新教材高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第2节牛顿第二定律的应用课件

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一、单位制1.单位制:由　　　　　　和导出单位组成。 2.基本单位:　　　　的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、　　　　,它们的国际单位分别是　　　　、秒、米。 3.导出单位:由基本量根据　　　　　推导出来的其他物理量的单位。 
4.国际单位制中的七个基本物理量和基本单位　既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位
易错辨析 (1)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系。(　　)(2)牛顿、千克、米、秒、安培均为国际单位制中的基本单位。(　　)
应用提升1.(2023山东日照模拟)橡皮筋在弹性限度内受到的拉力F与其伸长量x也遵循胡克定律,即F=kx,其k值与橡皮筋未受到拉力时的长度L及橡皮筋的横截面积S有关,理论与实践都表明k= ,其中Y是一个只由材料决定的常数。在国际单位制中,Y的单位是(　　)A.N　　　　　　　 D.N/m2
二、动力学的两类基本问题1.两类动力学问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法 求加速度以　　　　　　　　为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图所示: 
易错辨析 (3)F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关。(　　)(4)物体受到外力作用不为零时,立即产生加速度。(　　)(5)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。(　　)
应用提升2.(人教版教材必修第一册P108习题改编)如图所示,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动,货箱中石块B的质量为m,则石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力的大小为(　　)
解析 由于石块与货车相对静止,所以具有相同的加速度,即为a。根据牛顿第二定律F=ma可知,石块所受的合力为ma。设石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力为F,受力分析如图,
三、超重、失重超重、失重和完全失重的比较 由重力引起的现象将消失
易错辨析 (6)超重就是物体的重力变大了。(　　)(7)物体完全失重时,加速度一定为重力加速度。(　　)(8)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。(　　)
应用提升3.(多选)(人教版教材必修第一册P112习题改编)“蹦极”是一项非常刺激的户外休闲活动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中A点是弹性绳的原长位置,C是人所到达的最低点,B是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点落下到最低点C的过程中(　　)A.在PA段做自由落体运动,处于完全失重状态B.在AB段绳的拉力小于人的重力,处于失重状态C.在BC段绳的拉力小于人的重力,处于失重状态D.在C点,速度为零,加速度也为零
答案 AB解析 A点是弹性绳的原长位置,故A点之前人只受重力,做自由落体运动,处于完全失重状态,故A正确;B是人静止悬吊着时的平衡位置,在B点绳的拉力等于人的重力,所以在AB段绳的拉力小于人的重力,人向下做加速度减小的加速运动,处于失重状态;在BC段绳的拉力大于人的重力,人向下做加速度增加的减速运动,加速度向上,处于超重状态,故B正确,C错误;C是人所到达的最低点,C点速度为零,但绳的拉力大于人的重力,合力不为零,有向上的加速度,故D错误。
1.解决动力学两类问题的两个关键点(1)把握“两个分析”“一个桥梁”
(2)找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,可画位置示意图确定位移之间的联系。2.解决动力学基本问题的处理方法(1)合成法:在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”。(2)正交分解法:若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用“正交分解法”。
【典例突破】典例1.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图所示的竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4,货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44。货物与货车分别视为小滑块和平板,cs θ=1,sin θ=0.1,g取10 m/s2。求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度。
答案 (1)5 m/s2,方向沿制动坡床向下 (2)98 m解析 (1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数为μ=0.4,受摩擦力大小为Ff,加速度大小为a1,则Ff+mgsin θ=ma1Ff=μmgcs θ解得a1=5 m/s2方向沿制动坡床向下。
(2)设货车的质量为m0,车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23 m/s,货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38 m的过程中,用时为t,货物相对制动坡床的运动距离为s1,在车厢内滑动的距离为s=4 m,货车的加速度大小为a2,货车相对制动坡床的运动距离为s2,货车受到制动坡床的阻力大小为F,F是货车和货物总重的0.44,货车长度为l0=12 m,制动坡床的长度为l,则
m0gsin θ+F-Ff=m0a2F=0.44(m+m0)g m0=4ms1=vt- a1t2 s2=vt- a2t2 s=s1-s2l=l0+s0+s2解得l=98 m。
素养点拨 解答动力学两类基本问题的思维流程
【对点演练】1.(2023浙江模拟)代号“威龙”的第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性能力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受的最大加速度为重力加速度的9倍。假设某次垂直飞行测试实验中,歼-20加速达到50 m/s后离地,而后以此速度开始竖直向上做飞行试验,在10 s内匀加速到3 060 km/h,再匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km。假设加速阶段所受阻力恒定,约为重力的 。已知该歼-20质量为20 t,g取10 m/s2,忽略战机因油耗等导致的质量变化。则下列说法正确的是(　　)A.本次飞行测试的匀速阶段飞行时间为26.5 sB.加速阶段系统的推力为1.84×106 NC.加速阶段时飞行员有晕厥可能D.飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25 km
答案 B解析 战机竖直向上加速阶段初速度v0=50 m/s,末速度v=3 060 km/h= 850 m/s,根据v=v0+at得,加速度a=80 m/s2=8g,飞行员不会昏厥;根据牛顿第二定律,F-mg-Ff=ma,推力F=mg+Ff+ma=1.84×106 N,战机加速阶段上升的高度x=v0t+ at2=4 500 m,即匀速上升距离为14 km,匀速飞行时间
2.如图甲所示,质量相同,但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上,斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑,其v-t图线如图乙所示,物块下滑过程中斜面体始终保持静止,a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为μa、μb、μc,斜面体对地面的压力分别为FNa、FNb、FNc,斜面体对地面的摩擦力分别为Ffa、Ffb、Ffc。下列判断错误的是(　　)
A.μa