2020版高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律（第2课时）课件

第三章牛顿运动定律返回导航一、牛顿第二定律1．定律核心词语：作用力、正比、反比、方向．2．公式：F＝ma.3．“五个性质”返回导航返回导航二、力学单位制1．单位制：_______单位和导出单位一起组成了单位制．2．基本单位：力学中选定的基本单位在国际单位制中有____、秒、____．3．导出单位：由_______根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．基本千克米基本量返回导航1．下列关于单位制及其应用的说法中，不正确的是()A．基本单位和导出单位一起组成了单位制B．在力学的国际单位制中，把力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位C．牛、千克米每二次方秒都属于力的单位D．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示返回导航B解析：基本单位和导出单位一起组成了单位制，选项A正确；力学单位制中，质量、位移、时间的单位被选为基本单位，而力的单位不是基本单位，选项B错误；根据F＝ma，知1N＝1kg·m/s2，选项C正确；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，又确定了其单位关系，选项D正确．返回导航2．(2018上海单科，5)如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态．忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做()A．曲线运动B．匀速直线运动C．匀加速直线运动D．变加速直线运动返回导航C解析：本题考查力与运动的关系。在悬线断裂前，小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态，悬线断裂后重力与电场力的合力大小、方向均不变，小球合力沿悬线方向．故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动，C项正确．解题关键：解答本题，关键是分析清楚悬线断裂后，重力和电场力合力的大小、方向均不发生变化．返回导航3．(2016新课标全国卷Ⅰ，18题)(多选)一质点做匀速直线运动．现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D．质点单位时间内速率的变化量总是不变答案：BC返回导航4．(2019哈尔滨师范大学附中)如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO＇沿杆方向)答案：C返回导航考点一牛顿第二定律在瞬时性问题中的应用1．两种模型加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：返回导航2．求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前后物体的受力情况―→列牛顿第二定律方程―→求瞬时加速度返回导航【典例】如图所示，细线连接着A球，轻质弹簧两端连接着质量相等的A，B球，在倾角为θ的光滑斜面体C上①静止，弹簧与细线均平行于斜面．C的底面粗糙，在水平地面上能始终保持静止，在细线被烧断的瞬间，②下列说法正确的是()A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsinθB．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsinθC．C对地面的压力等于A，B和C的重力之和D．地面对C无摩擦力返回导航【讲解要点】①A，B球处于平衡状态，其所受合外力为零，需分别分析A，B球的受力并列方程．②细线烧断的瞬间指某一时刻，不存在烧断后的过程．【审题图示】返回导航B解析：在细线被烧断前，由平衡条件得弹簧弹力FT＝mgsinθ，在细线被烧断的瞬间，弹簧弹力不变，故小球B所受合外力为零，加速度等于零，小球A受合外力为F＝FT＋mgsinθ＝2mgsinθ，由牛顿第二定律得小球A的加速度为2gsinθ，方向沿斜面向下，由小球A知，系统有沿斜面向下的加速度，而处于失重状态，因此把该加速度分解为竖直向下和水平向左的两个分量，可得C对地面压力小于A，B和C的重力之和，地面对C摩擦力水平向左．返回导航两种模型的分析方法(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理．(2)弹簧(或橡皮绳)：当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时，弹簧的长度不会发生突变，即此时弹簧的弹力不突变．返回导航【跟进题组】1．(弹簧的弹力不突变)(2018南昌一模)如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端．开始时AB两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为()A．aA＝aB＝gB．aA＝2g，aB＝0C．aA＝3g，aB＝0D．aA＝23g，aB＝0返回导航D解析：设两个小球的质量都为m，以AB球整体作为研究对象，A处于静止状态受力平衡，由平衡条件得：细线拉力T＝2mgtan60°＝23mgm，剪断细线瞬间弹簧的弹力没有变化，A球受到的合力与原来细线的拉力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律得：aA＝23mgm＝23g，B球的受力情况不变，则加速度仍为0，故D正确．返回导航2.