高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章第3節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(二)課件

第3節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(二)一、運(yùn)動(dòng)學(xué)的圖像問題1.已知物體的運(yùn)動(dòng)圖像，求解物體的受力情況.2.已知物體的受力圖像，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況.

3.特別注意圖像中的一些特殊點(diǎn)，如圖線與橫、縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線的交點(diǎn)等所表示的物理意義.注意圖線的斜率、圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形面積的物理意義.二、連接體加速度

1.兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的具有相同_________的整體叫連接體.如幾個(gè)物體疊放在一起，或并排擠放在一起，或用繩子、細(xì)桿等連在一起.2.處理連接體問題的方法.外力

(1)整體法：把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對(duì)象來分析的方法.不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力的影響，只考慮系統(tǒng)受到的________. (2)隔離法：把系統(tǒng)中的各個(gè)部分(或某一部分)隔離，作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象來分析的方法.此時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)力就有可能成為該研究對(duì)象的外力，在分析時(shí)要特別注意.

【基礎(chǔ)自測】

1.一物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果僅使其中某個(gè)力的大小逐漸減小到零，然后又從零逐漸恢復(fù)到原來大小(在上述過程中，此力的方向一直保持不變)，那么如圖所示的v-t圖像中，符合此過程中物體運(yùn)動(dòng)情況的可能是()ABCD答案：D

2.一物體靜止在光滑水平面上，從0時(shí)刻起，受到的水平外力F如圖3-3-1所示，以向右運(yùn)動(dòng)為正方向，物體質(zhì)量為1.25kg，則下列說法正確的是()A.2s時(shí)物體回到出發(fā)點(diǎn)B.3s時(shí)物體的速度大小為4m/sC.第3s內(nèi)物體的位移為4m圖3-3-1D.前2s內(nèi)物體的平均速度為0答案：B3.如圖3-3-2，小車以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)，車中小球質(zhì)

)B.m(a＋g)D.ma量為m，則線對(duì)球的拉力大小為(

圖3-3-2

C.mg

答案：A

4.如圖3-3-3所示，質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦不計(jì)，在大小為F的水平推力作用下，A、B一起向右做加速運(yùn)動(dòng)，則A和B之間的作用力大小為()圖3-3-3A.μmg

3B.2μmg

3

2F－4μmgC. 3

F－2μmgD. 3答案：D熱點(diǎn)1牛頓第二定律的圖像問題[熱點(diǎn)歸納]1.明確常見圖像的意義，如下表.v-t

圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F-a圖像首先要根據(jù)具體的物理情景，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程F-t圖像要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(續(xù)表)

2.圖像類問題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題，以牛頓第二定律F＝ma為紐帶，理解圖像的種類，圖像的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義.運(yùn)用圖像解決問題一般包括兩個(gè)角度：(1)用給定圖像解答問題.(2)根據(jù)題意作圖，用圖像解答問題.在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情景與函數(shù)、圖像的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系.

【典題1】(多選，2021年廣東揭陽質(zhì)檢)如圖3-3-4甲所示，一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體放在粗糙水平地面上，從零時(shí)刻起，物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng).在0～3s時(shí)間內(nèi)物體的加速度a隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則()甲乙圖3-3-4

A.0～1s和2～3s內(nèi)物體加速度方向相同

B.F的最大值為12N C.3s末物體的速度最大，最大速度為8m/s D.在0～1s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，2～3s內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)

答案：AC思路導(dǎo)引滑動(dòng)摩擦力恒定，加速度最大時(shí)，合外力最大，拉力最大，由于本題摩擦力未知，拉力F的最大值得不到具體數(shù)據(jù)，得到拉力的關(guān)系式后定性分析判斷B選項(xiàng)的正誤.

【遷移拓展】(2023年廣東六校聯(lián)考)豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，上端與木塊A連接，物塊B疊放在A上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖3-3-5甲所示.現(xiàn)對(duì)B施加豎直向上的拉力F，使B以恒定的加速度a豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至分離后一小段時(shí)間，力F的大小隨B的位移x變化的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是()甲乙圖3-3-5A.物塊B的質(zhì)量mB＝F2－F1

g＋aB.當(dāng)物塊B運(yùn)動(dòng)到x0

時(shí)，彈簧恰好處于原長位置C.從0到x0

的過程中，力F與B的重力所做功的代數(shù)和等于物塊B的動(dòng)能增加量D.從0到x0

的過程中，力F所做的功小于A和B構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量

解析：從0到x0的過程中，彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，即彈力對(duì)A做正功，則力F與彈簧彈力做功的代數(shù)和等于A和B構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量，所以力F所做的功小于A和B構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量，D正確.答案：D熱點(diǎn)2動(dòng)力學(xué)的連接體問題[熱點(diǎn)歸納]1.兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱連接體，連接體問題是高考中的?？键c(diǎn).命題特點(diǎn)如下：(1)通過輕繩、輕桿、輕彈簧關(guān)聯(lián)：一般考查兩物體或多物體的平衡或共同運(yùn)動(dòng)，要結(jié)合繩、桿、彈簧特點(diǎn)分析.(2)兩物塊疊放：疊放問題一般通過摩擦力的相互作用關(guān)聯(lián)，考查共點(diǎn)力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用.

