高考物理復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律能力課時(shí)3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)PP

能力課時(shí)3牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用(一)1/52突破一牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圖象綜合問(wèn)題求解方法

物理公式與物理圖象結(jié)合是一個(gè)主要題型，也是高考重點(diǎn)及熱點(diǎn)。1.“兩大類型” (1)已知物體在某一過(guò)程中所受協(xié)力(或某個(gè)力)隨時(shí)間改變圖線，要求分析物體運(yùn)動(dòng)情況。

(2)已知物體在某一過(guò)程中速度、加速度隨時(shí)間改變圖線，要求分析物體受力情況。2.“一個(gè)橋梁”：加速度是聯(lián)絡(luò)v

－t圖象與F－t圖象橋梁。2/523.處理圖象問(wèn)題方法和關(guān)鍵(1)分清圖象類別：分清橫、縱坐標(biāo)所代表物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反應(yīng)物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)。(2)注意圖象中一些特殊點(diǎn)所表示物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)交點(diǎn)，圖線轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線交點(diǎn)等表示物理意義。(3)明確能從圖象中取得哪些信息：把圖象與物體運(yùn)動(dòng)情況相結(jié)合，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等物理意義，確定從圖象中得出有用信息，這些信息往往是解題突破口或關(guān)鍵點(diǎn)。3/52【例1】

(多項(xiàng)選擇)(·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，20)如圖1(a)，一物塊在t＝0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)v－t圖線如圖(b)所表示。若重力加速度及圖中v0、v1、t1均為已知量，則可求出(

)圖1A.斜面傾角B.物塊質(zhì)量C.物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行最大高度4/52答案

ACD5/52易錯(cuò)提醒分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)誤區(qū)(1)沒(méi)有看清橫、縱坐標(biāo)所表示物理量及單位。(2)沒(méi)有注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始。(3)不清楚圖線點(diǎn)、斜率、面積等物理意義。(4)忽略對(duì)物體受力情況和運(yùn)動(dòng)情況分析。6/52【變式訓(xùn)練】1.[與a－F圖象綜合](多項(xiàng)選擇)如圖2甲所表示，物體原來(lái)靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐步增大過(guò)程中，物體先靜止后做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F改變圖象如圖乙所表示。依據(jù)圖乙中所標(biāo)出數(shù)據(jù)可計(jì)算出(g取10m/s2)(

)圖27/52A.物體質(zhì)量為1kgB.物體質(zhì)量為2kgC.物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3D.物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.58/52解析物體受力如圖所表示，在力F從0增大到7N之前物體靜止，在7N時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，代入圖乙中F1＝7N和F2＝14N及對(duì)應(yīng)加速度a1＝0.5m/s2和a2＝4m/s2，解得m＝2kg，F(xiàn)f＝6N，A錯(cuò)誤，B正確；Ff＝μFN＝μmg，則μ＝0.3，C正確，D錯(cuò)誤。答案

BC9/522.[與F－t、v－t圖象綜合](多項(xiàng)選擇)(·內(nèi)蒙古包頭測(cè)評(píng))將一質(zhì)量不計(jì)光滑桿傾斜地固定在水平面上，如圖3甲所表示，現(xiàn)在桿上套一光滑小球，小球在一沿桿向上拉力F作用下沿桿向上運(yùn)動(dòng)。該過(guò)程中小球所受拉力以及小球速度隨時(shí)間改變規(guī)律如圖乙、丙所表示。g＝10m/s2。則以下說(shuō)法正確是(

)圖310/52A.在2～4s內(nèi)小球加速度大小為0.5m/s2B.小球質(zhì)量為2kgC.桿傾角為30°D.小球在0～4s內(nèi)位移為8m答案

AC11/52突破二連接體問(wèn)題分析方法1.連接體分類

依據(jù)兩物體之間相互連接媒介不一樣，常見(jiàn)連接體能夠分為三大類。 (1)繩(桿)連接：兩個(gè)物體經(jīng)過(guò)輕繩或輕桿作用連接在一起； (2)彈簧連接：兩個(gè)物體經(jīng)過(guò)彈簧作用連接在一起； (3)接觸連接：兩個(gè)物體經(jīng)過(guò)接觸面彈力或摩擦力作用連接在一起。2.連接體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

輕繩——輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端連接體沿繩方向速度總是相等。12/52

輕桿——輕桿平動(dòng)時(shí)，連接體含有相同平動(dòng)速度；輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接體含有相同角速度，而線速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比。

輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變過(guò)程中，兩端連接體速率不一定相等；在彈簧形變最大時(shí)，兩端連接體速率相等。

