高三物理一輪復(fù)習(xí)專題突破4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用2新人教版

1、專題4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(二)導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握動(dòng)力學(xué)中的圖象問(wèn)題的分析方法.2.掌握整體法與隔離法在連接問(wèn)題中的應(yīng)用方法考點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)中的圖象問(wèn)題考點(diǎn)解讀在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中有這樣一類問(wèn)題：題目告訴的已知條件是物體在一過(guò)程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間的變化圖線，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況；或者已知物體在一過(guò)程中速度、加速度隨時(shí)間的變化圖線，要求分析物體的受力情況，我們把這兩種問(wèn)題稱為牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的圖象問(wèn)題這類問(wèn)題的實(shí)質(zhì)仍然是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題，求解這類問(wèn)題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點(diǎn)、線、截、斜、面六大功能典例剖析例1如圖1甲所示，水平地面上輕彈簧左端固定，右端通過(guò)滑塊壓縮0.4 m鎖定t0

2、時(shí)解除鎖定釋放滑塊計(jì)算機(jī)通過(guò)滑塊上的速度傳感器描繪出滑塊的速度圖象如圖乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，傾斜直線Od是t0時(shí)的速度圖線的切線，已知滑塊質(zhì)量m2.0 kg，取g10 m/s2.求：圖1(1)滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)彈簧的勁度系數(shù)方法突破數(shù)圖結(jié)合解決物理問(wèn)題物理公式與物理圖象的結(jié)合是中學(xué)物理的重要題型，也是近年高考的熱點(diǎn)，特別是vt圖象在考題中出現(xiàn)率極高對(duì)于已知圖象求解相關(guān)物理量的問(wèn)題，往往是結(jié)合物理過(guò)程從分析圖象的橫、縱軸所對(duì)應(yīng)的物理量的函數(shù)入手，分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義得出所求結(jié)果解決這類問(wèn)題的核心是分析圖象，我們應(yīng)特別關(guān)注vt圖中的斜率(加速度)和

3、力的圖線與運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系跟蹤訓(xùn)練1固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖2所示，取重力加速度g10 m/s2.求：圖2(1)小環(huán)的質(zhì)量m；(2)細(xì)桿與地面間的傾角.考點(diǎn)二多過(guò)程問(wèn)題考點(diǎn)解讀很多動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中涉及物體兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在物體不同的運(yùn)動(dòng)階段，物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況都發(fā)生了變化，我們把這類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題稱為牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的多過(guò)程問(wèn)題有些題目中這些過(guò)程是彼此獨(dú)立的，也有的題目中相鄰的過(guò)程之間也可能存在一些聯(lián)系，解決這類問(wèn)題時(shí)，既要將每個(gè)子過(guò)程獨(dú)立分析清楚，又要關(guān)注它們之間的聯(lián)系多過(guò)程問(wèn)題可根據(jù)

4、涉及物體的多少分為單體多過(guò)程問(wèn)題和多體多過(guò)程問(wèn)題典例剖析圖3例2 中央電視臺(tái)近期推出了一個(gè)游戲節(jié)目推礦泉水瓶選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時(shí)間后，放手讓瓶向前滑動(dòng)，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若瓶最后不停在有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下均視為失敗其簡(jiǎn)化模型如圖3所示，AC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)15 m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域已知BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)21 m，瓶子質(zhì)量為m0.5 kg，瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.某選手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)，(g取10 m/s2)假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，那么該選手要想游戲獲得成功，

5、試問(wèn)：(1)推力作用在瓶子上的時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)多少？(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少？方法突破求解多過(guò)程問(wèn)題，要能夠?qū)⒍噙^(guò)程分解為多個(gè)子過(guò)程，在每一個(gè)子過(guò)程中，對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，正確求解加速度和找到連接各階段運(yùn)動(dòng)的物理量(速度)是關(guān)鍵，做出物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)示意圖，可使問(wèn)題的分析與求解較為直觀跟蹤訓(xùn)練2有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”，參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40 m高處，然后由靜止釋放可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動(dòng)，2 s后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面4 m高處時(shí)速度剛好減小到零然后再讓座椅以相當(dāng)緩

6、慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面(取g10 m/s2)問(wèn)：(1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度是多大？(2)座椅在勻減速階段的時(shí)間是多少？(3)在勻減速階段，座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍？考點(diǎn)三滑塊木板模型考點(diǎn)解讀滑塊木板模型作為力學(xué)的基本模型經(jīng)常出現(xiàn)，是對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用著重考查學(xué)生分析問(wèn)題、運(yùn)用知識(shí)的能力，這類問(wèn)題的分析有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理情景的想象能力，為后面牛頓運(yùn)動(dòng)定律與能量知識(shí)的綜合應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)典例剖析例3某電視臺(tái)娛樂(lè)節(jié)目在游樂(lè)園舉行家庭搬運(yùn)磚塊比賽活動(dòng)比賽規(guī)則是：如圖4甲所示向滑動(dòng)行駛的小車上搬放磚塊，且每次只能將一塊磚無(wú)初速度(相對(duì)地面)地

