2021高考物理教科版一輪復(fù)習(xí)課件：第三章-專(zhuān)題強(qiáng)化三-應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“四類(lèi)”熱點(diǎn)問(wèn)題

1、專(zhuān)題強(qiáng)化三應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“四類(lèi)”熱點(diǎn)問(wèn)題大一輪復(fù)習(xí)講義1.本專(zhuān)題是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法分析動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題、連接體問(wèn)題、臨界和極值問(wèn) 題以及多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題.在高考中主要以選擇題形式考查，且每年都有命題.2.學(xué)好本專(zhuān)題可以培養(yǎng)同學(xué)們的分析推理能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決物理 問(wèn)題的能力.3.本專(zhuān)題用到的規(guī)律和方法有：整體法和隔離法、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、 臨界條件和相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí).專(zhuān)題解讀動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題1.常見(jiàn)圖像vt圖像、at圖像、Ft圖像、Fa圖像等.2.題型分類(lèi)(1)已知物體受到的力隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況.(2)已知物體的速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)，要求分析物體的受力

2、情況.(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像.高考熱點(diǎn)講透練熟熱點(diǎn)一3.解題策略(1)分清圖像的類(lèi)別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn).(2)注意圖線(xiàn)中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義：圖線(xiàn)與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，圖線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)等.(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情景結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問(wèn)題作出準(zhǔn)確判斷.例1(多選)(2019全國(guó)卷20)如圖1(a)，物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感

3、器相連，細(xì)繩水平.t0時(shí)，木板開(kāi)始受到水平外力F的作用，在t4 s時(shí)撤去外力.細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示，木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示.木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由題給數(shù)據(jù)可以得出A.木板的質(zhì)量為1 kgB.24 s內(nèi)，力F的大小為0.4 NC.02 s內(nèi)，力F的大小保持不變D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2圖1解析由題圖(c)可知木板在02 s內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，再結(jié)合題圖(b)中細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f在02 s內(nèi)逐漸增大，可知物塊受到木板的摩擦力逐漸增大，故可以判斷木板受到的水平外力F也逐漸增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；另外由于物塊靜止

4、不動(dòng)，同時(shí)結(jié)合題圖(b)可知物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力Ff0.2 N，解得m1 kg、F0.4 N，選項(xiàng)A、B正確；由于不知道物塊的質(zhì)量，所以不能求出物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式1(多選)(2019廣東潮陽(yáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬)如圖2所示，一質(zhì)量為m的滑塊，以初速度v0從傾角為的固定斜面底端滑上斜面，當(dāng)其速度減為零后又沿斜面返回底端，已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，若滑塊所受的摩擦力為f、所受的合外力為F合、加速度為a、速度為v，規(guī)定沿斜面向上為正方向，在滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，這些物理量隨時(shí)間變化的圖像大致正確的是圖2解析滑塊在上滑過(guò)程中滑動(dòng)摩擦力方向向下，大小恒定為fmgcos

5、 ，滑塊下滑時(shí)滑動(dòng)摩擦力方向向上，大小仍為fmgcos ，A正確；在滑塊上滑和下滑的過(guò)程中，加速度方向始終沿斜面向下，為負(fù)，所受合力也為負(fù)，B、C錯(cuò)誤；滑塊上滑過(guò)程做正向的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a(gsin gcos )，下滑過(guò)程做負(fù)向的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度agsin gcos |a|，vt圖像斜率減小，D正確.1.連接體的類(lèi)型(1)彈簧連接體(2)物物疊放連接體高考熱點(diǎn)講透練熟動(dòng)力學(xué)中的連接體問(wèn)題熱點(diǎn)二(3)輕繩連接體(4)輕桿連接體2.連接體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)輕繩輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等.輕桿輕桿平動(dòng)時(shí)，連接體具有相同的平動(dòng)速度；輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接體具有相同的角速度，而

6、線(xiàn)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比.輕彈簧在彈簧發(fā)生形變的過(guò)程中，兩端連接體的速度不一定相等；在彈簧形變最大時(shí)，兩端連接體的速率相等.3.處理連接體問(wèn)題的方法整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度或其他未知量隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓

