基础课2 牛顿第二定律 两类动力学问题//
知识排查
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。加速度的方向与作用力方向相同。 2.表达式:F=ma。 3.适用范围
(1)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)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。
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。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、长度和时间,它们的国际单位分别是kg、m和s。 3.导出单位
由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
两类动力学问题
1.动力学的两类基本问题
第一类:已知受力情况求物体的运动情况。 第二类:已知运动情况求物体的受力情况。 2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下
小题速练
1.思考判断
(1)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度。( )
(2)F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关。( ) (3)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系。( )
(4)物体所受合外力减小,加速度一定减小,速度也一定减小。( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位( ) A.力的单位N C.长度的单位m 答案 ABD
3.[人教版必修1·P86·例2改编]如图1所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=30°,斜面长为7 m。现木块上有一质量为m=1.0 kg 的滑块从斜面顶端下滑,测得滑块在0.40 s内速度增加了1.4 m/s,且知滑块滑行过程中木块处于静止状态,重力加速度g取10 m/s2,求:
B.压强的单位Pa D.加速度的单位m/s2
图1
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小; (2)滑块滑到木块底部时的速度大小。
Δv1.4
解析 (1)由题意可知,滑块滑行的加速度a=Δt=0.40 m/s2=3.5 m/s2。对滑块受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律得mgsin θ-Ff=ma,解得Ff=1.5 N。
(2)根据v2=2ax得v=2×3.5×7 m/s=7 m/s 答案 (1)1.5 N (2)7 m/s
牛顿第二定律的理解和应用
1.牛顿第二定律的性质
2.合力、加速度、速度的关系
(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。
(2)合力与速度夹角为锐角,物体加速;合力与速度夹角为钝角,物体减速。 ΔvF
(3)a=Δt是加速度的定义式,a与v、Δv无直接关系;a=m是加速度的决定式。
1.(多选)下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( ) A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大;; B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大 D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0
解析 物体的速度大小和加速度大小没有必然联系,一个很大,另一个可以很小,甚至为0,物体所受合外力的大小决定加速度的大小,同一物体所受合外力越大,加速度一定也越大,故选项C、D正确。 答案 CD
2.如图2所示,一木块在光滑水平面上受一个恒力F作用而运动,前方固定一个
轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是( )
图2
A.木块将立即做匀减速直线运动 B.木块将立即做变减速直线运动
C.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大 D.在弹簧压缩量最大时,木块的加速度为零 答案 C
3.(2017·上海单科)如图3,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之处于静止状态。忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做( )
图3
A.曲线运动
B.匀速直线运动 D.变加速直线运动
C.匀加速直线运动
解析 在悬线断裂前,小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态,故重力与电场力的合力与拉力等值反向。悬线断裂后,小球所受重力与电场力的合力大小、方向均不变,故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动,选项C正确。 答案 C
牛顿第二定律的瞬时性
两种模型