7、放到車上，車停止時(shí)立即停止搬放，以車上磚塊多少?zèng)Q定勝負(fù)已知每塊磚的質(zhì)量m0.8 kg，小車的上表面光滑且足夠長(zhǎng)，比賽過(guò)程中車始終受到恒定牽引力F20 N的作用，未放磚塊時(shí)車以v03 m/s的速度勻速前進(jìn)獲得冠軍的家庭上場(chǎng)比賽時(shí)每隔T0.8 s搬放一塊磚，從放上第一塊磚開始計(jì)時(shí)，圖中僅畫出了00.8 s內(nèi)車運(yùn)動(dòng)的vt圖象，如圖乙所示，g取10 m/s2.求：圖4(1)小車的質(zhì)量及車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)車停止時(shí)，車上放有多少塊磚方法突破求解時(shí)應(yīng)先仔細(xì)審題，清楚題目的含義，分析清楚每一個(gè)物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況因題目所給的情境中至少涉及兩個(gè)物體、多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并且物體間還存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)

8、準(zhǔn)確求出各物體在各運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度(注意兩過(guò)程的連接處加速度可能突變)，找出物體之間的位移(路程)關(guān)系或速度關(guān)系是解題的突破口求解中更應(yīng)注意聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的紐帶，每一個(gè)過(guò)程的末速度是下一個(gè)過(guò)程的初速度圖5跟蹤訓(xùn)練3如圖5所示，在光滑的水平面上停放著小車B，車上左端有一小物體A，A和B之間的接觸面前一段光滑，后一段粗糙，且后一段的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，小車長(zhǎng)L2 m，A的質(zhì)量mA1 kg，B的質(zhì)量mB4 kg.現(xiàn)用12 N的水平力F向左拉動(dòng)小車，當(dāng)A到達(dá)B的最右端時(shí)，兩者速度恰好相等，求A和B間光滑部分的長(zhǎng)度(g取10 m/s2)8.整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用圖6例4如圖6所示，一輛汽車A拉著裝

9、有集裝箱的拖車B，以速度v130 m/s進(jìn)入向下傾斜的直車道車道每100 m下降2 m為了使汽車速度在x200 m的距離內(nèi)減到v210 m/s，駕駛員必須剎車假定剎車時(shí)地面的摩擦阻力是恒力，且該力的70%作用于拖車B,30%作用于汽車A.已知A的質(zhì)量m12 000 kg，B的質(zhì)量m26 000 kg.求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動(dòng)方向的相互作用力(重力加速度g取10 m/s2)方法提煉在物理問(wèn)題中，當(dāng)所研究的問(wèn)題涉及連接體時(shí)，若不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的加速度，就可把它們看成一個(gè)整體，分析外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)；若

10、需要知道物體間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，隔離法和整體法配合交替使用，常能更有效地解決有關(guān)連接體問(wèn)題跟蹤訓(xùn)練4一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖7所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65 kg，吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a1 m/s2上升時(shí)，試求：圖7(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力A組圖象問(wèn)題1如圖8甲所示，傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，有一質(zhì)量m0.8 kg的物體

11、受到平行斜面向上的力F作用，其大小F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，t0時(shí)刻物體的速度為零，重力加速度g10 m/s2.下列說(shuō)法中正確的是()圖8A01 s時(shí)間內(nèi)物體的加速度最大B第2 s末物體的速度不為零C23 s時(shí)間內(nèi)物體向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D第3 s末物體回到了原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)B組多過(guò)程問(wèn)題圖92如圖9所示為一足夠長(zhǎng)斜面，其傾角為37°，一質(zhì)量m10 kg物體，在斜面底部受到一個(gè)沿斜面向上的F100 N的力作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體在2 s內(nèi)位移為4 m,2 s末撤去力F，(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g10 m/s2)求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦

12、因數(shù)；(2)從撤掉力F開始1.5 s末物體的速度v；(3)從靜止開始3.5 s內(nèi)物體的位移和路程C組滑塊木板模型圖103.如圖10所示，車廂B底面放一個(gè)物體A，已知它們的質(zhì)量mA20 kg，mB30 kg，在水平力F120 N作用下，B由靜止開始運(yùn)動(dòng)，2 s內(nèi)移動(dòng)5 m，假設(shè)車廂足夠長(zhǎng)，不計(jì)地面與B間的摩擦，求在這段時(shí)間內(nèi)A在B內(nèi)移動(dòng)的距離D組連接體問(wèn)題圖114. 如圖11所示，質(zhì)量為mA、mB的兩個(gè)物體A和B，用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩相連用力把B壓在水平桌面上，使A離地面的高度為H，且桌面上方細(xì)繩與桌面平行現(xiàn)撤去壓B的外力，使A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)，A著地后不反彈，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B始終碰不到滑輪B與水

