第三章 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教师用书word （新教材，鲁科版，福建专用）

第2讲　牛顿第二定律　两类动力学问题 (对应学生用书第47页) 本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析 2021·全国甲卷,T20 以物体沿固定斜面向上、向下滑动为背景考查牛顿第二定律的应用(学习探索问题情境) 本讲是动力学的基础,也是高考常考内容,单独命题多以生产、生活、交通运输等为背景考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的基本规律应用,题型多为选择题;更多的命题方式是和动量、能量相结合,以计算题形式综合考查学生应用规律解决实际问题的能力。 2021·广东卷,T13 以算盘的原理为背景考查牛顿第二定律的应用 (生活实践问题情境) 2021·全国乙卷,T24 以篮球运动员拍球为背景考查牛顿第二定律的应用(生活实践问题情境) 2021·山东卷,T12 电磁感应中牛顿第二定律的应用 (学习探索问题情境) 2021·湖南卷,T3 以“复兴号”动车组的启动为背景考查牛顿第二定律的应用(生活实践问题情境) 2021·湖南卷,T8 以弹簧连接两物块为背景考查牛顿第二定律的应用(学习探索问题情境) (对应学生用书第48页) 一、牛顿第二定律、单位制 1.牛顿第二定律 (1)内容:物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比,与物体的质量成反比。加速度方向与合外力方向相同。 (2)表达式a=或F=ma。 (3)适用范围:适用于惯性参考系中宏观物体的低速运动。 2.单位制 (1)单位制由基本单位和导出单位组成。 (2)基本单位:基本量的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、长度,它们的国际单位分别是千克、秒、米。 (3)导出单位:根据物理学关系式由基本量推导出的其他物理量的 单位。 二、动力学两类基本问题 1.两类动力学问题 (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。 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: 1.(粤教版必修第一册第127页第1题改编)第26届国际计量大会表决通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议,摩尔等4个SI基本单位的定义将改由常数定义。下列各组单位中,属于国际单位制基本单位的是(　A　) A.kg　m　A B.kg　s　N C.m　s　N D.s　A　T 解析:kg、m、A是国际单位制中的基本单位,故A正确;N、T是导出单位,故B、C、D错误。 2.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,物块2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g,则有(　C　) A.a1=a2=a3=a4=0 B.a1=a2=a3=a4=g C.a1=a2=g,a3=0,a4=g D.a1=g,a2=g,a3=0,a4=g 解析:在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自所受重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a4==g,所以C正确。 (对应学生用书第48～51页) 考点一　对牛顿第二定律的理解 1.牛顿第二定律的五个性质 (1)同体性:式中合力F、质量m、加速度a对应同一物体。 (2)独立性:作用在物体上的每一个力都可以产生一个加速度,物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和。 (3)瞬时性:加速度与合力F是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失。 (4)矢量性:加速度方向与合力的方向相同,表达式是矢量式。 (5)因果性:力是产生加速度的原因。 2.合力、加速度、速度间的决定关系 (1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为零,不管速度大小,物体都有加速度。 (2)a==是加速度的定义式,a与Δv、Δt无直接关系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。 (3)合力与速度同向时,物体做加速运动;合力与速度反向时,物体做减速运动;合力与速度不共线时,物体做曲线运动,但合力与速度无必然联系。 [例1] (2021·湖南月考)蹦床比赛项目中,若蹦床对运动员的弹力大小与其下压的形变量呈线性关系,且比赛全程蹦床始终处于弹性限度内,取运动员上升的最高点为坐标原点,以竖直向下为y轴正方向,忽略空气阻力。从运动员某次上升到最高点时开始计时,从最高点下降到最低点的过程中用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间,下列描述速度v与时间t,加速度a与竖直位置坐标y的关系图像