《（全国用）2018版高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律专题强化三牛顿运动定律的综合应用（一）课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国用）2018版高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律专题强化三牛顿运动定律的综合应用（一）课件（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题强化三 牛顿运动定律的综合应用(一),第三章 牛顿运动定律,专题解读,1.本专题是动力学方法处理连接体问题、图象问题和临界极值问题，高考时选择题为必考，计算题也曾命题. 2.学好本专题可以培养同学们的分析推理能力，应用数学知识和方法解决物理问题的能力. 3.本专题用到的规律和方法有：整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和相关的数学知识.,内容索引,命题点一 动力学中的连接体问题,命题点二 动力学中的图象问题,命题点三 动力学中的临界极值问题,课时作业,盘查拓展点,1,命题点一 动力学中的连接体问题,1.连接体问题的类型 物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体. 2.整
2、体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).,3.隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解. 4.整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先整体求加速度，后隔离求内力”.,(多选)(2016天津理综8)我国高铁技术处于世界领先水平.如图所示，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车
3、厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组 A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力 之比为32 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机 时的速度成正比 D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为12,答案,解析,【例1】,分析,题眼,如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m、3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间
4、用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT，现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则 A.此过程中物体C受重力等五个力作用 B.当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C.当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断 D.若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为,【例2】,答案,解析,分析,题眼,题眼,连接体问题的情景拓展 1. 2.,3.,1.(多选)(2015新课标全国20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车 在西边拉着车厢以大小为 的
5、加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍 为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为 A.8 B.10 C.15 D.18,答案,解析,设PQ西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则Fnma 设PQ东边有k节车厢，则Fkm 联立得3n2k，由此式可知n只能取偶数， 当n2时，k3，总节数为N5 当n4时，k6，总节数为N10 当n6时，k9，总节数为N15 当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确.,2.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中).已知力F与水平方向的夹角
6、为.则m1的加速度大小为,答案,解析,把m1、m2看成一个整体，在水平方向上加速度相同，由牛顿第二定律可 得：Fcos (m1m2)a，所以a ，选项A正确.,3.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是 A.小车静止时，Fmgsin ，方向沿杆向上 B.小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上,答案,解析,2,命题点二 动力学中的图象问题,1.常见的动力学图象 vt图象、at图象、Ft图象、Fa图象等. 2.图象问题的类型 (1)已知物体受的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况. (2)已知物体的
7、速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况. (3)由已知条件确定某物理量的变化图象.,3.解题策略 (1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，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、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等. (3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式” “图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断.,解析,分析,如图所示，斜面体ABC放在粗糙的水平地面上. 小滑块在斜面底端以初速
