2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)-第3課時(shí)-專題-牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用課件-人教大綱版2

一、瞬時(shí)加速度問題1．a(chǎn)與F合的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系物體在每一瞬時(shí)的加速度只決定于這一瞬時(shí)的合力，而與這一瞬時(shí)之前或之后的合外力沒有關(guān)系．第3課時(shí)專題牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用第一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。2．輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較特性模型質(zhì)量內(nèi)部彈力受外力時(shí)的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或壓力輕繩不計(jì)處處相等微小不計(jì)可以突變只有拉力沒有壓力橡皮繩較大一般不能突變只有拉力沒有壓力輕彈簧較大一般不能突變既可有拉力也可有壓力輕桿微小不計(jì)可以突變既可有拉力也可有支持力當(dāng)物體受力突然變化時(shí)，物體的加速度也會(huì)瞬間發(fā)生變化．但是速度在該瞬間是不變的，因?yàn)樗俣鹊淖兓枰^程的積累．第二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。1．如圖3－3－1所示，A、B兩木塊間連一輕質(zhì)彈簧，A、B質(zhì)量相等，一起靜止地放在一塊光滑木板上，若將此木板突然抽去，在此瞬間，A、B兩木塊的加速度分別是() A．a(chǎn)A＝0，aB＝2g B．a(chǎn)A＝g，aB＝g C．a(chǎn)A＝0，aB＝0 D．a(chǎn)A＝g，aB＝2g圖3－3－1第三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：由題意得：當(dāng)剛抽去木板時(shí)，彈簧還沒有來得及恢復(fù)形變，所以彈力的大小不變，仍等于物體A的重力大小，對于物體B，受到的力為豎直向下的重力和彈簧豎直向下的彈力的作用，根據(jù)牛頓第二定律得到物體B的加速度大小為2g.而對物體A，進(jìn)行受力分析得：受到豎直向下的重力和彈簧豎直向上的彈力作用，兩力不變，合力為零，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為零，綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為A.答案：A第四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。二、臨界與極值問題 在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題中，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時(shí)，往往會(huì)有臨界現(xiàn)象，此時(shí)要采用假設(shè)法或極限分析法，看物體在不同的加速度時(shí)，會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點(diǎn)，求出臨界條件．第五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。1．“假設(shè)法”分析動(dòng)力學(xué)問題 假設(shè)法是解物理問題的一種重要方法，用假設(shè)法解題，一般依題意從某一假設(shè)入手，然后運(yùn)用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進(jìn)行適當(dāng)討論，從而找出正確答案，這樣解題科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合乎邏輯，而且可以拓寬思路，最常見的是用假設(shè)法判定力的方向．第六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。方法一：首先假定某力不存在，看物體發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng)，然后再確定該力應(yīng)在什么方向物體才會(huì)產(chǎn)生題目給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．方法二：假定某力沿某一方向，用運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)算，若算得正值，說明此力與假定的方向相同，否則相反．方法三：在力的作用線上定出坐標(biāo)軸的正方向，將此力用正號運(yùn)算，若求得的是正值，說明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反．第七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。2．“極限法”分析動(dòng)力學(xué)問題 在物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化過程中，往往達(dá)到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí)，有關(guān)的物理量將發(fā)生突變，此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)．相應(yīng)的待求物理量的值叫臨界值．利用臨界值來作為解題思路的起點(diǎn)是一種很有用的思考途徑，也可以說是利用臨界條件求解．這類問題的關(guān)鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準(zhǔn)確地分析物理過程，進(jìn)行求解．第八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。2．如圖3－3－2所示，質(zhì)量都為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，運(yùn)動(dòng)距離h時(shí)B與A分離．則下列說法中正確的是() A．B和A剛分離時(shí)，彈簧為原長 B．B和A剛分離時(shí)，它們的加速度為g C．彈簧的勁度系數(shù)等于mg/h

