《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《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.整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速
2、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)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
3、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32C.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
4、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连接体问题的情景拓展1.2.方法感悟方法感悟3.题组阶梯突破题组阶梯突破1.(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 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
5、车厢的节数可能为A.8 B.10 C.15 D.18答案解析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
6、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
7、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m1 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FfvFf题组阶梯突破题组阶梯突破4.在图甲所示的水平面上，用水平力F拉物
8、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5.如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底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(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 Fco
9、s ma解得：a10 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件是：静摩擦力
10、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，求：(1)若要使滑块与斜面体一起加
11、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题组阶梯突破题组阶梯突破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gC.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
12、，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/s28 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 FfmaFsin FNmgcos 0又FfFN夹角30盘查拓展点4一一、利用表达式判断图象形状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
13、.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(常用规律：牛顿第二定律、运动学规律、功能关系等).4.根据函数特点判断相应图象是否正确(要弄清所导出的待求量表达式的意义，如变化趋势、截距、斜率等的物理含义). 如图所示，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Fkt(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
14、图象中正确的是【典例1】答案解析二二、用图象进行定性分析用图象进行定性分析当物体的运动过程不是典型的匀速直线运动或匀变速直线运动，用公式求解问题比较困难或不可能时，一般可以用(速度)图象进行定性分析.典例2就是利用速率图象比较时间的长短，把速度图象中“面积”表示位移迁移到本题中，可得出速率图象中“面积”表示路程. (多选)如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道.甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有A.甲的切向加速度始终比乙的大B.甲、乙在同一高度的速度大小相等C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D.甲比乙先到达B处【典例2】答案解析课时作业51
15、.如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为 .最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a2的比为A.11 B.23 C.13 D.32答案解析123456782.(多选)如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为 .最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则A.当F3mg时，A相对B滑动D.无论F为何值
16、，B的加速度不会超过 g答案解析123456783.如图所示，质量为M的吊篮P通过细绳悬挂在天花板上，物块A、B、C质量均为m，B、C叠放在一起，物块B固定在轻质弹簧上端，弹簧下端与A物块相连，三物块均处于静止状态，弹簧的劲度系数为k(弹簧始终在弹性限度内)，下列说法正确的是A.静止时，弹簧的形变量为B.剪断细绳瞬间，C物块处于超重状态C.剪断细绳瞬间，A物块与吊篮P分离D.剪断细绳瞬间，吊篮P的加速度大小为答案解析123456784.如图所示，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为和，且.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶
17、点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中，可以正确描述其速度大小v与时间t的关系的图象是答案解析123456785.(多选)如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因数为，小木块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，则A.传送带一定逆时针转动B.tan C.传送带的速度大于v0D.t0后木块的加速度为2gsin 答案解析123456786.一物体在水平推力F15 N的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示，g取10 m/s2，求：(1)04 s和4
18、6 s物体的加速度大小；答案解析2.5 m/s25 m/s212345678(2)物体与水平面间的动摩擦因数和物体的质量m；答案解析0.52 kg根据牛顿第二定律得：mgma2根据牛顿第二定律得：Fmgma112345678(3)在06 s内物体运动平均速度的大小.答案解析5 m/s123456787.如图所示，一条轻绳上端系在车的左上角的A点，另一条轻绳一端系在车左端B点，B点在A点的正下方，A、B距离为b，两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球，轻绳AC长度为 b，轻绳BC长度为b.两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg.(1)轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？(要求画出受力图
19、)答案解析g见解析图甲12345678(2)在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大.(要求画出受力图)答案3g见解析图乙解析小车向左的加速度增大，BC绳方向不变，所以AC轻绳拉力不变，BC轻绳拉力变大，BC轻绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图乙所示.由牛顿第二定律，得FTmmgtan mam.因FTm2mg，所以最大加速度为am3g.123456788.一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(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；答案0.10.4解析12345678(2)木板的最小长度；答案6 m解析12345678答案解析6.5 m最后阶段小物块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度大小为a11 m/s2向左运动的位移为x5 2 m所以木板右端离墙壁最远的距离为xx1x3x56.5 m(3)木板右端离墙壁的最终距离.12345678
