课时2牛顿第二定律两类动力学问题1.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比,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)关系式:F=ma。(3)适用范围:①牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或者匀速运动的参考系。②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况。2.动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求运动情况:已知物体的受力情况,由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学公式,就可以确定物体的运动情况。(2)已知运动情况求受力情况:已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律确定物体的受力情况。3.单位制(1)单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制。(2)基本单位:基本物理量的单位,基本物理量共七个,其中力学有三个,它们是长度、质量、时间,它们的单位分别是米、千克、秒。物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度L米m质量m千克kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n摩[尔]mol发光强度I(Iv)坎[德拉]cd1.(2018山西太原单元检测)关于速度、加速度和合外力之间的关系,下述说法正确的是()。A.做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的B.做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C.物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快D.物体所受合外力为零时,一定处于静止状态答案A2.(2018陕西西安摸底考试)如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材,遇到突发情况时,逃生者可以将安全带系于腰部,通过钢丝绳等安全着陆。如图乙所示,某次演练中,逃生者从距地面72m高处,由静止开始匀加速下滑27m,随后以18m/s的速度匀速运动,紧接着以大小为5m/s2加速度减速,到达地面时速度恰好为零。不计空气阻力,g取10m/s2。求:(1)匀加速下滑的加速度。(2)加速下滑时钢丝绳对逃生者的拉力与重力的比值。解析(1)由运动学公式,知vm2=2a1x1解得a1=6m/s2。(2)逃生者加速下滑时,有mg-T=ma1解得T=4m则Tmg=0.4。答案(1)6m/s2(2)0.43.(2018上海单元检测)在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为()。A.m2·kg·s-4·A-1B.m2·kg·s-3·A-1C.m2·kg·s-2·A-1D.m2·kg·s-1·A-1答案B1.(2018全国卷Ⅰ,15)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()。解析对P受力分析,由牛顿运动定律有F-mg+F弹=ma,F弹=k(x0-x),kx0=mg,联立解得F=ma+kx,对比题给的四个图象,A项可能正确。答案A2.(2018浙江4月选考,3)用国际单位制的基本单位表示能量的单位,下列正确的是()。A.kg·m2/s2B.kg·m/s2C.N/mD.N·m解析根据W=Fs,F=ma,可得J=kg·m/s2·m=kg·m2/s2,A项正确。答案A见《自学听讲》P37一牛顿第二定律的理解和应用1.牛顿第二定律的“五性”2.力、加速度、速度间的关系(1)加速度与力有瞬时对应关系,加速度随力的变化而变化。(2)速度的改变需经历一定的时间,不能突变;加速度可以突变。例1如图甲所示,在一倾角θ=30°的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用细绳悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与木块相对静止,求在细绳:甲(1)沿竖直方向情况下木块下滑的加速度大小。(2)与斜面方向垂直的情况下木块下滑的加速度大小。(3)沿水平方向情况下木块下滑的加速度大小。解析(1)如图乙所示,FT1与mg都是竖直方向的,故不可能有沿斜面的加速度,说明木块沿斜面匀速下滑,此时加速度为零。乙丙丁(2)如图丙所示,FT2与mg的合力必沿加速度方向,即斜面方向,作出平行四边形,可知F合=mgsinθ由牛顿第二定律知a=F合m=gsinθ=g2即加速度沿斜面向下,大小为g2。(3)由于细绳只能产生拉力且沿绳的方向,故小球受力情况如图丁所示,由图可知F合=mgsinθ即a=F合m=gsinθ=2g,方向沿斜面向下。答案(1)0(2)g2(3)2g解决动力学基本问题时对力的处理方法(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)...
