高考物理二轮 压轴突破 专题1第3讲牛顿运动定律常考的3个问题教案.docx

1、高考物理二轮 压轴突破 专题1第3讲牛顿运动定律常考的3个问题教案2019-2020年高考物理二轮 压轴突破 专题1第3讲牛顿运动定律常考的3个问题教案主要题型：选择题或计算题难度档次：中档或中档偏上难度，以牛顿运动定律为中心延伸到受力分析、运动学公式及功、能等，一般是综合题高考热点一、牛顿运动定律1牛顿第一定律指出了一切物体都具有惯性，即保持原来_不变的特性2牛顿第二定律(1)意义：明确了力是使物体产生加速度的原因(2)表达式：F合ma或3牛顿第三定律指出了相互作用的物体间，作用力与反作用力的关系，即等大_、作用在一条_上特别提醒(1)牛顿第一定律描述的是理想状态下物体的运动规律，而不是牛顿

2、第二定律在F0时的特例(2)力与加速度的关系具有瞬时性、同体性、矢量性和独立性(3)牛顿第三定律描述的一对作用力与反作用力的关系总是成立，并且具有相互依存性应与一对平衡力严格区分开二、超重与失重1物体具有向上的_(或具有向上的加速度分量)时，处于_状态；2物体具有向下的_(或具有向下的加速度分量)时，处于_状态状元微博牛顿第二定律的“四”性名师点睛求解动力学问题的基本思路不论是已知运动求受力，还是已知受力求运动，受力分析和运动情况分析是解决问题的关键，基本思路如下框图所示常考问题7牛顿第二定律的基本应用(选择题)图31【例1】 (xx全国理综，15)如图31所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1

3、相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()Aa10，a2g Ba1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g解析在木板抽出后的瞬间，弹簧未来得及发生形变，所以木块1所受重力和弹力均不变，合力为零，则a10.木块2受重力Mg和弹簧弹力Fmg，如右图所示，由牛顿第二定律得MgmgMa2，则a2g，选项C正确答案C考查了物体的受力分析和牛顿第二定律的应用以及学生的推理能力图32 如图32所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板

4、挡住现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值,借题发挥瞬时现象1模型构建轻绳轻杆或轻弹簧2绳断前后的受力分析物体受到的力中有绳的拉力或弹簧的弹力，分析断绳或弹簧、撤掉支持面的瞬间情况就是“瞬时现象”解答时一般考虑以下四点：(1)先分析物体“断前”的受力情况，初步确定各力的大小及方向 (2)在“断后”，被断掉的力发生突变、瞬时消失(3)在“断后”，重力等保持不变，剩余弹簧的弹力

5、也不变(4)在有些习惯中，“突然撤掉某个外力”相当于“断绳”的情况课堂笔记常考问题8 运动图象与牛顿第二定律的综合应用(选择题 或计算题)图33【例2】 (xx安徽理综，22)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的vt图象如图33所示球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为f，取g10 m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.本题考查了vt图象、牛顿第二定律和运动学公式的应用，主要考查学生的理解能力和推理能力图34 在水平地面上有一质量为2 kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由

6、静止开始运动，后撤去拉力该物体的运动的vt图如图34所示，g取10 m/s2，下列说法正确的是()A物体的最大位移是56 mB物体受到的拉力F的大小为2.4 NC物体与地面之间的动摩擦因数为0.2D前12 s内，拉力与阻力做功的代数和为16 J,阅卷感悟错因档案1不能把图象的物理意义与实际情景对应分析不出物体的运动情况而出错2不能从图象中获得有效信息3不能充分利用“加速度”这个桥梁作用确定力应对策略课堂笔记常考问题9牛顿第二定律与运动学的综合应用(计算题)图35【例3】 (xx重庆理综，25)某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s.比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加

7、速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点整个过程中球一直保持在球拍中心不动比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图35所示设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比0大了并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求应满足的条件规范解答(1)在匀速

8、运动阶段，有mgtan 0kv0得k.(2)加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有Nsin kvma，Ncos mg，得tan tan 0.(3)以速度v0匀速运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有F，球拍倾角为0时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为a，有Fsin ma，设匀速跑阶段所用时间为t，有t，球不从球拍上掉落的条件at2r， 得sin . 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m2103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车

9、运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小方法锦囊应用牛顿第二定律解题的步骤课堂笔记【示例】 (13分)如图36所示，水平地面AB与倾角为的斜面平滑相连，一个质量为m的物块静止在A点现用水平恒力F作用在物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，经时间t到达B点，此时撤去力F，物块以在B点的速度大小冲上斜面已知物块与水平地面和斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.求：图36(1)物块运动到B点时的速度大小v；(2)物块在斜面上运动时的加速度大小a2；(3)物块在斜面上运动的最远距离s.评分标准(1)由牛顿第二定律得Fmgma1(2分)物块到达B点时的速度为va1t(1分)由得：vgt(1

10、分)(2)物块在斜面上受力如右图所示根据牛顿第二定律得mgsin FNma2(2分)且FNmgcos (2分)联立得：a2g(sin cos )(2分) (3)根据运动学公式v22a2s(1分)得s.(2分),拿分策略：按步就班列方程，至少拿8分明确物体的运动过程按步就班列方程好样的！你按步就班列方程已经得8分了！若能仔细解方程组得出正确结果即可再拿下5分，得到满分.1(xx海南单科，1)根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是()A物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D当物体质量改