8、度v09.6 m/s沿斜面上滑.斜 面倾角37，滑块与斜面间的动摩擦因数0.45. 整个过程斜面体保持静止不动，已知小滑块的质量m 1 kg，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.试求： (1)小滑块回到出发点时的速度大小. (2)定量画出斜面体与水平地面之间 的摩擦力大小Ff随时间t变化的图象.,【例3】,答案,4.8 m/s,答案,如图所示,题眼,题眼,Ff,(1)滑块沿斜面上滑过程，mgsin mgcos ma1， 解得a19.6 m/s2 设滑块上滑位移大小为L，则由v022a1L，解得L4.8 m 滑块沿斜面下滑过程，mgsin mgcos ma2， 解得a22
9、.4 m/s2 由v22a2L， 解得v4.8 m/s,(2)滑块沿斜面上滑过程用时t1 1 s 对斜面受力分析可得Ff1ma1cos 7.68 N 滑块沿斜面下滑过程用时t2 2 s 对斜面受力分析可得Ff2ma2cos 1.92 N Ff随时间变化规律如图所示.,4.在图甲所示的水平面上，用水平力F拉物块，若F按图乙所示的规律变化.设F的方向为正方向，则物块的速度时间图象可能正确的是,答案,解析,若水平面光滑，则加速度a ，即aF，满足a1a2a3F1F2F3132，可见A、B、C、D四个选项均不符合. 同理，分析B、C、D项均不可能.,5.如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底
10、端的水平面上放一质量为M的木板.开始时质量为m1 kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，今将水平力F变为水平向右大小不变，当滑块滑到木板上时撤去力F(假设斜面与木板连接处用小圆弧平滑连接). 此后滑块和木板在水平面上运动的vt 图象如图乙所示，g10 m/s2，求： (1)水平作用力F的大小；,答案,解析,滑块受到水平推力F、重力mg和支持力FN处于平衡， 如图所示：Fmgtan 代入数据可得：F,(2)滑块开始下滑时的高度；,答案,解析,2.5 m,由题意可知，滑块滑到木板上的初速度为10 m/s 当F变为水平向右之后，由牛顿第二定律可得： mgsin Fcos ma 解得：a10
11、m/s2 下滑的位移：x 解得：x5 m 故滑块开始下滑时的高度：hxsin 302.5 m,(3)木板的质量.,答案,解析,1.5 kg,二者共同减速时的加速度大小a11 m/s2，发生相对滑动时， 木板的加速度a21 m/s2，滑块减速的加速度大小为：a34 m/s2 可得：10.1 在02 s内分别对m和M做受力分析可得： 代入数据解方程可得：M1.5 kg.,3,命题点三 动力学中的临界极值问题,1.“四种”典型临界条件 (1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN0. (2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条
12、件是：静摩擦力达到最大值. (3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛与拉紧的临界条件是：FT0. (4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：当加速度变为0时.,2.“四种”典型数学方法 (1)三角函数法； (2)根据临界条件列不等式法； (3)利用二次函数的判别式法； (4)极限法.,如图所示，静止在光滑水平面上的斜面体，质 量为M，倾角为，其斜面上有一静止的滑块，质量为m， 两者之间的动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力 可认为等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现给斜面体施 加水平向右的力使斜面体加速运动
13、，求： (1)若要使滑块与斜面体一起加速运动，图中 水平向右的力F的最大值； (2)若要使滑块做自由落体运动，图中水平向右的力F的最小值.,【例4】,解析,分析,答案,答案,题眼,题眼,(1)设一起加速的最大加速度为a， FNcos Ffmsin mg Ffmcos FNsin ma 由题意知FfmFN 对整体受力分析F(Mm)a,(2)如图所示，要使滑块做自由落体运动，滑块与斜面 体之间没有力的作用，滑块的加速度为g，设此时M的 加速度为aM，则对M：FMaM,6.如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，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.下列说法
14、正确的是 A.B和A刚分离时，弹簧长度等于原长 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 D.在B与A分离之前，它们做匀加速直线运动,答案,解析,A、B分离前，A、B共同做加速运动，由于F是恒力，而弹力是变力，故A、B做变加速直线运动，当两物体要分离时，FAB0，对B：Fmgma， 对A：kxmgma. 即Fkx时，A、B分离，此时弹簧处于压缩状态， 由Fmg，设用恒力F拉B前弹簧压缩量为x0， 又2mgkx0，hx0x， 解以上各式得k ，综上所述，只有C项正确.,7.如图所示，一质量m0.4 kg的小物块，以v02 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜
15、面向上做匀加速运动，经t2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L10 m.已知斜面倾角30，物块与斜 面之间的动摩擦因数 .重力加速度g取10 m/s2. (1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小.,答案,解析,3 m/s2 8 m/s,设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得 Lv0t at2 vv0at 联立式，代入数据得 a3 m/s2 v8 m/s ,(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？,答案,解析,Fcos mgsin Ffma Fsin FNmgcos 0 又FfFN 夹角30,盘查拓展点,4,一、利用表达式判断图象形状 当根据物理情景分析物体的xt图象、vt图象、at图象、Ft图象、Et图象等问题，或根据已知图象确定相应的另一图象时，有时需借助相应的函数表达式准确判断，其思路如下： (1)审题，了解运动情景或已知图象信息. (2)受力分析，运动分析(若是“多过程”现象，则分析清楚各“子过程”的特点及“衔接点”的数值).,应用图象分析动力学问题的深化拓展,(3)根据物理规律确定函数关系式(常用
