第2課時(shí)牛頓第二定律[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]1.牛頓第二定律的內(nèi)容

物體加速度的大小跟作用力成_____，跟物體的質(zhì)量成_____。加速度的方向與____________相同。2.表達(dá)式：F＝____?？键c(diǎn)一對(duì)牛頓第二定律的理解(d/d)正比反比作用力方向ma3.適用范圍 (1)只適用于_____參考系(相對(duì)地面靜止或__________運(yùn)動(dòng)的參考系)。 (2)只適用于_____物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。慣性勻速直線宏觀4.對(duì)牛頓第二定律的理解【過(guò)關(guān)演練】1.(2013·浙江6月學(xué)考)如圖所示，有人用一簇 氣球使一座小屋成功升空。當(dāng)小屋加速上升 時(shí)，它受到的拉力與重力的關(guān)系是(

) A.一對(duì)平衡力 B.作用力和反作用力 C.拉力小于重力 D.拉力大于重力

解析加速度方向向上，故合力方向向上， 拉力大于重力，選D。

答案D2.(2016·溫州二外期末)一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，用一水平拉力F作用于物體上，使其獲得加速度a，如圖所示，要使該物體的加速度變?yōu)?a，應(yīng)采用的正確方法是(

) A.將拉力變?yōu)?F B.將拉力變?yōu)?ma C.將拉力變?yōu)?3ma＋μmg) D.將拉力變?yōu)?(F－μmg)答案C[要點(diǎn)突破]1.運(yùn)用牛頓第二定律解題的一般步驟 ①確定研究對(duì)象。 ②進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫(huà)出受力的示意圖。 ③建立直角坐標(biāo)系，或選取正方向，寫(xiě)出已知量，根據(jù)定律列方程。 ④統(tǒng)一已知量單位，代值求解。 ⑤檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解。2.牛頓第二定律常用方法 (1)矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物體所受合外力的方向，反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力。 (2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體的合外力。應(yīng)用牛頓第二定律求加速度，在實(shí)際應(yīng)用中常將受力分解，且將加速度所在的方向選為x軸或y軸，有時(shí)也可 分解加速度，即

?！纠}】

如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶 梯上，扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動(dòng)，a與水 平方向的夾角為θ。求人受的支持力和摩擦力。解析以人為研究對(duì)象，他站在減速上升的扶梯上，受到豎直向下的重力mg和豎直向上的支持力FN，還受到水平方向的靜摩擦力F靜，由于扶梯斜向下的加速度有一個(gè)水平向左的分量，故可判斷靜摩擦力的方向?yàn)樗较蜃螅耸芰θ鐖D(a)所示，建立如圖所示的坐標(biāo)系，并將加速度分解為水平方向加速度ax和豎直方向加速度ay，如圖(b)所示，則ax＝acosθ，ay＝asinθ。由牛頓第二定律得F靜＝max，mg－FN＝may求得F靜＝macosθ，方向水平向左，F(xiàn)N＝m(g－asinθ)，方向豎直向上。答案m(g－asinθ)，方向豎直向上macosθ，方向水平向左[精練題組]1.如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，物體在7N的水平拉力作用下獲得的加速度大小為(g取10m/s2)(

) A.0 B.5m/s2 C.8m/s2 D.12m/s2答案B2.人站在地面，豎直向上提起質(zhì)量為1kg的物體，物體獲得的加速度為5m/s2(g取10m/s2)。則此過(guò)程中人對(duì)物體的作用力為(

) A.5N B.10N C.15N D.20N

解析根據(jù)牛頓第二定律，物體豎直方向上有F－mg＝ma，求得F＝15N。

答案C3.如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10m/s2)(

) A.0 B.4m/s2，水平向右 C.2m/s2，水平向左 D.2m/s2，水平向右答案B答案D5.如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成θ＝37°角，一裝潢工人手持木桿梆著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為10N，刷子的質(zhì)量m＝0.5kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)＝4m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。試求： (1)刷子沿天花板向上的加速度大??； (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間。答案(1)2m/s2(2)2s[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型：考點(diǎn)二牛頓第二定律的瞬時(shí)性(d/d)【過(guò)關(guān)演練】1.如圖所示，物體在力F的作用下沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻突然撤去外力F，關(guān)于物體此后的運(yùn)動(dòng)情況，下列判斷正確的是() A.停止運(yùn)動(dòng) B.做勻速運(yùn)動(dòng) C.做勻加速運(yùn)動(dòng) D.做勻減速運(yùn)動(dòng)

