高考物理总复习 第18讲 牛顿第二定律的应用能力提升学案 新人教版必修1.doc

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1、第十八讲牛顿第二定律的应用—两类基本问题考点一从受力情况确定运动情况核心内容从受力情况确定运动情况的方法与步骤：①确定研究对象，分析受力情况，并画出受力图；②建立正交坐标系，分解不在坐标轴上的力；③依牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；④结合物体的初始条件，依据运动学公式，求出所需的物理量；⑤对计算结果讨论分析，得出正确的结果。【考题1】民航客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机外，一般还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来，如图18-1所示．某机舱离气囊底端的竖直高度AB＝3．0m，

2、气囊构成的斜面长AC＝5．0m，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．一个质量m＝60kg的人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ＝0．5．不计空气阻力，g取10m／s2，求：(1)人从斜坡上滑下时的加速度大小；(2)人滑到斜坡底端时的速度大小；(3)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下?【解析】(1)物体受力情况如图l8—2所示．由牛顿运动定律解得(2)由得：(3)由牛顿运动定律有，得由得：【变式1-1】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放人风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径(如图l8—3所示)(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的

3、大小，使小球在杆上匀速运动．这时小球所受的风力为小球所受重力的0．5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离x所需时间为多少?(sin370＝0．6，cos370＝0．8)【变式1-2】如图l8—4所示，质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝370。力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了l．25秒钟后，速度减为零．求物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x．(已知sin370＝0．6，cos370＝0．8，g取10

4、m／s2)考点二从运动情况确定受力情况核心内容1.解决这类问题是解决第一类问题的逆过程。但要注意：①由运动学公式所求的加速度，要特别注意方向，从而确定合外力的方向，不能把加速度方向与速度方向相混淆；②解题过程中，没有必要求出合力，只要严格按照牛顿第二定律的解题步骤列方程求解，即可得到所需要的求解结果。2．牛顿运动定律的应用步骤(1)审清题意明确已知量与所求量，从而确定研究对象；(2)分析对象的受力情况与运动情况；(3)建立适当的直角坐标系，将力与加速度按矢量运算法则进行正交分解；(4)沿各坐标轴方向列出动力学方程．最后统一单位，代入数值求解．3．应用牛顿运动定律解题时应注意的问题(1)若只受两

5、个力，可以用平行四边形法则求其合力；若受力较多，一般用正交分解法求其合力；若物体做直线运动，一般把力沿运动方向和垂直于运动方向分解；若求加速度，一般要沿着加速度方向分解力；若求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度．(2)由于物体的受力情况(特别是摩擦力、弹力之类的被动力)与运动状态有关．所以受力分析和运动分析往往同时考虑，交叉进行，在画受力分析图时，把所受的外力画在物体上(也可把物体视为质点，画在一点上)，把v0和a的方向标在物体的旁边，以免混淆不清．(3)建立坐标系时应注意：①若物体所受外力都在同一直线上，应建立一维坐标系，也就是选一个正方向就行了．如果物体所受外力在同一平面上，应建立二维直

6、角坐标系．②仅用牛顿第二定律就能解答的问题，通常选加速度a的方向和垂直于a的方向作为坐标轴的正方向；综合应用牛顿定律和运动学公式才能解答的问题，通常选初速度V0的方向和垂直于v0的方向为坐标轴正方向．否则易造成“＋”“一”号的混乱．③若所解答的问题中涉及物体运动的位移或时间，通常把所研究的物理过程的起点作为坐标原点。【考题2】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3．2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5．0m高处．已知运动员与网接触的时间为1．2s．若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大

7、小．(g取10m／s2)【解析】将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为，(方向向下)．弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小为，(方向向上)．速度的改变量的方向竖直向上．以a表示加速度，Δt表示接触时间，则Δv＝aΔt．接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg作用．由牛顿第二定律得F—mg＝ma，由以上各式解得【答案】l．5×103N．【变式2—1】如图l8