7、第二定律求作用力.即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”例2(多選)(2019廣東湛江市第二次模擬)如圖3所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊，物塊a、b通過(guò)水平輕繩相連后放在水平面上，物塊c放在b上.現(xiàn)用水平拉力作用于a，使三個(gè)物塊一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng).各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g.下列說(shuō)法正確的是A.該水平拉力大于輕繩的彈力B.物塊c受到的摩擦力大小為mgC.當(dāng)該水平拉力增大為原來(lái)的1.5倍時(shí)，物塊c受到的摩擦力大小為0.5mgD.剪斷輕繩后，在物塊b向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物塊c受到的摩擦力大小為mg圖3解析三物塊一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由平衡條件，對(duì)a、b、c系統(tǒng)：F3mg，對(duì)b

8、、c系統(tǒng)：T2mg，則：FT，即水平拉力大于輕繩的彈力，故A正確；c做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，則c不受摩擦力，故B錯(cuò)誤；當(dāng)水平拉力增大為原來(lái)的1.5倍時(shí)，F(xiàn)1.5F4.5mg，由牛頓第二定律，對(duì)a、b、c系統(tǒng)：F3mg3ma，對(duì)c：fma，解得：f0.5mg，故C正確；剪斷輕繩后，b、c一起做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，對(duì)b、c系統(tǒng)：2mg2ma，對(duì)c：fma，解得：fmg，故D正確變式2(2019福建漳州市第二次教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè))如圖4所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個(gè)小球靜止于光滑水平面上，且固定在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端.今在質(zhì)量為2m的小球上沿彈簧軸線(xiàn)方向施加大小為F的水平拉力，

9、使兩球一起做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則穩(wěn)定后彈簧的伸長(zhǎng)量為圖4變式3(多選)如圖5所示，傾角為的斜面體放在粗糙的水平地面上，現(xiàn)有一帶固定支架的滑塊m正沿斜面加速下滑.支架上用細(xì)線(xiàn)懸掛的小球達(dá)到穩(wěn)定(與滑塊相對(duì)靜止)后，懸線(xiàn)的方向與豎直方向的夾角也為，斜面體始終保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是A.斜面光滑B.斜面粗糙C.達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左D.達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向右圖5解析隔離小球，可知小球的加速度方向沿斜面向下，大小為gsin ，小球穩(wěn)定后，支架系統(tǒng)的加速度與小球的加速度相同，對(duì)支架系統(tǒng)進(jìn)行分析，只有斜面光滑，支架系統(tǒng)的加速度才是gsin ，所以A正確，B錯(cuò)誤

10、.隔離斜面體，斜面體受到的力有自身重力、地面的支持力、支架系統(tǒng)對(duì)它垂直斜面向下的壓力，因斜面體始終保持靜止，則斜面體還應(yīng)受到地面對(duì)它水平向左的摩擦力，C正確，D錯(cuò)誤.1.臨界或極值條件的標(biāo)志(1)題目中“剛好”“恰好”“正好”等關(guān)鍵詞句，明顯表明題述的過(guò)程存在著臨界點(diǎn).(2)題目中“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞句，表明題述過(guò)程存在著“起止點(diǎn)”，而這些“起止點(diǎn)”一般對(duì)應(yīng)著臨界狀態(tài).(3)題目中“最大”“最小”“至多”“至少”等詞句，表明題述的過(guò)程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn).能力考點(diǎn)師生共研臨界和極值問(wèn)題熱點(diǎn)三2.常見(jiàn)臨界問(wèn)題的條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，

11、臨界條件是彈力N0.(2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值.(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力；繩子松弛的臨界條件是T0.(4)最終速度(收尾速度)的臨界條件：物體所受合外力為零.3.解題基本思路(1)認(rèn)真審題，詳盡分析問(wèn)題中變化的過(guò)程(包括分析整體過(guò)程中有幾個(gè)階段)；(2)尋找過(guò)程中變化的物理量；(3)探索物理量的變化規(guī)律；(4)確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關(guān)系.4.解題技巧方法極限法把物理問(wèn)題(或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來(lái)，以達(dá)到正確解決問(wèn)題的目的假設(shè)法臨界問(wèn)題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變

