《2018年高考物理专题3.3牛顿运动定律的综合应用热点题型和提分秘籍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理专题3.3牛顿运动定律的综合应用热点题型和提分秘籍（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题3.3 牛顿运动定律的综合应用1.理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质.2.应用牛顿第二定律解决实际问题热点题型一 对超重、失重的理解例1、 (多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力 ()At2 s时最大Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小答案：AD【提分秘籍】(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度，这也是判断物体超重或失重的根本所在。(3)当物体处于完全失
2、重状态时，重力只有使物体产生ag的加速度效果，不再有其他效果。此时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、液体不再产生压强和浮力等。【举一反三】 如图甲所示，在电梯箱内轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3。现电梯箱竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度为g，则()A在0t1时间内，F1与F2的合力等于F3B在0t1时间内，F1与F2的合力大于mgC在t1t2时间内，F1与F2的合力小于F3D在t1t2时间内，F1与F2的合力大于mg答案：AD热点题型二 动力学中整体法与隔离法的
3、应用 例2、一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m，如图334(a)所示。t0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的v t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求： (1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2；(2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。【解析】(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前，小
4、物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M。对小物块与木板整体由牛顿第二定律得1(mM)g(mM)a1由题图(b)可知，木板与墙壁碰撞前瞬间的速度v14 m/s，由运动学公式有v1v0a1t1x0v0t1a1t12式中，t11 s，x04.5 m是木板碰撞前的位移，v0是小物块和木板开始运动时的速度。联立式和题给条件得10.1 (2)设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间t，木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定律及运动学公式得2mg1(Mm)gMa3v3v1a3tv3v1a2t碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为x1t小物块
5、运动的位移为x2t小物块相对木板的位移为xx2x1联立式，并代入数值得x6.0 m 因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0 m。 (3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移为x3。由牛顿第二定律及运动学公式得1(mM)g(mM)a40v322a4x3碰后木板运动的位移为xx1x3联立式，并代入数值得x6.5 m木板右端离墙壁的最终距离为6.5 m。【答案】(1)0.10.4 (2)6.0 m(3)6.5 m【提分秘籍】 1方法概述(1)整体法是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法。(2)隔离法是
6、指从整个系统中隔离出某一部分物体，进行单独研究的方法。2涉及隔离法与整体法的具体问题类型(1)连接体问题这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。解题时，一般采用先整体、后隔离的方法。建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度。(2)滑轮类问题若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。例如，如图所示，绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同，但方向不同，故采用隔离法。3解题思路物体系的动力学问题涉及多个物体的运动，各物体既相互独立，又通过内力相互联系。处理各物体加速度都相同的连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般思路是：
7、(1)求内力时，先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。(2)求外力时，先用隔离法求加速度，再用整体法求整体受到的外加作用力。【举一反三】 (多选)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a的加速度向西行驶时，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()A8B10C15 D18答案：BC热点题型三 动力学中的临界极值问题 例3如图所示，光滑水平地面上有质量相等的两物体A、B，中间用劲度系数为k
8、的轻弹簧相连，在外力F1、F2作用下运动，且满足F1F2，当系统运动稳定后，弹簧的伸长量为()ABC D【答案】B【提分秘籍】 1动力学中的临界极值问题在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时，往往会有临界值出现。2产生临界问题的条件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 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件是：静摩擦力达到最大值 绳子断裂与松弛的临界条件 绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它
9、所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是FT0 加速度最大与速度最大的临界条件 当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度。当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值 【举一反三】 如图所示，一轻质弹簧的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为37的光滑斜面体顶端，弹簧与斜面平行。在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中，小球始终相对于斜面静止。已知弹簧的劲度系数为k，则该过程中弹簧的形变量为(已知：sin 370.6，cos 370.8)
10、()A BC D【答案】A热点题型四 滑块、滑板模型例4、如图所示，质量M1 kg的木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个质量m1 kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木块间的动摩擦因数10.3，木板长L1 m，用F5 N的水平恒力作用在铁块上，g取10 m/s2。 (1)若水平地面光滑，计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动；(2)若木板与水平地面间的动摩擦因数20.1，求铁块运动到木板右端所用的时间。【解析】(1)A、B之间的最大静摩擦力为fm1mg0.3110 N3 N假设A、B之间不发生相对滑动，则对A、B整体：F(Mm)a对A：fABMa解得：fAB2.5 N因fABfm，故A、
11、B之间不发生相对滑动。(2)对B：F1mgmaB对A：1mg2(Mm)gMaA据题意：xBxALxAaAt2；xBaBt2解得：t s。【答案】(1)不会(2) s【提分秘籍】 1模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。2两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长。3解题思路(1)审题建模：求解时应先仔细审题，清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况。(2)求加速度：准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)。(3)明确关系：找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题
12、的突破口。求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。【举一反三】 如图所示，A、B两物块叠放在一起，放在光滑地面上，已知A、B物块的质量分别为M、m，物块间粗糙。现用水平向右的恒力F1、F2先后分别作用在A、B物块上，物块A、B均不发生相对运动，则F1、F2的最大值之比为 ()A11BMmCmM Dm(mM)解析：拉力作用在A上时，对B受力分析，当最大静摩擦力提供B的加速度时，是整体一起运动的最大加速度，对B由牛顿第二定律得mgma1，对整体受力分析，由牛顿第二定律得F1(Mm)a1，解得F1(Mm)g；拉力作用在B上时，对A受力分析，当最大静摩擦力提供A的加速
13、度时，是整体一起运动的最大加速度，对A由牛顿第二定律得mgMa2，对整体受力分析，由牛顿第二定律得F2(Mm)a2，解得F2(Mm)，联立解得F1F2Mm，B正确。答案：B热点题型五 传送带模型例5、一水平传送带以2.0 m/s的速度顺时针传动，水平部分长为2.0 m。其右端与一倾角为37的光滑斜面平滑相连，斜面长为0.4 m，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端，已知物块与传送带间动摩擦因数0.2, 试问： (1)物块能否到达斜面顶端？若能则说明理由，若不能则求出物块沿斜面上升的最大距离。(2)物块从出发到4.5 s末通过的路程。(sin 370.6， g取10 m/s2)物块速度为零时上升的距离x2 m由于x20.4 m，所以物块未到达斜面的最高点。 (2)物块从开始到第一次到达传送带右端所用时间t11.5 s物块在斜面上往返一次时间t2 s物块再次滑到传送带上速度仍为v0，方向向左mgma3向左端发生的最大位移x3物块向左的减速过程和向右的加速过程中位移大小相等45 s末物块在斜面上速度恰好减为零故物块通过的总路程
