《人教版高一物理必修14.6用牛顿运动定律解决问题(一)无答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高一物理必修14.6用牛顿运动定律解决问题(一)无答案.pdf（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4 6 用牛顿运动定律解决问题 一 新课标要求 1 进一步掌握物体的受力分析 2 会用牛顿第二定律解决两类动力学问题 重 难点 3 掌握应用牛顿第二定律解题的基本思路和方法 重点 学点详列 知识点 1 从受力情况确定运动情况 牛顿第二定律确定了力和运动的关系 使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来 已知物体的受力情况 由牛顿第二定律求出物体的加速度 再通过运动学的规律确定物体的运动情况 知识拓展 从受力到运动问题的分析思路和步骤 1 解题思路 确定运动情况 运动学公式 活动分析 加速度求解 牛顿第二定律 受力分析 已知条件 2 解题步骤 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体的
2、受力图 根据力的合成与分解 求出物体运动所受的合力 包括大小和方向 根据牛顿第二定律列方程 求出物体运动的加速度 结合物体运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需求的运动学量 任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等 一念对错 1 由牛顿第二定律知 物体加速度的方向就是其受合外力方向 2 物体的运动情况是由物体所受的合力及物体运动的初始条件共同决定的 3 同一个物体 其所受合外力越大 加速度越大 例 1 如图所示 在倾角37的足够长的固定的斜面底端有一质量kgm0 1的物体 物体与斜面间动摩擦因 数0 25 现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动 拉力 NF10 方向平行斜面向上 经时间 st4 0
3、绳子 突然断了 已知 2 sm10 80 037cos 60 037sin取g 求 1 绳断时物体的速度大小 2 从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间 知识点 2 从运动情况确定受力情况 如果已知物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的加速度 再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力 知识拓展 从运动到受力问题的分析思路和步骤 1 基本思路 受力分析 牛顿第二定律 受力分析 加速度求解 运动学公式 运动分析 已知条件 2 解题步骤 确定研究对象 对研究对象进行受力分析和运动过程分析 并画出受力图和运动草图 选择合适的运动学公式 求出物体的加速度 根据牛顿第二定律列方程 求物体所受的合
4、力 根据力的合成与分解的方法 由合力求出所需的力 一念对错 1 加速度相同的几个物体在解题时可以视为一个整体 2 根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向 3 加速度是联系运动和力的桥梁 例 2 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动 4s内通过 m8 的距离 此后关闭发动机 汽车又运 动了 s2 后停止 已知汽车的质量kgm 3 102 汽车运动过程中所受的阻力大小不变 求 1 关闭发动机时汽车的速度 2 汽车运动过程中所受阻力的大小 3 汽车牵引力的大小 题型拓展 题型 1 连接体问题处理方法 力学中 两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体 方法 解决连接体问
5、题使用整体法与隔离法 1 隔离法 1 含义 所谓隔离法就是将所研究的对象 包括物体 状态和某些过程 从系统或全过程重隔离出来进行研究 的方法 2 运用隔离法解决问题的基本步骤 明确研究对象 过程 状态 选择隔离对象 选择原则是 一要包含待求量 而是所选隔离对象和所列方程数尽 可能少 将研究对象从系统中隔离出来 或将研究的某状态 某过程从运动的全过程中隔离出来 将隔离出来的研究对象 过程 状态分析研究 画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图 寻求未知量与已知量之间的关系 选择适当的物理规律列方程求解 2 整体法 1 含义 所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对
