2022年高考物理《牛頓第二定律　兩類動力學問題》專題復習名師導學案

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1、2022年高考物理《牛頓第二定律　兩類動力學問題》專題復習名師導學案 考綱解讀 1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達式及性質.2.應用牛頓第二定律解決瞬時問題和兩類動力學問題． 考點一　瞬時加速度的求解 1．牛頓第二定律 (1)表達式為______. (2)理解：核心是加速度與合外力的______對應關系，二者總是同時______、同時______、同時變化． 2．兩類模型 (1)剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即______，不需要形變恢復時間． (2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點

2、是形變量大，其形變恢復需要______時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變． 例1　如圖1所示，A、B兩小球分別連在輕繩兩端，B球另一端用彈簧固定在傾角為30°的光滑斜面上．A、B兩小球的質量分別為mA、mB，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在繩被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度大小分別為(　　) 圖1 A．都等于 B.和0 C.和· D.·和 [拓展題組]1．[瞬時加速度的求解]如圖2所示，A、B球的質量相等，彈簧的質量不計，傾角為θ的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細線均平行于斜面，在細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(　　)

3、 圖2 A．兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下，大小均為gsinθ B．B球的受力情況未變，瞬時加速度為零 C．A球的瞬時加速度沿斜面向下，大小為2gsinθ D．彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時加速度向上，A球的瞬時加速度向下，瞬時加速度都不為零 2．[瞬時加速度的求解]在光滑水平面上有一質量為1kg的物體，它的左端與一勁度系數(shù)為800N/m的輕彈簧相連，右端連接一細線．物體靜止時細線與豎直方向成37°角，此時物體與水平面剛好接觸但無作用力，彈簧處于水平狀態(tài)，如圖3所示，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，則下列判斷正確的是(　　)

4、 圖3 A．在剪斷細線的瞬間，物體的加速度大小為7.5m/s2 B．在剪斷彈簧的瞬間，物體所受合外力為15N C．在剪斷細線的瞬間，物體所受合外力為零 D．在剪斷彈簧的瞬間，物體的加速度大小為7.5m/s2 求解瞬時加速度問題時應抓住“兩點” (1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應的，當外界因素發(fā)生變化時，需要重新進行受力分析和運動分析． (2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變． 考點二　動力學中的圖象問題 例2　受水平外力F作用的物體，在粗糙水平面上做直線運動，其v－t圖線如圖4所示，則(　　) 圖4 A．在0～t1

5、內(nèi)，外力F大小不斷增大 B．在t1時刻，外力F為零 C．在t1～t2內(nèi)，外力F大小可能不斷減小 D．在t1～t2內(nèi)，外力F大小可能先減小后增大 變式題組3．[動力學中的圖象問題]“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動．某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖5所示．將蹦極過程近似為在豎直方向上的運動，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中的最大加速度約為(　　) 圖5 A．G B．2g C．3g D．4g 4．[動力學中的圖象問題]如圖6所示，一長木板在水平地面上運動，在某時刻(t＝0)

6、將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，已知物塊與木板的質量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上．在物塊放到木板上之后，木板運動的速度—時間圖象可能是下列選項中的(　　) 圖6 考點三　連接體問題 1．整體法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體具有相同的______，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個______，分析整體受到的合外力，應用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)． 2．隔離法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體的______不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出

7、來，應用牛頓第二定律列方程求解． 3．整體法、隔離法的交替運用 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力時，可以先用______求出加速度，然后再用______選取合適的研究對象，應用牛頓第二定律求作用力．即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”． 例3　(xx·江蘇·5)如圖7所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升．夾子和木塊的質量分別為m、M，夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦力均為f，若木塊不滑動，力F的最大值是(　　) 圖7 A. B. C.－(m＋M)g D.＋(m＋M)g 變式題組5．[連接體問題的處理]放在粗糙水平面上的物塊A、B用輕質

8、彈簧測力計相連，如圖8所示，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，今對物塊A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左勻加速運動，設A、B的質量分別為m、M，則彈簧測力計的示數(shù)為(　　) 圖8 A. B. C.M D.M 6．[連接體問題的處理]如圖9所示，裝有支架的質量為M(包括支架的質量)的小車放在光滑水平地面上，支架上用細線拖著質量為m的小球，當小車在光滑水平地面上向左勻加速運動時，穩(wěn)定后繩子與豎直方向的夾角為θ.求小車所受牽引力的大?。? 圖9 1．整體與隔離法在動力學中的應用技巧涉及的問題類型 (1)涉及滑輪的

9、問題：若要求繩的拉力，一般都采用隔離法． (2)水平面上的連接體問題：①這類問題一般是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對靜止，即具有相同的加速度．解題時，一般采用先整體后隔離的方法．②建立直角坐標系時要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度． (3)斜面體與物體組成的連接體問題：當物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對于地面靜止時，一般采用隔離法分析． 2．解決問題的關鍵 正確地選取研究對象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應該單獨分析，并分別確定出它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運動定律列方程求解． 考點四　動力學兩類基本問題 求解兩類問題

10、的思路，可用下面的框圖來表示： 分析解決這兩類問題的關鍵：應抓住受力情況和運動情況之間聯(lián)系的橋梁——加速度． 例4　質量m＝4kg的物塊，在一個平行于斜面向上的拉力F＝40N作用下，從靜止開始沿斜面向上運動，如圖10所示，已知斜面足夠長，傾角θ＝37°，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，力F作用了5s，求物塊在5s內(nèi)的位移及它在5s末的速度．(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 圖10 變式題組7．[動力學方法的應用]航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質量m＝0.5kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F＝ 8N，試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上

11、升，設飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g取10m/s2. (1)第一次試飛，飛行器飛行t1＝6s時到達高度H＝36m，求飛行器所受阻力大?。? (2)第二次試飛，飛行器飛行t2＝5s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力，求飛行器能達到的最大高度h.(計算結果保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字) (3)第二次試飛中，為了使飛行器不致墜落地面，求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t3.(計算結果保留兩位有效數(shù)字) 【高考模擬　明確考向】 1．(xx·新課標Ⅱ·14)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．以a表示物

12、塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間的關系的圖象是(　　) 2．(xx·安徽·14)如圖11所示，細線的一端系一質量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細線與斜面平行．在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)(　　) 圖11 A． T＝m(gsinθ＋acosθ)　 FN＝m(gcosθ－asinθ) B．T＝m(gcosθ＋asinθ)　 FN＝m(gsinθ－acosθ) C．T＝m(acosθ－gsinθ)　 F

13、N＝m(gcosθ＋asinθ) D．T＝m(asinθ－gcosθ)　 FN＝m(gsinθ＋acosθ) 3．如圖12所示，輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連，下端與另一質量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2，重力加速度大小為g.則有(　　) 圖12 A．a(chǎn)1＝g，a2＝g B．a(chǎn)1＝0，a2＝g C．a(chǎn)1＝0，a2＝g D．a(chǎn)1＝g，a2＝g 4．(xx·新課標Ⅱ·24)xx年10月，奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空

14、后跳下，經(jīng)過4分20秒到達距地面約1.5km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄．取重力加速度的大小g＝10m/s2. (1)若忽略空氣阻力，求該運動員從靜止開始下落至1.5km高度處所需的時間及其在此處速度的大??； (2)實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關．已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的v—t圖象如圖13所示．若該運動員和所帶裝備的總質量m＝100kg，試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)．(結果保留1位有效數(shù)字) 圖13