1、专题二牛顿定律的应用专题二牛顿定律的应用考向考向1 1动力学基本问题动力学基本问题研透真题研透真题破题有方破题有方(多选多选)(2016)(2016全国卷全国卷)两实心小球甲和乙由同一种材料制成两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则则()A.A.甲球用的时间比乙球长甲球用的时间比乙球长B.B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小甲球末速度的大小大于乙球末
2、速度的大小C.C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D.D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 【真题解码真题解码】(1)(1)审题破题眼审题破题眼:(2)(2)命题陷阱点命题陷阱点:陷阱陷阱1:1:分析加速度时分析加速度时,只考虑到阻力与半径成正比只考虑到阻力与半径成正比,而忽略质量不同而忽略质量不同;陷阱陷阱2:2:分析做功时分析做功时,忽略忽略“下落距离相同下落距离相同”这一条件。这一条件。B B、D D设小球的密度为设小球的密度为,其质量其质量m=,m=,设阻力与球的半径的比值为设阻力与球的半径的比值为
3、k,k,根据根据牛顿第二定律得牛顿第二定律得:a=,:a=,由此可见由此可见,由由m m甲甲mm乙乙,甲甲=乙乙,r,r甲甲 r r乙乙可知可知a a甲甲aa乙乙,选项选项C C错误错误;由于两球由静止下落由于两球由静止下落,两小球下落相同的距离则由两小球下落相同的距离则由x=x=at at2 2,t,t2 2=,t=,t甲甲tt乙乙,选项选项A A错误错误;由由v v2 2=2ax=2ax可知可知,甲球末速度的大小大于乙球末甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小速度的大小,选项选项B B正确正确;由于甲球质量大于乙球质量由于甲球质量大于乙球质量,所以甲球半径大于乙球半所以甲球半径大于乙球半径径
4、,甲球所受的阻力大于乙球所受的阻力甲球所受的阻力大于乙球所受的阻力,则两小球下落相同的距离甲球克服阻则两小球下落相同的距离甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功力做的功大于乙球克服阻力做的功,选项选项D D正确。正确。34r332mgkrkr3kgg4rm4r()3（）122xa必备知能必备知能融会贯通融会贯通【核心必备核心必备】牛顿第二定律的牛顿第二定律的“五性五性”【考场秘技考场秘技】分析动力学问题的关键点分析动力学问题的关键点1.(1.(小车与弹簧问题小车与弹簧问题)如图所示如图所示,一辆由动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧一辆由动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上其
5、左端固定在小车上,右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于拉伸状态静止且弹簧处于拉伸状态,若忽略小球与小车间的摩擦力若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车则在此段时间内小车可能是可能是()A.A.向右做加速运动向右做加速运动B.B.向右做减速运动向右做减速运动C.C.向左做匀速运动向左做匀速运动D.D.向左做减速运动向左做减速运动多维猜押多维猜押制霸考场制霸考场B B因为弹簧处于拉伸状态因为弹簧处于拉伸状态,小球在水平方向受到向左的弹簧弹力小球在水平方向受到向左的弹簧弹力F,F,由牛顿第二由牛顿第二定律可知定律可知,
6、小球加速度也是向左。小球与小车相对静止小球加速度也是向左。小球与小车相对静止,故小车可能向左做加速故小车可能向左做加速运动或向右做减速运动运动或向右做减速运动,B,B正确。正确。2.(2.(斜面与弹簧问题斜面与弹簧问题)如图所示如图所示,带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上,光滑的光滑的小球被轻质细线和弹簧系住静止于斜面上小球被轻质细线和弹簧系住静止于斜面上,弹簧处于拉伸状态。现剪断细线弹簧处于拉伸状态。现剪断细线,小小球沿斜面向下运动的过程中球沿斜面向下运动的过程中()A.A.弹簧达到自然长度前加速运动弹簧达到自然长度前加速运动,之后减速运动之后减速运动B.B