11、变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比2(xx江苏淮安市5月第四次调研，2)如图37甲所示，倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量m0.8 kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示， t0时刻物体速度为零，重力加速度g10 m/s2，下列说法中正确的是()图37A01 s时间内物体的加速度最大B第2 s末物体的速度为零C23 s时间内物体向下做匀加速直线运动D第3 s末物体回到了原来的出发点图383如图38所示，质量均为m的物块a、b置于倾角为30的光滑斜面上，物块a、b之间有一段处于伸长状态的弹簧，a、b通过细线系在墙上下列情况不

12、可能的是()A在只剪断上面的绳子的瞬间，a的加速度为零，b的加速度不为零B在只剪断上面的绳子的瞬间，a、b的加速度均不为零C在只剪断下面的绳子的瞬间，a的加速度不为零，b的加速度为零D在只剪断下面的绳子的瞬间，a、b的加速度均为零4(xx江苏单科，4)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是()图395中央电视台在娱乐节目中曾推出一个游戏节目推矿泉水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失

13、败其简化模型如图39所示，AC是长度为L15 m的水平桌面，选手们将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域已知BC长度L21 m，瓶子质量m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4，g10 m/s2.某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直线运动，假设瓶子可视为质点，该选手要想游戏获得成功，试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长为多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？提 示课后完成专题能力提升训练第149页【高考必备】一、1.运动状态2.maxmay3.反向直线二、1.加速度超重2.加速度失重【常考问题】预测1 D球的受力情况如图所示，则F

14、N2FN1sin ma，FN1cos mg，由此判断A、B错误根据牛顿第二定律，FN1、FN2和mg三力的合力等于ma，C错误根据FN1，D正确【例2】 解析(1)由vt图象可知，小球下落过程的加速度为a1 m/s28 m/s2根据牛顿第二定律，得mgfma1所以弹性球受到的空气阻力fmgma1(0.1100.18)N0.2 N.(2)小球第一次反弹后的速度v14 m/s3 m/s，根据牛顿第二定律，得弹性球上升的加速度为a2 m/s212 m/s2，根据v2v2ah，得弹性球第一次反弹的高度h m0.375 m.答案(1)0.2 N(2)0.375 m预测2 ACD由vt图象知，运动过程由两

15、个“子过程”构成：拉力F作用下的匀加速运动，撤去F后阻力作用下的匀减速运动运动的最大位移是vt图象与t轴围成的三角形面积，为s814 m56 m.A正确匀加速运动时，由牛顿第二定律得Fmgma1，由图象知运动的加速度为a10.8 m/s2.匀减速运动时，由牛顿第二定律得mgma2，由图象知运动的加速度为a22.0 m/s2.解上述各式得0.2，F5.6 N所以B错误，C正确如上图所示，由几何关系解得12 s末的速度为v m/s4 m/s，对前12 s应用动能定理，得拉力与阻力做功的代数和为Wmv216 J，D正确预测3 解析(1)汽车开始做匀加速直线运动x0t1.解得v04 m/s.(2)汽车

16、滑行减速过程加速度a22 m/s2，由牛顿第二定律有Ffma2，解得Ff4103N.(3)开始加速过程中加速度为a1，x0a1t，由牛顿第二定律有：FFfma1，解得FFfma16103N.答案(1)4 m/s(2)4103N(3)6103N【随堂演练】1D物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关，A项错误；物体所受合力不为0，则a0，B项错误；加速度的大小与其所受的合力成正比，C项错误2BC重力沿斜面向下的分力为F1mgsin 304 N，可知23 s内物体加速度最大，A错；由于01 s内和12 s内加速度等大反向，2 s末物体的速度大小为零，B，C均对；在23 s内的加速度大小为a3，则

17、有mgsin 30F3ma3，a33.75 m/s2，而a11.25 m/s2，上升距离s11.25 m，下降距离为s2a3t1.875 ms1，D错3B在只剪断上面的绳子的瞬间，弹簧的长度没变，a的受力情况没变，a的加速度为零，绳子对b向上的力消失了，b有向下的加速度，A可能、B不可能在只剪断下面的绳子的瞬间，弹簧的长度没变，b的受力情况没变，b的加速度为零，一开始下面的绳子对a可能有拉力，也可能没有拉力，所以a的加速度可能为零，也可能不为零，C、D都可能不可能的只有B.4C皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v减小，空气阻力fkv也减小，根据牛顿第二定律mgfma，知ag，可知，a随v的减小而减小，且v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，选项C正确5解析(1)要想获得成功，瓶子滑到C点时速度恰好为0，力作用时间最长，设最长时间为t1，力作用时的加速度为a1、位移为x1，撤力时瓶子的速度为v1，撤力后瓶子的加速度为a2、位移为x2，则：Fmgma1，mgma2，v1a1t1，2a1x1v，2a2x2v，x1x2L1，解得：t1 s.(2)要想获得成功，瓶子滑到B点时速度恰好为0，力作用距离最小，设最小距离为x3，撤力时瓶子的速度为v2，则：2a1x3v，2a2(L1L2x3)v，解得：x30.4 m答案(1) s(2)0.4 m