13、平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，不計(jì)滑輪與軸間、繩子的摩擦，不計(jì)空氣阻力及細(xì)繩課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(限時(shí)：60分鐘)一、選擇題圖11物體A、B都靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為MA、MB，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為A、B，平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B，測(cè)得加速度a與拉力F的關(guān)系圖象如圖1中A、B所示，則()AA>BBA<BCMA>MBDMA<MB圖22一光滑斜劈，在力F推動(dòng)下向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且斜劈上有一木塊恰好與斜面保持相對(duì)靜止，如圖2所示，則木塊所受合外力的方向?yàn)?)A水平向左 B水平向右C沿斜面向下 D沿斜面向上3如圖3所示，某小球所受的合外力與時(shí)間的關(guān)系，各段

14、的合外力大小相同，作用時(shí)間相同，設(shè)小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)，由此可判定()A小球向前運(yùn)動(dòng)，再返回停止圖3B小球向前運(yùn)動(dòng)再返回不會(huì)停止C小球始終向前運(yùn)動(dòng)D小球向前運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止圖44一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過(guò)細(xì)繩與車頂相連小球某時(shí)刻正處于如圖4所示狀態(tài)設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為FN，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為FT，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說(shuō)法正確的是()A若小車向左運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)N可能為零B若小車向左運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)T可能為零C若小車向右運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)N不可能為零D若小車向右運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)T不可能為零5如圖5所示，TPS681.TIF；Z*2，Y圖5豎直放置在水平面上的輕彈簧上放著質(zhì)量為2 kg的物體A，處

15、于靜止?fàn)顟B(tài)若將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體B輕放在A上的一瞬間，則B對(duì)A的壓力大小為(g取10 m/s2)()A30 N B0C15 N D12 N圖66如圖6所示，一固定光滑桿與水平方向夾角為，將一質(zhì)量為m1的小環(huán)套在桿上，通過(guò)輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m2的小球靜止釋放后，小環(huán)與小球保持相對(duì)靜止以相同的加速度a一起下滑，此時(shí)繩子與豎直方向的夾角為，則下列說(shuō)法正確的是()A桿對(duì)小環(huán)的作用力大于m1gm2gBm1不變，則m2越大，越小C，與m1、m2無(wú)關(guān)D若桿不光滑，可能大于圖77如圖7所示，兩塊粘連在一起的物塊a和b，質(zhì)量分別為ma和mb，放在光滑的水平桌面上，現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的推力Fa和拉

16、力Fb，已知Fa>Fb，則a對(duì)b的作用力()A必為推力B必為拉力C可能為推力，也可能為拉力D不可能為零圖88如圖8所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙傳送帶上，物體到傳送帶左端的距離為L(zhǎng)，穩(wěn)定時(shí)繩與水平方向的夾角為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(v1<v2)，繩中的拉力分別為F1、F2；若剪斷細(xì)繩時(shí)，物體到達(dá)左端的時(shí)間分別為t1、t2，則下列說(shuō)法正確的是()AF1<F2BF1F2Ct1一定大于t2Dt1可能等于t29如圖9所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一豎直擋板擋住現(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說(shuō)法

17、正確的是()圖9A若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零B若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零C斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于maD若F增大，斜面對(duì)球的彈力仍然保持不變二、非選擇題圖1010如圖10所示，有一長(zhǎng)度x1 m，質(zhì)量M10 kg的平板小車，靜止在光滑的水平面上，在小車一端放置一質(zhì)量m4 kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，要使物塊在2 s末運(yùn)動(dòng)到小車的另一端，那么作用在物塊上的水平力F是多少？11如圖11甲所示，表演“頂桿”雜技時(shí)，一人站在地上(稱為“底人”)，肩上豎直扛著一個(gè)質(zhì)量為m5 kg的竹竿，一個(gè)質(zhì)量為M40 kg的演員(可視為質(zhì)點(diǎn))在竿頂端從靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到竿底端時(shí)速度正好為零為了研究該雜技的力學(xué)性質(zhì)，研究人員在竿底部和“底人”肩膀之間安裝一個(gè)力傳感器，演員從竿頂端下滑的整個(gè)過(guò)程中，竿對(duì)傳感器豎直向下壓力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示根據(jù)題中所給條件和圖象中有關(guān)信息，重力加速度大小為g10 m/s2.求：圖11(1)演員在竿上勻加速下滑和勻減速下滑的過(guò)程中，竿受到的摩擦力大?。?2)竿的長(zhǎng)度滑輪的質(zhì)量求：(1)A下落過(guò)程的加速度；(