D．在B與A分離之前，它們做勻加速運(yùn)動(dòng)第九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：在施加外力F前，對A、B整體受力分析可得：2mg＝kx1，A、B兩物體分離時(shí)，B物體受力平衡，兩者加速度恰好為零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對物體A：mg＝kx2，由于x1－x2＝h，所以彈簧的勁度系數(shù)為k＝mg/h，選項(xiàng)C正確；在B與A分離之前，由于彈簧彈力逐漸減小，加速度逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C第十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。三、整體法與隔離法選取的原則 系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個(gè)物體連在一起運(yùn)動(dòng)的問題，系統(tǒng)內(nèi)的物體的加速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：1．隔離法的選取 (1)適應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力． (2)處理方法：把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握．第十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。2．整體法的選取 (1)適應(yīng)情況：若系統(tǒng)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． (2)處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個(gè)整體(當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn))來分析整體 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)．第十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。3．整體法、隔離法交替運(yùn)用原則：若系統(tǒng)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象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力．即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”．運(yùn)用整體法分析問題時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，應(yīng)采用隔離法求解．第十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。3.如圖3－3－3所示，A、B兩物塊疊放后從傾角為30°的光滑斜面上一起滑下，若物塊A質(zhì)量為0.4kg，A、B間接觸面呈水平，求下滑時(shí)物塊B對物塊A的支持力和摩擦力．第十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。再隔離物塊A受力分析(如右圖所示)，受重力、彈力和摩擦力，B物塊的上表面水平，所以B對A的支持力FN豎直向上，B對A的靜摩擦力Ff沿水平方向．把加速度分解為豎直和水平兩個(gè)方向，由牛頓第二定律，則：mAg－FN＝mAasin30°得，F(xiàn)N＝3N，F(xiàn)f＝mAacos30°得Ff＝N.答案：3NN解析：把A、B兩物體作為一個(gè)整體分析，受重力、彈力作用，下滑時(shí)沿斜面方向合力產(chǎn)生的加速度可由牛頓第二定律求得(mA＋mB)gsin30°＝(mA＋mB)a所以a＝5m/s2.第十五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分?！纠?】如圖3－3－4所示，質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連，Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時(shí)，Ⅰ中拉力大小為F1，Ⅱ中拉力大小為F2，當(dāng)僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間時(shí)，球的加速度a應(yīng)是()第十六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。A．若斷Ⅰ，則a＝g，方向豎直向下B．若斷Ⅱ，則a＝，方向水平向左C．若斷Ⅰ，則a＝，方向沿Ⅰ的延長線D．若斷Ⅱ，則a＝g，方向豎直向上解析：如果剪斷細(xì)線，彈簧形變來不及變化，所以重力與彈力的合力水平向左，大小為F1sinθ或F2；如果剪斷彈簧，水平細(xì)線的拉力來得及變化，物體只受重力作用，加速度為g，方向豎直向下．答案：AB第十七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。分析瞬時(shí)加速度問題，主要抓住1．分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，列出相應(yīng)的規(guī)律方程．2．緊抓輕繩模型中的彈力可以突變、輕彈簧模型中的彈力不能突變這個(gè)力學(xué)特征．第十八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。1－1如圖3－3－5所示，在光滑的水平面上，A、B兩物體的質(zhì)量mA＝2mB，A物與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直墻上，開始時(shí)，彈簧處于自由狀態(tài)，當(dāng)物體B沿水平向左運(yùn)動(dòng)，使彈簧壓縮到最短時(shí)，A、B兩物體間作用力為F，則彈簧給A物體的作用力的大小為() A．FB．2FC．3FD．4F第十九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：對B由牛頓第二定律得F＝mBa①對A、B整體由牛頓第二定律得F彈＝(mA＋mB)a②mA＝2mB③由①②③得：F彈＝3F，所以選項(xiàng)C正確．答案：C第二十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分?！纠?】如圖3－3－6所示，一輛卡車后面用輕繩拖著質(zhì)量為m的物體A，A與地面的摩擦不計(jì)． (1)當(dāng)卡車以a1＝g的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力 為

mg，則A對地面的壓力為多大？ (2)當(dāng)卡車的加速度a2＝g時(shí)，繩的拉力為多大？第二十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：(1)卡車和A的加速度一致．由圖知繩的拉力的分力使A產(chǎn)生了加速度，故有：設(shè)地面對A的彈力為FN，則有FN＝mg－

由牛頓第三定律得：A對地面的壓力為mg.第二十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。(2)設(shè)地面對A彈力為零時(shí)，物體的臨界加速度為a0，則a0＝g·cotα＝g，故當(dāng)a2＝g＞a0時(shí)，物體已飄起，此時(shí)物體所受合力為mg，則由三角形知識可知，拉力F2＝答案：

第二十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。2－1如圖3－3－7所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，已知mA＝6kg、mB＝ 2kg，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是20N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取10m/s2，則() A．當(dāng)拉力F＜12N時(shí)，A靜止不動(dòng) B．當(dāng)拉力F＞12N時(shí)，A相對B滑動(dòng) C．當(dāng)拉力F＝16N時(shí)，B受A的摩擦力等于4N D．無論拉力F多大，A相對B始終靜止第二十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：設(shè)A、B共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度為amax，最大拉力為Fmax對B：μmAg＝mBamaxamax＝＝6m/s2對A、B：Fmax＝(mA＋mB)amax＝48N當(dāng)F＜Fmax＝48N時(shí)，A、B相對靜止．第二十五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。因?yàn)榈孛婀饣蔄錯(cuò)，當(dāng)F大于12N而小于48N時(shí)，A相對B靜止，B錯(cuò)．當(dāng)F＝16N時(shí)，其加速度a＝2m/s2對B：Ff＝4N，故C對．因?yàn)榧?xì)線的最大拉力為20N，所以A、B總是相對靜止，D對．答案：CD第二十六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分?！纠?】如圖3－3－8所示，光滑水平面上放著質(zhì)量分別為m和2m的木塊各兩個(gè)，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對m的最大拉力為()第二十七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。解析：由于四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，可以把四個(gè)木塊看做整體，由牛頓第二定律可得F＝(m＋2m＋m＋2m)a當(dāng)右邊木塊間的摩擦力達(dá)到最大時(shí)，輕繩中拉力最大，設(shè)最大拉力為FT，隔離右邊上面的木塊，由牛頓第二定律可得μmg－FT＝ma隔離右邊下面的木塊，由牛頓第二定律可得F－μmg＝2ma聯(lián)立上述三式解得輕繩對m的最大拉力FT＝μmg，正確選項(xiàng)為B.答案：B第二十八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。選擇隔離的研究對象時(shí)，一定要選擇受力確定的物體，不要選擇受力不確定的物體，此題中由于左邊木塊之間的摩擦力尚未達(dá)到最大，因此不能隔離左邊的木塊作為研究對象．第二十九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn)二分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn)三十五分。3－1如圖3－3－9所示，在光滑的水平面上放著緊靠在一起的A、B兩物體，B的質(zhì)量是A的2倍，B受到向右的恒力FB＝2N，A受到的水平力FA＝(9－2t)N(t的單位是s)．從t