12、化過(guò)程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問(wèn)題數(shù)學(xué)法將物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件例3如圖6所示，小球A質(zhì)量為m，木塊B質(zhì)量為2m，兩物體通過(guò)豎直輕彈簧連接放置在水平面上靜止.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)豎直向上的恒力F，使小球A在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球A速度恰好最大，已知重力加速度為g.則在木塊B對(duì)地面壓力為零時(shí)，小球A的加速度大小為A.3g B.2.5g C.2g D.1.5g圖6解析彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球A速度恰好最大，則此時(shí)小球加速度為零，則恒力Fmg；木塊B對(duì)地面壓力為零時(shí)，由平衡條件知彈簧的彈力為2mg，對(duì)小球A，由牛頓第二定律得：Fmg2mgma

13、，解得小球A的加速度a2g，則加速度大小為2g，方向向下，故C正確.變式4如圖7，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑.已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.A與B的質(zhì)量之比為圖71.基本思路(1)將“多過(guò)程”分解為許多“子過(guò)程”，各“子過(guò)程”間由“銜接點(diǎn)”連接.(2)對(duì)各“銜接點(diǎn)”進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，必要時(shí)畫(huà)出受力圖和過(guò)程示意圖.(3)根據(jù)“子過(guò)程”“銜接點(diǎn)”的模型特點(diǎn)選擇合適的物理規(guī)律列方程.(4)分析“銜接點(diǎn)”速度、加速度等的關(guān)聯(lián)，確定各段間的時(shí)間關(guān)聯(lián)，并列出相關(guān)的輔

14、助方程.(5)聯(lián)立方程組，分析求解，對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的驗(yàn)證或討論.2.解題關(guān)鍵(1)注意應(yīng)用vt圖像和情景示意圖幫助分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程.(2)抓住兩個(gè)分析：受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析.動(dòng)力學(xué)方法分析多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題微點(diǎn)講座系列 4高考熱點(diǎn)講透練熟例4(2019河南鄭州市第一次模擬)某次新能源汽車(chē)性能測(cè)試中，如圖8甲顯示的是牽引力傳感器傳回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的關(guān)系，但由于機(jī)械故障，速度傳感器只傳回了第25 s以后的數(shù)據(jù)，如圖乙所示.已知汽車(chē)質(zhì)量為1 500 kg，若測(cè)試平臺(tái)是水平的，且汽車(chē)由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)汽車(chē)所受阻力恒定.求：(1)18 s末汽車(chē)的速度是多少？圖8答案26 m/s解析06 s內(nèi)由牛頓

15、第二定律得：F1fma16 s末車(chē)速為：v1a1t1在618 s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F2fma2第18 s末車(chē)速為：v2v1a2t2由題圖知18 s后汽車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，故有：fF1 500 N，解得：v130 m/s，v226 m/s；(2)前25 s內(nèi)的汽車(chē)的位移是多少？答案608 m汽車(chē)在1825 s內(nèi)的位移為：x3v2t3182m故汽車(chē)在前25 s內(nèi)的位移為：xx1x2x3608 m.變式5哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐觀(guān)光電梯從地面開(kāi)始經(jīng)歷加速、勻速、減速的過(guò)程恰好到達(dá)觀(guān)景臺(tái)只需50秒，運(yùn)行的最大速度為15 m/s.觀(guān)景臺(tái)上可以鳥(niǎo)瞰整個(gè)迪拜全景，可將棕櫚島、帆

16、船酒店等盡收眼底，頗為壯觀(guān).一位游客用便攜式拉力傳感器測(cè)得在加速階段質(zhì)量為1 kg的物體受到的豎直向上拉力為11 N，若電梯加速、減速過(guò)程視為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)，求：(1)電梯加速階段的加速度大小及加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；解析設(shè)電梯加速階段的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：Tmgma解得a1 m/s2由vv0at解得t15 s.答案1 m/s215 s(2)若減速階段與加速階段的加速度大小相等，求觀(guān)景臺(tái)的高度；勻速階段位移x2v(50 s2t)15(50215) m300 m答案525 m因此觀(guān)景臺(tái)的高度xx1x2x3525 m.(3)若電梯設(shè)計(jì)安裝有輔助牽引系統(tǒng)，電梯出現(xiàn)故障，繩