6、象进行分析研究的方法 2 运用整体法解题的基本步骤 明确研究的系统或运动的全过程 画出系统的受力图或运动全过程的示意图 寻求未知量和已知量之间的关系 选择适当物理规律列方程求解 整体法和隔离法不是相互对立的 一般问题的求解中 随着研究对象的转化 往往两种方法交叉使运用 相辅相成 所以两种方法的取舍 并无绝对的界限 必须具体分析 灵活运用 无论哪种方法都应尽可能避免或减少非待求量 即中间未知量的出现 如非待求的力 非待求的中间状态或过程等 的出现为原则 例 3 如图所示 BA 两个滑块用短细线 长度可以忽略 相连放在斜面上 从静止开始共同下滑 经过 s0 5 细线自行断掉 求再经过s1 两个滑块
7、之间的距离 已知滑块A的质量为kg3 与斜面间的动摩擦因数是0 25 滑块B的质量为kg2 与斜面间的动摩擦因数是0 75 8 037cos 6 037sin 斜面倾角37 斜面足够 长 计算过程取 2 10smg 例4 在如图所示的竖直平面内 物体 A和物体B用跨过定滑轮的轻绳连接 分别静止于倾角30 的光滑斜 面上的P点和粗糙绝缘水平面上 轻绳与对应平面平行 劲度系数mNk5的轻弹簧一端固定在O点 另一端用 以轻绳穿过固定的光滑小环N与B相连 弹簧处于原长 轻绳恰好拉直 NP垂直于斜面 水平面处于乙中特殊的 物质中 A在其中会受到水平向右的恒力NF3 10 已知BA 的质量分别为kgmA2
8、 0和kgmB3 0 设两物 体均视为质点 不计滑轮质量和摩擦 绳不可伸长 弹簧始终在弹性限度内 A始终处于水平面上 A与水平面间 的动摩擦因数为0 2 取 2 10smg 1 求A所受摩擦力 2 现对B施加沿斜面向下的拉力F 使B以加速度 2 3 0sma开始做匀加速直线运动从P到Q的过程中 历 时s2 已知NQ沿竖直方向 求B到达Q点时拉力F 题型 2 动力学中的临界 极值问题 1 临界 极值问题 在物体的运动状态发生变化的过程中 往往达到某一特定状态时 有关的物理量将会发生突变 此状态即为临界状 态 相应的物理量的值为临界值 临界状态一般比较隐蔽 它在一定条件下才会出现 若题目中出现 最
9、大 最 小 刚好 等词语 常有临界问题 而当物体在变化的外力作用下运动时 其加速度和速度都会不断变化 当所受合外力出现极值时 加速度也会出现 极值 2 解决临界 极值问题的方法 1 极限法 把物理问题 或过程 推向极端 从而使临界现象 或状态 显露 达到尽快求解的目的 2 假设法 有些物理过程没有明显出现临界问题的线索但在变化过程中可能出现临界问题 也可能不出现临界问 题 解答这类题目一般采用假设法 3 数学方法 将物理过程转化为数学公式 根据数学表达式求解得出临界条件 例5 如图所示 在倾角为的光滑斜面上端系一劲度系数为k的轻弹簧 弹簧下端连有一质量为m的小球 球 被一垂直于斜面的挡板A挡住
10、 此时弹簧没有形变 若手持挡板A以加速度a singa 沿斜面匀加速下滑 求 1 从挡板开始运动到球与挡板分力所经历的时间 2 从挡板开始运动到球速达到最大 球所经过的最小路程 例 6 一弹簧一端固定在倾角为37 光滑斜面的底端 另一端拴着质量kgm41的物块QP 为一重物 已知Q的 质量kgm82 弹簧的质量不计 劲度系数mNk600 系统处于静止 如图所示 现给Q施加一个方向沿斜面 向上的力F 使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动 已知前s0 2时间内 F为变力 s0 2以后 F为恒力 求力F的最大值和最小值 g取 2 10sm 8 037cos 6 037sin 题型 3 牛顿运动定律与
11、图像问题 动力学常见的图像有 tF 图像 ta图像 aF 图像等 1 对于aF 图像 首先要根据具体的物理情境 对物体进行受力分析 然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的 函数关系式 根据函数关系式结合图像 明确图像的斜率 截距或面积的意义 从而由图像给出的信息求出未知量 2 对于ta图像 要注意加速度的正负 正确分析每一段的运动情况 然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律 列方程 3 对于tF图像要结合物体受到的力 根据牛顿第二定律求出加速度 分析每一时间段的运动性质 例7 放在水平地面上的一物体 受到方向不变的水平推力F的作用 F的大小与时间t的关系和物块速度v与 时间t的关系分别如图甲 乙所
