牛頓運動定律第三章第2講牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓(xùn)02考點各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧1一、牛頓第二定律1．內(nèi)容物體的加速度跟所受____________成正比，跟物體的________成反比，加速度的方向跟__________的方向一致．2．表達(dá)式：F合＝ma(1)式中F、m、a都使用國際單位制單位．(2)定義了力的單位——牛頓．定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的作用力為1N，即1N＝1kg·m/s2.合外力質(zhì)量合外力3．物理意義反映了物體運動的________與合外力的關(guān)系且這種關(guān)系是瞬時對應(yīng)的．4．適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于________參考系(相對于地面靜止或____________運動的參考系)．(2)牛頓第二定律只適用于________物體(相對于分子、原子)、低速運動(遠(yuǎn)小于光速)的情況．加速度

慣性勻速直線宏觀夯基題組1．(2017年鹽城模擬)建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10m/s2)(

)A．510N

B．490N

C．890N

D．910N【答案】B【解析】對建筑材料進(jìn)行受力分析．根據(jù)牛頓第二定律有F－mg＝ma，得繩子的拉力大小等于F＝210N，然后再對人受力分析由平衡的知識得Mg＝F＋FN，得FN＝490N，根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面的壓力為490N，B對．二、合外力、加速度和速度的關(guān)系1．三者關(guān)系如下表所示物理意義變化規(guī)律方向合外力物體所受的各個力的矢量和由物體所受的各個力的大小與方向的變化情況共同決定按照平行四邊形定則計算得出合外力的方向加速度表示速度變化快慢的物理量由物體所受合外力的變化來確定由合外力方向決定速度表示物體運動快慢的物理量由物體的加速度的變化來決定與加速度方向沒有必然的聯(lián)系．在直線運動中，物體加速運動，加速度與速度同向；物體減速運動，加速度與速度反向2.速度大小的變化與加速度的關(guān)系當(dāng)a與v同向時，v______；當(dāng)a與v反向時，v______.而加速度大小由合外力的大小決定，所以要分析v、a的變化情況，必須先分析物體受到的________的變化情況．增大減小外力夯基題組2．(2017年惠州模擬)如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力作用而運動，前方固定一根彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后(

)A．將立即做變減速運動B．將立即做勻減速運動C．在一段時間內(nèi)仍然做加速運動，速度繼續(xù)增大D．在彈簧處于最大壓縮量時，物體的加速度為零【答案】C【解析】剛接觸時，彈簧彈力小于恒力，所以做加速度減小的加速運動；一段時間后，彈力剛好等于恒力；這之后開始做加速度增大的減速運動直至速度為零．三、動力學(xué)的兩類基本問題1．動力學(xué)的兩類基本問題(1)由受力情況判斷物體的____________．(2)由運動情況判斷物體的____________．2．解決兩類基本問題的方法：以________為橋梁，由運動學(xué)公式和________________列方程求解．運動情況受力情況加速度牛頓第二定律夯基題組3．(2017屆北京校級模擬)如圖，在傾角為α的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長木板，木板上站著一只貓．已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍．當(dāng)繩子突然斷開時，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對斜面的位置不變．則此時木板沿斜面下滑的加速度為(

)【答案】C考點各個擊破21．矢量性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a同向．2．瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻，即a為某時刻的加速度時，F(xiàn)為該時刻物體所受的合外力．3．因果性F是產(chǎn)生加速度a的原因，加速度a是F作用的結(jié)果．考點1對牛頓第二定律的理解4．同一性(1)加速度a是相對同一個慣性系的(一般指地面)．(2)F＝ma中，F(xiàn)、m、a對應(yīng)同一個物體或同一個系統(tǒng)．(3)F＝ma中，各量統(tǒng)一使用國際單位．5．獨立性(1)作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F＝ma.(2)物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和．(3)分力和加速度在各個方向上對應(yīng)的分量也滿足F＝ma，即Fx＝max，F(xiàn)y＝may.6．相對性牛頓第二定律相對于慣性系成立，物體的加速度必須是相對于地球靜止或勻速直線運動的參考系．7．局限性：只適用于低速運動，不適用于高速運動；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．例1