(2018·重庆巴蜀中学模拟)如图所示，质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内，细线承受的拉力为F，此时突然剪断细线，在绳断的瞬间，弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为()A.2F32F3m＋gB.F32F3m＋gC.2F3F3m＋gD.F3F3m＋g返回导航A解析：根据题意，对AB整体受力分析有：AB整体受线的拉力F和重力3mg，根据牛顿第二定律有3mg－F＝3ma，得：a＝g－F3m；对A球进行受力分析如图，A球受线的拉力F和重力mg以及弹簧拉力F1三个力作用下向上匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有F1＋mg－F＝ma，则F1＝F－mg＋ma＝23F，又因为在细线断开的瞬间，细线的拉力F立即消失，而弹簧的弹力因形变没有发生变化而保持不变，故线断开的瞬间，A的合力为F合＝F1＋mg，根据牛顿第二定律可得，物体A在线断开的瞬间的加速度a＝Fm＝2F3m＋g，故选A.返回导航考点二动力学的两类基本问题两类动力学问题的解题步骤返回导航【典例】(多选)(2016·全国卷Ⅱ·19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则()A．甲球用的时间比乙球长B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功返回导航BD解析：小球的质量m＝ρ·43πr3，由题意知m甲m乙，ρ甲＝ρ乙，则r甲r乙．空气阻力f＝kr，对小球由牛顿第二定律得，mg－f＝ma，则a＝mg－fm＝g－krρ·4π3πr3＝g－3k4πρr2，可得a甲a乙，由h＝12at2知，t甲t乙，选项A、C错误；由v＝2ah知，v甲v乙，故选项B正确；因f甲f乙，由球克服阻力做功Wf＝fh知，甲球克服阻力做功较大，选项D正确返回导航【跟进题组】1．(2019湖南师大附中)如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m＝0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g＝10m/s2，则下列说法不正确的是()A．小球刚接触弹簧时速度最大B．当Δx＝0.3m时，小球处于超重状态C．该弹簧的劲度系数为20.0N/mD．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小返回导航返回导航A【解析】由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力．所以可得：kΔx＝mg，解得：k＝mgΔx＝0.2×100.1N/m＝20.0N/m，选项A错误；C正确；弹簧的压缩量为Δx＝0.3m时，弹簧弹力为F＝20N/m×0.3m＝6Nmg，故此时物体的加速度向上，物体处于超重状态，选项B正确；对小球进行受力分析可知，其合力是由mg逐渐减小至零，然后再反向增加的，故小球的加速度先减小后增大，选项D正确；故选A.返回导航2．(2018·江西省重点中学十校联考)趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则()A．运动员的加速度为gtanθB．球拍对球的作用力为mgC．运动员对球拍的作用力为(M＋m)gcosθD．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动返回导航A解析：网球受力如图甲所示，根据牛顿第二定律得FNsinθ＝ma，又FNcosθ＝mg，解得a＝gtanθ，FN＝mgcosθ，故A正确，B错误；以球拍和球整体为研究对象，受力如图乙所示，根据竖直方向受力平衡得，运动员对球拍的作用力为F＝（M＋m）gcosθ，故C错误；当a＞gtanθ时，网球才向上运动，由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，故D错误．返回导航考点三动力学的图像问题1．常见的动力学图象v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等．2．图象问题的类型(1)已知物体受的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．(3)由已知条件确定某物理量的变化图象．返回导航3．解题策略(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等．(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断返回导航【典例】如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t＝0时，车开始沿水平面做直线运动，其vt图象如图乙所示．g取10m/s2，平板车足够长，则物块运动的vt图象为()返回导航C解析：小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等，都为a＝ΔvΔt＝4m/s2，根据物块与车间的动摩擦因数可知，物块与车间的滑动摩擦力产生的加速度为2m/s2，因此当车的速度大于物块的速度时，物块受到的滑动摩擦力是动力，相反则受到的滑动摩擦力是阻力．设在t时刻滑块与车的速度相等，则有24－4(t－6)＝2t得t＝8s，故在0～8s内，车的速度大于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是动力，则其加速度为2m/s2，同理，可得在8～16s内，车的速度小于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是阻力，则其加速度为2m/s2，故C正确．返回导航【跟进题组】1．(vt图像与牛顿运动定律的综合)(2018南昌调研)在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球，经过2t0时间小球落回抛出点，其速率为v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比．则小球在空中运动时速率v随时间t的变化规律可能是()返回导航A解析：小球在整个运动过程中，空气阻力做负功，小球的机械能减小，则v1v0，在上升阶段，小球的加速度a＝mg＋kvm，由于速率减小，则a减小，即图线斜率变小；在下降阶段，小球的加速度a＝mg－kvm，由于速率增大，则a减小，即图线斜率也变小，故选项A正确．返回导航2．(2015新课标