尤其提醒 (1)“輕”——質(zhì)量和重力均不計(jì)。 (2)在任何情況下，繩中張力大小相等，繩、桿和彈簧兩端受到彈力大小也相等。13/523.連接體問(wèn)題分析方法(1)分析方法：整體法和隔離法。(2)選取整體法和隔離法策略：①當(dāng)各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同時(shí)，宜選取整體法；當(dāng)各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一樣時(shí)，宜選取隔離法；②對(duì)較復(fù)雜問(wèn)題，通常需要屢次選取研究對(duì)象，交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解。14/52類型一繩(或桿)連接體【例2】如圖4所表示，有材料相同P、Q兩物塊經(jīng)過(guò)輕繩相連，并在拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，輕繩與拉力F方向均平行于斜面。當(dāng)拉力F一定時(shí)，Q受到繩拉力(

)圖4A.與斜面傾角θ相關(guān)

B.與動(dòng)摩擦因數(shù)相關(guān)C.與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)

D.僅與兩物塊質(zhì)量相關(guān)15/52答案

D16/52方法提煉17/52【變式訓(xùn)練】3.如圖5甲所表示，質(zhì)量為M小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向成α角，細(xì)線拉力為FT。若用一力F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加速度a′向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成α角，如圖乙所表示，細(xì)線拉力為FT′，則(

)圖518/52A.F′＝F，F(xiàn)T′＝FT B.F′＞F，F(xiàn)T′＝FTC.F′＜F，F(xiàn)T′＞FT D.F′＜F，F(xiàn)T′＜FT解析對(duì)小球進(jìn)行受力分析，因?yàn)樾∏蜇Q直方向上所受協(xié)力為零，可知FTcosα＝mg，F(xiàn)T′cosα＝mg，所以FT＝FT′。對(duì)于圖乙中小球，水平方向有FT′sinα＝ma′。對(duì)于圖甲中小車，水平方向有FTsinα＝Ma，因?yàn)镸＞m，所以a′＞a。對(duì)小球與車組成整體，由牛頓第二定律得F＝(M＋m)a，F(xiàn)′＝(M＋m)a′，所以F′＞F，選項(xiàng)B正確。答案

B19/52類型二彈簧連接體【例3】如圖6所表示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1＝3kg、m2＝2kg物體置于光滑水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接。兩個(gè)大小分別為F1＝30N、F2＝20N水平拉力分別作用在m1、m2上，則(

)圖6A.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是50NB.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是24NC.在突然撤去F2瞬間，m2加速度大小為4m/s2D.在突然撤去F2瞬間，m1加速度大小為10m/s220/52答案

B21/52方法提煉22/52【變式訓(xùn)練】4.(多項(xiàng)選擇)如圖7所表示，質(zhì)量分別為mA、mBA、B兩物塊用輕質(zhì)彈簧連接放在傾角為θ斜面上，用一直平行于斜面向上拉力F拉B物塊，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，為了減小彈簧形變量，可行方法是(

)圖7A.減小A物塊質(zhì)量 B.增大B物塊質(zhì)量C.增大傾角θ D.增大動(dòng)摩擦因數(shù)μ23/52答案

AB24/5225/52聯(lián)立①②得3n＝2k，總車廂數(shù)為N＝n＋k，由此式可知n只能取偶數(shù)，當(dāng)n＝2時(shí)，k＝3，總節(jié)數(shù)為N＝5當(dāng)n＝4時(shí)，k＝6，總節(jié)數(shù)為N＝10當(dāng)n＝6時(shí)，k＝9，總節(jié)數(shù)為N＝15當(dāng)n＝8時(shí)，k＝12，總節(jié)數(shù)為N＝20，故選項(xiàng)B、C正確。答案

BC26/52【變式訓(xùn)練】5.如圖8所表示，質(zhì)量分別為m、M兩物體P、Q保持相對(duì)靜止，一起沿傾角為θ固定光滑斜面下滑，Q上表面水平，P、Q之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則以下說(shuō)法正確是(

)圖8A.P處于超重狀態(tài)B.P受到摩擦力大小為μmg，方向水平向右C.P受到摩擦力大小為mgsinθcosθ，方向水平向左D.P受到支持力大小為mgsin2θ27/52解析由題意可知，P有向下加速度，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)P、Q整體，依據(jù)牛頓第二定律有(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a，得加速度a＝gsinθ，將沿斜面向下加速度a＝gsinθ沿水平方向和豎直方向分解，如圖所表示，則a1＝acosθ＝gsinθcosθ，a2＝asinθ＝gsin2