答案B2.如圖所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為(取向下為正方向)(

) A.0，g B.－g，g C.－2g，g D.2g，0答案C[要點(diǎn)突破]要點(diǎn)求瞬時(shí)加速度的基本思路1.首先，確定該瞬時(shí)物體受到的作用力，還要注意分析物體在這一瞬時(shí)前、后的受力及其變化情況。2.由牛頓第二定律列方程，求解瞬時(shí)加速度。答案B[精練題組]1.如圖所示，對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力，當(dāng)力剛開(kāi)始作用的瞬間(

) A.物體立即獲得速度 B.物體立即獲得加速度 C.物體同時(shí)獲得速度和加速度 D.由于物體沒(méi)有來(lái)得及運(yùn)動(dòng)，因此速度和加速度都為零解析物體受重力、支持力與水平拉力F三個(gè)力的作用，重力和支持力合力為零，因此物體受的合力即水平拉力F。由牛頓第二定律可知，力F作用的同時(shí)物體立即獲得了加速度，但是速度還是零，因?yàn)楹狭與速度無(wú)關(guān)，而且速度只能漸變不能突變。所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B2.原來(lái)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的合外力逐漸減小時(shí)(

) A.加速度將減小，速度也減小 B.加速度將減小，速度在增加 C.加速度和速度都保持不變 D.情況復(fù)雜，加速度和速度的變化均無(wú)法確定

解析物體原來(lái)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以合外力逐漸減小時(shí)，加速度也逐漸減小，而速度仍在增加。

答案B答案C4.(多選)正在加速上升的氣球，下面懸掛重物的繩子突然斷開(kāi)，此時(shí)() A.重物的加速度立即發(fā)生改變 B.重物的速度立即發(fā)生改變 C.氣球的速度立即改變 D.氣球的加速度立即增大

解析速度不能突變，加速度隨力的變化而立即變化。

答案AD答案BD【方法總結(jié)】求解瞬時(shí)加速度問(wèn)題關(guān)鍵1.區(qū)分兩種不同的彈力模型：輕彈簧(兩端有物體連著)彈力不會(huì)突變，其他彈力會(huì)突變。2.注意分析清楚物體在瞬間前后受力情況。[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]1.已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況；

由受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況，處理這類(lèi)問(wèn)題的基本思路是先求出幾個(gè)力的合力，由牛頓第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)公式求出速度或位移等?？键c(diǎn)三動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題(d/d)2.已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。

由物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況，處理這類(lèi)問(wèn)題的基本思路是已知加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四邊形定則)或正交分解法。3.動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題

運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系包括兩類(lèi)基本問(wèn)題，分析思路如下。