7、.弹簧达到自然长度前加速运动弹簧达到自然长度前加速运动,之后先加速运之后先加速运动后减速运动动后减速运动C.C.加速度先增大后减小加速度先增大后减小D.D.加速度一直减小加速度一直减小B B在未剪断细线时在未剪断细线时,弹簧处于伸长状态弹簧处于伸长状态,故弹簧对小球有向下的弹力故弹簧对小球有向下的弹力,故剪断细故剪断细线后小球先加速向下运动线后小球先加速向下运动,加速度减小加速度减小,当弹簧的弹力沿斜面向上且等于小球重当弹簧的弹力沿斜面向上且等于小球重力沿斜面向下的分力时力沿斜面向下的分力时,速度达到最大速度达到最大,小球继续向下运动小球继续向下运动,此后弹簧的弹力大此后弹簧的弹力大于小球重力
8、沿斜面向下的分力于小球重力沿斜面向下的分力,小球做减速运动小球做减速运动,并且加速度增大并且加速度增大,选项选项B B正确。正确。3.(3.(板块问题板块问题)如图所示如图所示,质量为质量为m m的木块在质量为的木块在质量为M M的长木板上以加速度的长木板上以加速度a a水平向水平向右加速滑行右加速滑行,长木板与地面间的动摩擦因数为长木板与地面间的动摩擦因数为1 1,木块与长木板间的动摩擦因木块与长木板间的动摩擦因数为数为2 2,重力加速度大小为重力加速度大小为g,g,若长木板仍处于静止状态若长木板仍处于静止状态,则长木板对地面摩擦则长木板对地面摩擦力的大小和方向一定为力的大小和方向一定为()
9、A.A.1 1(m+M)g,(m+M)g,向左向左B.B.2 2mg,mg,向右向右C.C.2 2mg+ma,mg+ma,向右向右D.D.1 1mg+mg+2 2Mg,Mg,向左向左B B对木块受力分析可知长木板对它水平向左的摩擦力对木块受力分析可知长木板对它水平向左的摩擦力f f1 1=2 2mg,mg,由牛顿第三定由牛顿第三定律可知律可知,木块对长木板的摩擦力向右木块对长木板的摩擦力向右,大小为大小为f f1 1;由于长木板仍处于静止状态由于长木板仍处于静止状态,对对长木板受力分析可知长木板受力分析可知,受地面对它的静摩擦力受地面对它的静摩擦力f f2 2,方向向左方向向左,f,f2 2=
10、f=f1 1=2 2mg,mg,由牛顿由牛顿第三定律可知第三定律可知,长木板对地面的摩擦力大小为长木板对地面的摩擦力大小为2 2mg,mg,方向向右方向向右,故故B B正确。正确。4.(4.(跳水问题跳水问题)如图所示如图所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动运动员从高处落到处于自然状态的跳板上员从高处落到处于自然状态的跳板上,随跳板一同向下做变速运动到达最低点随跳板一同向下做变速运动到达最低点,然后随跳板反弹然后随跳板反弹,则则()A.A.运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态B.B.运动员把跳板
11、压到最低点时运动员把跳板压到最低点时,她所受外力的合力为零她所受外力的合力为零C.C.运动员能跳得高的原因从受力角度来看运动员能跳得高的原因从受力角度来看,是因为跳板是因为跳板对她的作用力远大于她的重力对她的作用力远大于她的重力D.D.运动员能跳得高的原因从受力角度来看运动员能跳得高的原因从受力角度来看,是因为跳板对她的作用力远大于她是因为跳板对她的作用力远大于她对跳板的作用力对跳板的作用力C C运动员与跳板接触的下降过程中运动员与跳板接触的下降过程中,先向下加速先向下加速,然后向下减速然后向下减速,最后速度为零最后速度为零,则加速度先向下则加速度先向下,然后向上然后向上,所以下降过程中既有失
12、重状态也有超重状态所以下降过程中既有失重状态也有超重状态,同理同理上升过程中也存在超重和失重状态上升过程中也存在超重和失重状态,故故A A错误错误;运动员把跳板压到最低点时运动员把跳板压到最低点时,跳板跳板给运动员的弹力大于运动员受到的重力给运动员的弹力大于运动员受到的重力,合外力不为零合外力不为零,故故B B错误错误;从最低点到运从最低点到运动员离开跳板过程中动员离开跳板过程中,跳板对运动员的作用力做正功跳板对运动员的作用力做正功,重力做负功重力做负功,二力做功位二力做功位移一样移一样,运动员动能增加运动员动能增加,因此跳板对她的作用力大于她的重力因此跳板对她的作用力大于她的重力,故故C C正确正确;跳板跳板对运动员的作用力与运动员对跳板的作用力是一对作用力与反作用力对运动员的作用力与运动员对跳板的作用力是一对作用力与反作用力,大小相大小相等等,故故D D错误。错误。