θ，對(duì)P分析，依據(jù)牛頓第二定律，水平方向上有Ff＝ma1，方向水平向左，豎直方向上有mg－FN＝ma2，得Ff＝mgsinθcosθ，F(xiàn)N＝mgcos2

θ，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤。答案

C28/52突破三臨界問(wèn)題處理方法1.臨界或極值條件標(biāo)志(1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、“恰好”等字眼，表明題述過(guò)程存在臨界點(diǎn)。(2)若題目中有“取值范圍”、“多長(zhǎng)時(shí)間”、“多大距離”等詞語(yǔ)，表明題述過(guò)程存在“起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)往往就對(duì)應(yīng)臨界狀態(tài)。(3)若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“最少”等字眼，表明題述過(guò)程存在極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn)。(4)若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。29/522.幾個(gè)臨界狀態(tài)和其對(duì)應(yīng)臨界條件以下表所表示臨界狀態(tài)臨界條件速度抵達(dá)最大物體所受合外力為零兩物體剛好分離兩物體間彈力FN＝0繩剛好被拉直繩中張力為零繩剛好被拉斷繩中張力等于繩能承受最大拉力30/523.處理臨界問(wèn)題三種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)，以抵達(dá)正確處理問(wèn)題目標(biāo)假設(shè)法臨界問(wèn)題存在各種可能，尤其是非此即彼兩種可能時(shí)，或改變過(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)法處理問(wèn)題數(shù)學(xué)法將物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表示式，依據(jù)數(shù)學(xué)表示式解出臨界條件31/52【例5】如圖9所表示，水平地面上矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m光滑球。靜止時(shí)，箱子頂部與球接觸但無(wú)壓力。箱子由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后改做加速度大小為a勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，經(jīng)過(guò)總旅程為s，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度為v。圖9(1)求箱子加速階段加速度大小a′；(2)若a＞gtanθ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部作用力。32/5233/5234/52反思提升處理臨界問(wèn)題基本思緒 (1)認(rèn)真審題，詳盡分析問(wèn)題中改變過(guò)程(包含分析整體過(guò)程中有幾個(gè)階段)； (2)尋找過(guò)程中改變物理量； (3)探索物理量改變規(guī)律； (4)確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關(guān)系。

挖掘臨界條件是解題關(guān)鍵。如例5中第(2)求解關(guān)鍵是：假設(shè)球剛好不受箱子作用力，求出此時(shí)加速度a。35/52圖1036/5237/52答案

BCD38/521.(·江蘇南京月考)如圖11所表示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，開始時(shí)F＝10N，今后逐步增大，在增大到45N過(guò)程中，則(g取10m/s2)(

)圖1139/52A.當(dāng)拉力F＜12N時(shí)，物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B.兩物體開始沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力超出12N時(shí)，開始相對(duì)滑動(dòng)C.兩物體從受力開始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)D.兩物體一直沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)答案D40/522.(·重慶理綜，5)若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)v－t圖象如圖12所表示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機(jī)支持力F與時(shí)間t關(guān)系圖象可能是(

)圖1241/52解析由v－t圖象可知：過(guò)程①為向下勻加速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向下，失重，F(xiàn)<mg)；過(guò)程②為向下勻速直線運(yùn)動(dòng)(處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)＝mg)；過(guò)程③為向下勻減速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向上，超重，F(xiàn)>mg)；過(guò)程④為向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向上，超重，F(xiàn)>mg)；過(guò)程⑤為向上勻速直線運(yùn)動(dòng)(處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)＝mg)；過(guò)程⑥為向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向下，失重，F(xiàn)<mg)。綜合選項(xiàng)分析可知選項(xiàng)B正確。答案

B42/523.(多項(xiàng)選擇)(·江蘇單科，6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t改變圖線如圖13所表示，以豎直向上為a正方向，則人對(duì)地板壓力(

)圖13A.t＝2s時(shí)最大 B.t＝2s時(shí)最小C.t＝8.5s時(shí)最大 D.t＝8.5s時(shí)最小43/52解析由題圖知，在上升過(guò)程中，在0～4s內(nèi)，加速度方向向上，F(xiàn)N－mg＝ma，所以向上加速度越大，電梯對(duì)人支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對(duì)電梯壓力就越大，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖知，在7～10s內(nèi)加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下加速度越大，人對(duì)電梯壓力就越小，故C錯(cuò)誤，D正確。答案

AD44/524.(多項(xiàng)選擇)如圖14甲所表示，用粘性材料粘在一起A、B兩物塊靜止于光滑水平面上，兩物塊質(zhì)量分別為mA＝1kg、mB＝2kg，當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且大于0.3N時(shí)A、B將會(huì)分離。t