高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第3讲牛顿第二定律的应用2教学案（含解析）

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1、第3讲　牛顿第二定律的应用(2)Ø考点互动探究　考点一　瞬时问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后的瞬时作用力是否变化．注意“线”“绳”“轻弹簧”“橡皮绳”等理想模型的特点：(1)质量和重力均可视为等于零，且一根绳、线、轻弹簧、橡皮绳中各点的张力大小相等；(2)无论线和绳受力多大，其长度都不变，线和绳中的张力可以突变；(3)弹簧既能承受拉力，也能承受压力，橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力；(4)由于弹簧和橡皮绳受力时改变状态需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变．1如图381所示，水平粗糙桌面上有a、b两个小滑块，两滑块之间连接一弹簧，弹簧原长为L，劲度系数为k，a、b

2、的质量均为m.现用水平恒力F拉滑块b，使a、b一起在桌面上匀加速运动，已知弹簧在弹性限度内，两滑块与桌面间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是(　　)图381A．a、b间的距离为L＋B．撤掉F的瞬间，a、b的加速度一定都增大C．若弹簧与a连接处突然断开，a、b的加速度一定都增大D．撤掉F的瞬间，a的加速度不变，b的加速度一定增大答案：D　[解析]设弹簧伸长量为x，两滑块一起匀加速运动，对于整体，由牛顿第二定律有F－2μmg＝2ma，对a，有kx－μmg＝ma，解得x＝，故两滑块之间的距离是s＝L＋，A错误．若弹簧与a连接处突然断开，则a的加速度大小aa＝＝μg，b的加速度ab＝＝－μg，故b的加

3、速度一定增大，而a的加速度不一定增大，C错误．撤掉F的瞬间，a的受力情况未变，加速度不变，而b的加速度ab＝＝＝a＋2μg，可知b的加速度一定增大，D正确，B错误．式题[2015·武汉模拟]如图382所示，细线连接着A球，轻质弹簧两端连接着质量相等的A、B两球，它们在倾角为θ的光滑斜面体C上静止，弹簧与细线均平行于斜面．C的底面粗糙，在水平地面上能始终保持静止．在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　)图382A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsinθB．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsinθC．C对地面的压力等于A、B和C的重力之和D．地面对C无摩擦力答案：B　[解析

4、]系统静止时，B受重力、支持力及沿斜面向上的弹簧弹力作用，弹力kx＝mgsinθ，A受重力、支持力、沿斜面向下的弹簧弹力及沿斜面向上的线的拉力作用，线的拉力T＝2mgsinθ，细线被烧断的瞬间，弹簧弹力不变，线的拉力消失，所以B球受力仍然平衡，加速度为零，对A球，根据牛顿第二定律有kx＋mgsinθ＝maA，解得加速度aA＝2gsinθ，方向沿斜面向下，选项A错误，B正确；细线烧断的瞬间，对C受力分析，可得地面对斜面体的支持力FN＝mCg＋2mgcos2θ，地面对斜面体有向左的静摩擦力，选项C、D错误．■注意事项物体的运动情况和受力情况是时刻对应的，当外界条件发生变化时，必须重新进行受力分析和

5、运动分析，加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变．对于弹簧、橡皮绳等发生明显形变而产生的弹力，不能发生突变；而对于轻绳、桌面等发生不明显形变而产生的弹力，能够发生突变．　考点二　牛顿第二定律与运动图像的综合常见图像：vt图像、at图像、Ft图像、Fa图像等．(1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点．(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交点等．(3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面

6、积等的物理意义，确定从图像中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点．2如图383甲所示，一个可视为质点的质量m＝2kg的物块在粗糙水平面上滑行，经过A点时物块速度为v0＝12m/s，与此同时对其施加一与运动方向相反的恒力F，此后物块速度随时间变化的规律如图乙所示，g取10m/s2.(1)求物块与水平面之间的动摩擦因数μ和所施加的恒力F的大小；(2)从施加恒力F开始，求物块再次回到A点时的速度大小．图383[解析](1)由图像可知，0～2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小a1＝6m/s2由牛顿第二定律，有F＋μmg＝ma12～4s内物体做反方向的匀加速直线运动，加速度大小a2＝

7、2m/s2由牛顿第二定律，有F－μmg＝ma2联立解得F＝8N，μ＝0.2(2)由vt图像可得，匀减速阶段的位移x＝12m反方向匀加速运动的位移x＝解得速度vA＝4m/s＝6.9m/s.式题1如图384所示，置于光滑水平面上的物块在水平恒力F的作用下由静止开始运动，其速度v、动能Ek及拉力的功率P随时间t或位移x的变化图像可能正确的是图385中的(　　)图384图385答案：C　[解析]物块在水平