17、索牽引力突然消失，電梯從觀(guān)景臺(tái)處自由下落，為防止電梯落地引發(fā)人員傷亡，電梯啟動(dòng)輔助牽引裝置使其減速到速度為零，牽引力為重力的3倍，下落過(guò)程所有阻力不計(jì)，則電梯自由下落最長(zhǎng)多少時(shí)間必須啟動(dòng)輔助牽引裝置？ 解析由題意知，電梯到地面速度剛好為0.自由落體加速度大小a1g1.(多選)(2020福建三明市質(zhì)檢)水平地面上質(zhì)量為1 kg的物塊受到水平拉力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2隨時(shí)間的變化如圖1所示，已知物塊在前2 s內(nèi)以4 m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2，則A.物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2B.3 s末物塊受到的摩擦力大小為3 NC.4 s末物塊受到的摩擦力大小為1 ND.5 s末物

18、塊的加速度大小為3 m/s21234雙基鞏固練56圖1課時(shí)精練物塊停止后，因兩個(gè)力的差值小于最大靜摩擦力，則物塊不再運(yùn)動(dòng)，則5 s末物塊的加速度為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1234562.沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度時(shí)間圖線(xiàn)如圖2所示.已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，在05 s,510 s,1015 s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3，則A.F1F3C.F1F3 D.F1F3123456圖23.(2019云南昆明市4月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖3所示，質(zhì)量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上，左側(cè)面是圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面，當(dāng)用一水平恒力F作用在滑塊A上時(shí)

19、，一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓弧面上與A保持相對(duì)靜止，此時(shí)小球B距軌道末端Q的豎直高度為H ，重力加速度為g，則F的大小為123456圖3解析連接OB，設(shè)OB連線(xiàn)與豎直方向的夾角為，如圖所示，由幾何關(guān)系得：故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.12345612344.(2019河南頂級(jí)名校第四次聯(lián)測(cè))如圖4所示，水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物塊A，在A(yíng)的上面放置另一個(gè)質(zhì)量也為1 kg的物塊B，已知A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為10.5，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.2.現(xiàn)在給物塊A施加一個(gè)與水平方向夾角為37、斜向右上方、大小恒為10 N的力F，則物塊B所受的摩擦力(重力加速度g取10 m/s2

20、，sin 370.6，cos 370.8)A.大小為0.5 N，方向水平向右B.大小為2 N，方向水平向右C.大小為0.5 N，方向水平向左D.大小為2 N，方向水平向左圖4561234解析假設(shè)A、B一起運(yùn)動(dòng)，以A、B整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有Fcos 1(mAgmBgFsin )(mAmB)a，解得a0.5 m/s2；以B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有fABmBa0.5 N2mBg2 N，假設(shè)成立，所以物塊B所受的摩擦力為靜摩擦力，大小為fAB0.5 N，方向水平向右，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.565.(多選)(2019廣東深圳市第一次調(diào)研)高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”，領(lǐng)跑世界.一輛由8節(jié)車(chē)廂編組的列車(chē)，從車(chē)頭開(kāi)始的第2、3、6和7共四節(jié)為動(dòng)力車(chē)廂，其余為非動(dòng)力車(chē)廂.列車(chē)在平直軌道上勻加速啟動(dòng)時(shí)，若每節(jié)動(dòng)力車(chē)廂牽引力大小均為F，每節(jié)車(chē)廂質(zhì)量都為m，每節(jié)車(chē)廂所受阻力均為車(chē)廂重力的k倍，重力加速度為g.則A.啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客作用力的方向豎直向上綜合提升練1234561234解析啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客豎直方向有豎直向上的支持力，水平方向有沿列車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的力，兩個(gè)力的合力方向斜向上方，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；56對(duì)第1、2節(jié)車(chē)廂的整體，根據(jù)牛頓第