說(shuō)明：解決兩類(lèi)基本問(wèn)題的方法：以_______為橋梁，由______________和____________列方程求解。加速度加速度加速度牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式【過(guò)關(guān)演練】1.(2014·浙江1月學(xué)考)有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)能通過(guò)控制油門(mén)使汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某品牌轎車(chē)連同司機(jī)在內(nèi)總質(zhì)量為m＝1500kg，當(dāng)轎車(chē)受到大小為F1＝500N的牽引力時(shí)恰好在水平路面上勻速行駛。現(xiàn)司機(jī)通過(guò)控制油門(mén)使轎車(chē)受到F2＝2000N的牽引力，從v0＝5m/s開(kāi)始加速。假設(shè)轎車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力保持不變，試求： (1)轎車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的阻力大??； (2)轎車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??； (3)轎車(chē)開(kāi)始加速后3s內(nèi)通過(guò)的位移大小。答案(1)500N(2)1m/s2(3)19.5m2.(2015·浙江1月學(xué)考)航天飛機(jī)著陸時(shí)速度很大，可以用阻力傘使它減速，如圖所示。假設(shè)一架質(zhì)量為m的航天飛機(jī)在一條水平直跑道上著陸，著陸時(shí)速度為v0，著陸的同時(shí)立即打開(kāi)阻力傘，減速過(guò)程所經(jīng)時(shí)間為t，假定航天飛機(jī)著陸過(guò)程中所受阻力不變，問(wèn)： (1)這條跑道至少要多長(zhǎng)？ (2)著陸過(guò)程所受阻力是多大？[要點(diǎn)突破]要點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)問(wèn)題的解題步驟1.明確研究對(duì)象。根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，選出被研究的物體。2.分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，畫(huà)好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。3.明確問(wèn)題性質(zhì)：由運(yùn)動(dòng)求力，需先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，然后根據(jù)受力分析結(jié)合牛頓第二定律求力；由受力求運(yùn)動(dòng)，需先根據(jù)受力分析求出加速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求位移或速度?！纠?】

(2016·4月浙江選考)如圖是上海中心 大廈，小明乘坐大廈快速電梯，從底層到達(dá) 第119層觀光平臺(tái)僅用時(shí)55s。若電梯先以加 速度a1做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度18m/s， 然后以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)，最后以加速度a2

做勻減速運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)觀光平臺(tái)。假定觀光 平臺(tái)高度為549m。 (1)若電梯經(jīng)過(guò)20s勻加速達(dá)到最大速度，求加速度a1及上升高度h； (2)在(1)問(wèn)中的勻加速上升過(guò)程中，若小明的質(zhì)量為60kg，求小明對(duì)電梯地板的壓力； (3)求電梯勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。答案(1)0.9m/s2180m(2)654N(3)6s要點(diǎn)二多過(guò)程問(wèn)題的處理方法1.將復(fù)雜物理過(guò)程分解為幾個(gè)子過(guò)程。2.分析每一個(gè)子過(guò)程中物體受力情況、運(yùn)動(dòng)情況、約束條件。3.注意子過(guò)程之間的聯(lián)系，可以從時(shí)間、位移、速度等方面尋找。4.注意畫(huà)好受力分析圖和運(yùn)動(dòng)示意圖?！纠?】

如圖所示，傾角為30°的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接?，F(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，最終停在水平面上的C點(diǎn)。已知A點(diǎn)距水平面的高度h＝0.8m，B點(diǎn)距C點(diǎn)的距離L＝2.0m。(滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)沒(méi)有能量損失，取g＝10m/s2)求： (1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度； (2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (3)滑塊從A點(diǎn)釋放后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝1.0s時(shí)速度的大小。(3)設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，vmax＝a1t1，得t1＝0.8s，由于t>t1，故滑塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t－t1＝0.2s，設(shè)t＝1.0s時(shí)速度大小為v，則v＝vmax－a2(t－t1)解得：v＝3.2m/s。答案(1)4m/s

(2)0.4

(3)3.2m/s答案A2.假設(shè)汽車(chē)突然緊急制動(dòng)后所受到的阻力的大小與汽車(chē)所受的重力的大小差不多，當(dāng)汽車(chē)以20m/s的速度行駛時(shí)突然制動(dòng)，它還能繼續(xù)滑動(dòng)的距離約為(

) A.40m B.20m C.10m D.5m答案B3.質(zhì)量為1t的汽車(chē)在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛，阻力大小不變。從某時(shí)刻開(kāi)始，汽車(chē)牽引力減少2000N，那么從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)6s，汽車(chē)行駛的路程是(

) A.50m B.42m C.25m D.24m答案C4.如圖所示，一傾角為α的光滑斜面固定 在水平地面上，質(zhì)量m＝1kg的物體在 平行于斜面向上的恒力F作用下，從A

點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即撤 去拉力F。此后，物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零。每隔0.2s通過(guò)傳感器測(cè)得物體的瞬時(shí)速度，