(2017屆江西自主招生)我國蹦床隊剛剛組建一年多時間，已經(jīng)在國際大賽中取得了驕人的成績，前不久又載譽歸來．蹦床運動是一種觀賞性很強(qiáng)的運動，假如運動員從某一高處下落到蹦床后又被彈回到原來的高度，運動員從開始下落到彈回原來高度的整個過程中，他的速度隨時間的變化規(guī)律如圖所示，其中Oa段和cd段為直線，則根據(jù)此圖像可知運動員(

)A．在0～t1時間處于平衡狀態(tài)B．在t1～t2時間內(nèi)處于超重狀態(tài)C．在t2～t4時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．在t3時刻處于平衡狀態(tài)解析：在0～t1時間內(nèi)，運動員做自由落體運動，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；在t1～t2時間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運動，加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；在t2～t4時間內(nèi)，運動員做加速度越來越大的減速運動，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，故C正確；速度－時間圖像的斜率表示加速度，t3時刻斜率不為零，即加速度不為零，不是平衡狀態(tài)，故D錯誤．答案：C練1

(多選)(2016年肇慶模擬)如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點后釋放，使物體在A、B之間往復(fù)振動，若此過程物體受到的摩擦力可忽略，則物體(

)A．在A點剛釋放時加速度最大B．在A、B兩點加速度相同C．從O到B過程中，加速度大小逐漸增大D．從O到B過程中，加速度方向指向B點【答案】AC【解析】在A點剛釋放時，彈簧的壓縮量最大，彈力最大，由牛頓第二定律可知，此時的加速度最大，故A正確；物體在A點時彈簧處于壓縮狀態(tài)，而在B點時彈簧處于伸長狀態(tài)，顯然彈簧對物體的彈力方向相反，故物體在A、B兩點的加速度不同，B錯誤；從O到B的過程中，彈簧的伸長量越來越大，彈力方向水平向左，且越來越大，故物體的加速度方向水平向左，且越來越大，C正確、D錯誤．1．矢量性：加速度a與合外力F合都是矢量，且方向總是相同．2．瞬時性：加速度a與合外力F合同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，是瞬時對應(yīng)的．3．同體性：加速度a與合外力F合是對同一物體而言的兩個物理量．4．獨立性：作用于物體上的每個力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律，而物體的合加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，合加速度總是與合外力相對應(yīng)．5．相對性：物體的加速度是對相對地面靜止或相對地面做勻速運動的物體而言的．1．動力學(xué)兩類基本問題的分析流程圖考點2動力學(xué)的兩類基本問題2．應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對象．根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．(2)進(jìn)行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫好受力分析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程．(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系．通常以加速度的方向為正方向或以加速度的方向為某一坐標(biāo)軸的正方向．(4)求合外力F合．特別提醒：(1)獨立性原理是牛頓第二定律正交分解法的基礎(chǔ)，根據(jù)獨立性原理，把物體所受的各力分解在相互垂直的方向上，在這兩個方向分別依據(jù)牛頓第二定律列方程．這就是牛頓第二定律的正交分解法．(2)在應(yīng)用牛頓第二定律時，一般情況是將力進(jìn)行分解，有時也會分解加速度，要視具體情況靈活應(yīng)用．例2

(2016年四川卷)避險車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動坡床視為水平面夾角為θ的斜面．一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓玻?dāng)車速為23m/s時，車尾位于制動坡床的低端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動了4m時，車頭距制動坡床頂端38m，再過一段時間，貨車停止．已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍．貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cosθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2.求：(1)貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向；(2)制動坡床的長度．解析：(1)對貨物：μmgcosθ＋mgsinθ＝ma1，a1＝5m/s2，方向沿斜面向下．(2)對貨車：0.44(m＋4m)g＋4mgsinθ－μmgcosθ＝4ma2，解得a2＝5.5m/s2.練2兩個物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑的水平面上，如圖所示，對物體A施以水平的推力F，使A、B一起向右加速運動，則物體A對物體B的作用力等于(

)應(yīng)用牛頓第二定律解答動力學(xué)問題時，首先要對物體的受力情況及運動情況進(jìn)行分析，確定題目屬于動力學(xué)中的哪類問題，不論是由受力情況求運