2012届高三物理一轮复习导学案
三、牛顿运动定律（2）
【课 题】牛顿第二定律
【导学目标】
1．理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。
2．理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义。
【知识要点】
1、内容：物体的加速度a跟_________________成正比，跟______________成反比，加速度的方向跟__________________相同。
2、公式：F合=ma
3、理解要点：
（1）公式F合=ma 左边是物体受到的合外力，右边反映了质量为m的物体在此合力作用下的效果是产生加速度a，它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因，它反映的物理内容就是牛顿第二定律本身，即物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比。
（2）牛顿第二定律的“四性”，即“瞬时性、矢量性、同一性、同时性”。
A、“瞬时性”：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a为某一瞬时的加速度，F即为该时刻物体所受的合力，对同一物体，a与F关系为“同恒变”。
B、“矢量性”：公式F=ma 是矢量式，任一瞬时，a的方向均与合外力方向相同，当合外力方向变化时，a的方向同时变化，且任意时刻两者方向均保持一致。
C、“同一性”：牛顿第二定律的“同一性”有两层意思：一是指加速度a相对于同一个惯性系，一般以大地参考系；二是指式中F、m、a三量必须对应同一个物体或同一个系统。
D、“同时性”：牛顿第二定律中F、a只有因果关系而没有先后之分，F发生变化，a同时变化，包括大小和方向。
E、“独立性”：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。
（3）分力和加速度在各个方向上的分量关系都遵从牛顿第二定律，即：
Fx=max ；Fy=may
（4）F=ma 这种形式只是在一定的单位制里才适用，一般地说F=kma，k是常数，但它的数值却与使用的单位有关，在国际单位制中，即F、m、a分别用N、kg、m/s2作单位，k=1，所以简写为F=ma。
4、牛顿第二定律的适用范围
（1）、适用于惯性参考系 [相对地面静止或匀速运动(即加速度为零)的参考系]。
（2）、适用于宏观物体（相对分子、原子）低速运动（远小于光速）的情况。
【典型剖析】
[例1]一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．若小车向左运动，N可能为零 B．若小车向左运动，T可能为零
C．若小车向右运动，N不可能为零 D．若小车向右运动，T不可能为零
[例2]如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当小车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO＇沿杆方向）（ ）
[例3]物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，则以下关系正确的是（ ）
A．mA＜mB＜mC B．mA＜mB=mC
C．μA=μB=μC D．μA＜μB=μC
[例4] (黑龙江哈九中2011届高三上学期期末考试)如图，两个固定的倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线始终与杆垂直，B的悬线始终竖直向下。则下列说法中正确的是（ ）
A．A环与滑杆无摩擦力
B．B环与滑杆无摩擦力
C．A环做的是匀速运动
D．B环做的是匀加速运动
[例5] (2011上海第31题)如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s 拉至B处。
（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。
【训练设计】
1、(2008南通市八所名校高三联考).如图所示，小球用两根轻质橡皮条悬吊着，且AO呈水平状态，BO跟竖直方向的夹角为α，那么在剪断某一根橡皮条的瞬间，小球的加速度情况是（ ）
A.不管剪断哪一根，小球加速度均是零
B.剪断AO瞬间，小球加速度大小a=gtanα
C.剪断BO瞬间，小球加速度大小a=gcosα
D.剪断BO瞬间，小球加速度大小a=g/cosα
2、（07’广东）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，右位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
3、（09年上海卷）7．图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在 点，另一端和运动员相连。运动员从 点自由下落，至 点弹性绳自然伸直，经过合力为零的 点到达最低点 ，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是（ ）
A、经过 点时，运动员的速率最大
B、经过 点时，运动员的速率最大
C、从 点到 点，运动员的加速度增大
D、从 点到 点，运动员的加速度不变
4、（黄冈中学2011届高三物理力学测试）在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是（ ）
A．匀速上行时b受3个力作用
B．匀加速上行时b受4个力作用
C．若上行过程传送带因故突然停止时，b受4个力作用
D．若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大
5、(2011新课标理综第21题)如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）
6、（上海市静安区2011届高三上学期期末检测试卷）右图是运用DIS测定木块在水平桌面上滑动时（水平方向仅受摩擦力作用）速度随时间变化的v?t图。 根据图像的斜率可以求出木块的加速度。还可以求出的是物理量是（ ）
①木块的位移， ②木块的平均速度，
③木块与桌面的动摩擦因数，④木块克服摩擦力做的功
A．仅① B．仅① ②
C．仅① ② ③ D．① ② ③ ④
6、（2008年上海、物理21．）总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图，试根据图像求（g取10m/s2）
（1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。
（2）估算14s内运动员下落的高度。
（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