12、示 取重力加速度 2 10smg 由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间 的动摩擦因数分别为 A 4 0 5 0kgm B 12 5 5 1 kgm C 2 0 5 0kgm D 2 0 1kgm 例8 如图甲所示 一斜面倾角37 坡长mL6 75 质量kgm1的 物块 可视为质点 静止于坡底端A处 现对物块施加水平恒力F 作用时间1t 后 撤 去 水 平 恒 力 F 物 块 沿 斜 坡 运 动 的 部 分tv图 像 如 图 乙 所 示 8 037cos 6 037sin10 2 smg求 1 物块在s0 4 0内和s1 4 0内的加速度21 aa的大小和方向 2 物块与斜面间的动摩擦因
13、数和水平恒力 F的大小 3 使物块能滑到胁迫顶端B处 水平恒力F作用的最短时间t 实战演练 1 如图所示 老鹰沿虚线斜向下减速俯冲的过程中 空气对老鹰的作用力可能是图中的 1 FA B 2 F C 3 F D 4 F 2 BA 两物体以相同的初速度在一水平面上滑动 两个物体与水平面间的动摩擦因数相同 且BAmm3 则它们能滑动的最大距离Ax和Bx的关系为 A BA xx B BAxx3 C BAxx 3 1 D BA xx9 3 多选 如图甲所示 静止在水平地面上的物块A受到水平拉力F的作用 F与时间t的关系如图乙所示 设 物块与地面间的最大静摩擦力的大小与滑动摩擦力大小相等 则 A 2 0t
14、时刻物体所受的摩擦力逐渐增大 B 2t时刻物体的加速度最大 C 3t时刻物体的速度最大 D 31 tt时间内物体的速度先增大后减小 4 以初速度0v做竖直上抛运动的物体 其落回抛出点的速度大小为 2 0 v 若物体在运动过程中所受的阻力大小始终 不变 则该物体所受的重力与阻力大小之比为 A 4 3 B 3 4 C 3 5 D 3 7 5 如图所示 质量都为m的BA 两物体叠放在数值弹簧上并保持静止 用大小等于mg的恒力F向上拉B 运动 距离h时B与A分离 则下列说法中正确的是 A B和A刚分离时 弹簧为原长 B B和A刚分离时 它们的加速度为g C 弹簧的劲度系数等于 h mg D B和A刚分
15、离之前 他们做匀加速运动 6 如图所示 CDBDAD 是竖直面内三根固定的光滑细杆 每根杆上套着一个小滑环 图中未画出 三个滑环 分别从CBA 处释放 初速度为零 用321 ttt依次表示各滑环到达D点所用的时间 则 A 321 ttt B 321 ttt C 213 ttt D 321 ttt 7 倾角为30的长斜坡上有BOC 三点 mOBCO10 在O点竖直固定一长m10的直杆AO A端与C点间 和坡底B点间各连有一光滑钢绳 且各穿有一钢球 视为质点 将两球从A点由静止开始 同时分别沿两钢绳滑 到钢绳末端 如图所示 则小球在钢绳上滑行的时间ACt和ABt分别为 g取 2 10sm A s2
16、和s2 B s2和s2 C s2和s4 D s4和s2 8 多选 如图所示 光滑水平面上放置有QPNM 四个木块 其中MP 质量均为m QN 的质量均为 m2 PM 之间用一轻质弹簧相连 现用水平拉力F拉N 使四个木块以同一加速度a向右运动 则在突然撤去F瞬间 下列说法正确的是 A QP 之间的摩擦力不变 BPM 的加速度大小变为a 2 1 C NM 之间的摩擦力不变 D N的加速度大小仍为a 9 多选 质量为m2的物体 A和质量为 m的物体 B相互接触放在水平面上 如图所示 若对 A施加水平推力F 使两物体沿水平方向做匀加速直线运动 下列说法中正确的是 A 若水平面光滑 物体A的加速度为 m F 2 B 若水平面光滑 物体A对B的作用力为 3 F C 若物体A对地面无摩擦 B对地面的动摩擦因数为 则物体A对B的作用力大小为 3 mgF D 若物体A对地面无摩擦 B对地面的动摩擦因数为 则物体B的加速度为 3m mgF 10 如图所示 杂技演员在进行 顶杆 表演时 使用了一根质量可忽略不计的长竹竿 一质量为kg40的演员甲 自杆顶由静止开始下滑 滑到竹竿低端时速度刚好为零 已知演员甲在
