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高考总复习牛顿第二定律两类动力学问题PPT课件

(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行 器所受阻力Ff的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立 即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h.
[解析] (1)由H=12at2得:a=2 m/s2 由F-Ff-mg=ma得:Ff=4 N (2)前6 s向上做匀加速运动 最大速度:v=at=12 m/s 上升的高度:h1=12at2=36 m 然后向上做匀速减运动 加速度a2=Ff+mmg=12 m/s2 上升的高度h2=2va22=6 m 所以上升的最大高度:h=h1+h2=42 m
问题探究1 公式a=mF和a=ΔΔvt 有什么区别?
[提示]
公式a=
F m
是加速度的决定式,a与F和m有正反比关系;
而公式a=ΔΔvt 是加速度的定义式,a与Δv和Δt无关.
2.两类动力学问题 牛顿第二定律将物体的运动情况和受力情况联系起来. (1)已知物体的受力情况,求物体的运动情况. (2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况. 3.单位制 (1)单位制 由基本单位和导出单位一起构成单位制. ①基本单位 人为选定的基本物理量的单位. 在力学中,选定长度、时间和质量三个物理量的单位为基本单位 .在物理学中共有七个基本单位.
要点二 解决动力学两类问题的基本方法和步骤 1.基本方法 (1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点,如果是比较复 杂的问题,应该明确整个物理现象是由几个物理过程组成的,找出相邻 过程的联系点,再分别研究每一个物理过程. (2)根据问题的要求和计算方法,确定研究对象,进行分析,并画 出示意图.图中应注明力、速度、加速度的符号和方向.对每一个力都 应明确施力物体和受力物体,以免分析力时有所遗漏或无中生有. (3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解,通常先用表示物理量的 符号运算,解出所求物理量的表达式来,然后将已知物理量的数值及单 位代入,通过运算求结果.应事先将已知物理量的单位都统一采用国际 单位制中的单位.
(4)分析流程图
2.应用牛顿第二定律的解题步骤 (1)明确研究对象.根据问题的需要和解题的方便,选出被研究的 物体. (2)分析物体的受力情况和运动情况,画好受力分析图,明确物体 的运动性质和运动过程. (3)选取正方向或建立坐标系,通常以加速度的方向为正方向或以 加速度方向为某一坐标轴的正方向. (4)求合外力F合. (5)根据牛顿第二定律F合=ma列方程求解,必要时还要对结果进 行讨论.
[解析] 设弹簧的压缩量为x.由牛顿第二定律可知,kx-μmg=m a.随x的变小,物体的加速度逐渐变小,但开始阶段,a、v同向,物体 速度增大,当kx=μmg时,a=0,此时弹簧处于压缩状态,物体还未到 达B点,之后a反向增大,物体向右减速,直到C点,物体至B点时,仍有 合外力μmg,故只有C正确,A、B、D均错误.
A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小 B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变 C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动 D.物体在B点受合外力为零
[思路诱导] (1)速度增大或减小是由加速度与速度的方向关系决 定的.
(据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系,推导出的物理 量的单位. (2)在中学阶段国际单位制中的基本物理量和基本单位
问题探究2 在计算时,各物理量单位应如何计算? [提示] 在计算的时候,如果所有的已知量都用同一种单位制中 的单位来表示,那么,只要正确地应用物理公式,计算的结果就总是用 这个单位制中的单位来表示,而在计算过程中不必所有的物理量都带单 位.
(1)加速度起到了力和运动间的“桥梁”作用,即无论哪类动力学 问题,分析时都要“经过”加速度.
(2)物体的运动情况由受力情况及物体运动的初始情况共同决定.
(2011·济南模拟)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m
=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由
静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.
(对应学生用书P44) 要点一 对牛顿第二定律的理解
1.矢量性 牛顿第二定律的公式是矢量式,任一瞬间,a的方向均与F合方向 相同,当F合方向变化时,a的方向同时发生变化,且始终保持相同,F合 与a的同向性是我们根据受力判断运动和根据运动判断受力的重要依据 .
2.瞬时性 加速度与力有瞬时的对应关系.F合=ma中的a为任一瞬时F产生 的加速度,对同一物体,力一旦发生改变,对应的加速度也同时改变, 由于力可以突变,所以加速度也可以突变,应注意力的瞬间效果是加速 度而不是速度. 3.独立性 当物体同时受到几个力作用,每个力都使物体在该力方向产生一 个加速度,如同其它力不存在一样,物体的实际加速度是几个加速度的 矢量和.
(对应学生用书P43) 一、牛顿运动定律(Ⅱ) 1.牛顿第二定律 (1)内容 物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比. 加速度 的方向跟作用力的方向相同. (2)表达式:F=ma. (3)物理意义 反映了物体运动的加速度与合外力的关系,且这种关系是瞬时对 应的.
(4)适用范围 ①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运 动的参考系). ②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运 动(远小于光速)的情况.
4.同一性 (1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面). (2)F=ma中,F、m、a对应同一物体或同一系统. (3)F=ma中,各量统一使用国际单位制单位.
(2011·哈尔滨模拟)如右图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点 ,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B点,让小物体m把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦 因数恒定.下列说法正确的是( )
[答案] C
(1)分析物体运动时,要养成科学分析的习惯,即将这一过程划分 为几个不同的过程,中间是否存在转折点,找到了转折点就可以知道物 体的前后过程是怎样运动的了.(2)这一类动态分析的题是难点,又是重 点,要在分析受力上下功夫,同时要特别注意转折点上物体的速度方向 (因为它是下一阶段的初始条件).(3)弹簧这种能使物体受力连续变化的 模型,在物理问题中经常遇到,因此要重点掌握.
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