上海综合·

7）

图5

如图5所示为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起．整个过程中忽略空气阻力．分析这一过程，下列表述正确的是（　　）

①经过B点时，运动员的速率最大　②经过C点时，运动员的速率最大　③从C点到D点，运动员的加速度增大　④从C点到D点，运动员的加速度不变

A．①③　　　B．②③　　　C．①④　　　D．②④

二、动力学两类基本问题

1．分析流程图

2．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）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．

特别提醒　

（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，加速度都是联系力和运动的“桥梁”．

（3）如果只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；

如果物体受力较多，一般用正交分解法求其合力．如果物体做直线运动，一般把力分解到沿运动方向和垂直于运动方向；

当求加速度时，要沿着加速度的方向处理力即一般情况不分解加速度；

特殊情况下当求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度．

【例3】如

图6

图6所示，一质量为m的物块放在水平地面上．现在对物块施加一个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，求：

（1）撤去F时，物块的速度大小；

（2）撤去F后，物块还能滑行多远．

【例4】（2010·

安徽理综·

22）

图7

质量为2kg的物体在水平推力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v－t图象如图7所示．g取10m/s2，求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；

（2）水平推力F的大小；

（3）0～10s内物体运动位移的大小．

[针对训练2]（2009·

江苏·

13）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，动力系统提供的恒定升力F＝28N．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10m/s2.

（1）第一次试飞，飞行器飞行t1＝8s时到达高度H＝64m，求飞行器所受阻力f的大小．

（2）第二次试飞，飞行器飞行t2＝6s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.

【基础演练】

1．（2011·

海南华侨中学月考）在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下来的痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线的长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车开始刹车时的速度为（　　）

A．7m/sB．10m/sC．14m/sD．20m/s

2．（2011·

吉林长春调研）竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则子弹在整个运动过程中，加速度大小的变化是（　　）

A．始终变大B．始终变小

C．先变大后变小D．先变小后变大

3．如图8甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是（　　）

图8

A．在0～1s内，外力F不断增大

B．在1～3s内，外力F的大小恒定

C．在3～4s内，外力F不断增大

D．在3～4s内，外力F的大小恒定

图9

4．（2009·

广东理基·

4）建筑工人用图9所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）（　　）

A．510NB．490N

C．890ND．910N

图10

5．如图10所示，足够长的传送带与水平面间夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<

tanθ.则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（　　）

图11

6．（2011·

福建福州质检）商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为θ的光滑斜面推上水平台，如图11所示．他由斜面底端以初速度v0开始将箱推出（箱与手分离），这箱苹果刚好能滑上平台．箱子的正中间是一个质量为m的苹果，在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是（　　）

A．mgB．mgsinθ

C．mgcosθD．0

题号

1

2

3

4

5

6

答案

7.在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°

的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5s内沿斜面滑下的位移x＝50m．（不计空气阻力，取g＝10m/s2）．问：

（1）游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？

（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？

（3）设游客滑下50m后进入水平草坪，试求游客在水平面上滑动的最大距离．

【能力提升】

图12

8．如图12所示，有一长度x＝1m、质量M＝10kg的平板小车静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m＝4kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要使物块在2s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？

（g取10m/s2）

图13

9．质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°

，如图13所示．力F作用2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25s后，速度减为零．求：

物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x.

（已知sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8，g＝10m/s2）

10.（2010.天星调研）

图14

如图14所示，长为L的薄木板放在长为L的正方形水平桌面上，木板的两端与桌面的两端对齐，一小木块放在木板的中点，木块、木板质量均为m，木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数都为μ.现突然施加水平外力F在薄木板上将薄木板抽出，最后小木块恰好停在桌面边上，没从桌面上掉下．假设薄木板在被抽出的过程中始终保持水平，且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上．求水平外力F的大小．

学案12　牛顿第二定律及应用

（一）　

牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题

【课前双基回扣】

1．CD　[牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；

作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关．故排除A、B，选C、D.]

2．D　[由牛顿第二定律F＝ma知，F合为零，加速度为零，由惯性定律知速度不一定为零；

对某一物体，F合越大，a越大，由a＝知，a大只能说明速度变化率大，速度不一定大，故A、B项错误；

F合、a、Δv三者方向一定相同，而速度方向与这三者方向不一定相同，故C项错误