(3)通過滑輪關(guān)聯(lián)：通過滑輪關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，一般是物體加速度大小相同、方向不同，可分別根據(jù)牛頓第二定律建立方程，聯(lián)立求解.2.解決連接體問題的兩種方法

考向1加速度相同的連接體

【典題2】(2023年北京卷)如圖3-3-6所示，在光滑水平地面上，兩相同物塊用細(xì)線相連，兩物塊的質(zhì)量均為1kg，細(xì)線能承受的最大拉力為2N.若在水平拉力F作用下，兩物塊一起向右做)勻加速直線運(yùn)動(dòng).則F的最大值為(

圖3-3-6A.1NB.2NC.4ND.5N解析：對(duì)兩物塊整體做受力分析有F＝2ma再對(duì)于后面的物塊有FTmax＝ma，F(xiàn)Tmax＝2N聯(lián)立解得F＝4N，選C.答案：C考向2加速度大小相同方向不同的連接體

【典題3】(2023

年福建福州模擬)甲、乙、丙三個(gè)物體用不可伸長的輕線通過輕滑輪連接，甲與地面用輕彈簧連接，如圖3-3-7所示.物體乙與物體丙之間的距離和物體丙到地面的距離相等.已知物體乙與物塊丙的質(zhì)量均為m，物體甲的質(zhì)量大于m，但是小于2m；彈簧的勁度系數(shù)為k.物體在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與滑輪相碰，且不計(jì)一切阻力，物體碰地后不反彈，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.

(1)若已知物體甲的質(zhì)量為1.5m，將乙與丙間的線剪斷，求剪斷瞬間乙物體加速度的大?。看藭r(shí)甲、乙之間輕繩拉力多大？

(2)若將乙與丙間的線剪斷，甲下降多大距離時(shí)它的速度最大？

(3)若突然彈簧與甲物體脫離接觸，要保證物塊乙在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)著地，求這種情形之下甲物體的質(zhì)量的取值范圍？圖3-3-7解：(1)將乙與丙間的線剪斷，對(duì)甲乙整體根據(jù)牛頓第二定律mg＝(1.5m＋m)a解得a＝0.4g對(duì)乙進(jìn)行受力分析有T－mg＝ma則T＝1.4mg.(2)設(shè)甲物體質(zhì)量為M，開始時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量為x1，有kx1＝(2m－M)g(3)設(shè)丙距離地面為L，丙剛好落地時(shí)，甲、乙的速度為v，對(duì)于甲乙丙三物體組成系統(tǒng)，機(jī)械能守恒若乙恰能著地，此時(shí)甲、乙物體速度為零，對(duì)甲乙兩物體組成系統(tǒng)，其機(jī)械能守恒有，重力加速度大小為

考向3加速度大小方向均不同的連接體

【典題4】(多選，2023年安徽合肥模擬)如圖3-3-8所示，質(zhì)量為M、傾角為30°的斜面體置于水平地面上，一輕繩繞過兩個(gè)輕質(zhì)滑輪連接著固定點(diǎn)P和物體B，兩滑輪之間的輕繩始終與斜面平行，物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為g，將A、B由靜止釋放，在B下降的過程中(物體A未碰到滑輪)，斜面體靜止不動(dòng).下列說法正確的是()圖3-3-8

解析：由于相同時(shí)間內(nèi)物體B通過的位移是物體A通過的位移的兩倍，則物體B的加速度是物體A的加速度的兩倍；設(shè)物體A的加速度為a，則B的加速度為2a；設(shè)物體A、B釋放瞬間，輕繩的拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律得2T－mgsin30°－μmgcos30°A正確，B錯(cuò)誤.物體B下降過程中，對(duì)斜面體、A、B整體，水平方向根據(jù)牛頓第二定律得Tcos30°－f＝macos30°，解得地面對(duì)答案：AC動(dòng)力學(xué)中的臨界極值問題[熱點(diǎn)歸納]1.臨界或極值條件的標(biāo)志.(1)有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，表明題述的過程存在臨界點(diǎn).

(2)若題目中有“取值范圍”“多長時(shí)間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在“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”“至少”等字眼，表明題述的過程存在極值，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，即求收尾加速度或收尾速度.臨界狀態(tài)臨界條件速度達(dá)到最大物體所受的合外力為零兩物體剛好分離兩物體間的彈力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的最大拉力2.幾種臨界狀態(tài)和其對(duì)應(yīng)的臨界條件如下表所示.極限法把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問題數(shù)學(xué)法將物理過程轉(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3.處理臨界問題的三種方法.模型一動(dòng)力學(xué)中的臨界問題

【典題5】(2023

年福建廈門開學(xué)考)如圖3-3-9所示，在光滑水平地面上有一個(gè)質(zhì)量M＝2kg、傾角θ＝37°的光滑斜劈A，在釘在劈端的釘子上系著一條輕線，線下端拴著一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球B.用圖示方向的水平恒力F拉斜劈，已知重力加速度大小為g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(計(jì)算結(jié)果可保留分?jǐn)?shù)、根號(hào))(1)若B與A之間恰好無擠壓時(shí)，求B的加速度大小以及拉力F的大小.(2)若F＝24N，求此時(shí)繩對(duì)球的拉力大小.(3)若F＝45N，求此時(shí)繩對(duì)球的拉力大小.圖3-3-9

解：(1)當(dāng)小球與斜劈之間恰好無擠壓時(shí)，對(duì)小球受力進(jìn)行正交分解，可得Tsinθ＝mg，Tcosθ＝ma解得a＝40 3m/s2對(duì)整體有F＝(m＋M)a解得此時(shí)拉力F的大小F＝40N.(2)因?yàn)镕＝24N<40N，小球沒脫離斜面，根據(jù)平衡條件得Tsin37°＋FNcos37°＝mg根據(jù)牛頓第二定律得Tcos37°－FNsin37°＝maF＝(m＋M)a解得此時(shí)繩對(duì)球的拉力大小T＝12.4N.(3)因?yàn)镕＝45N>40N小球與斜面間無彈力，對(duì)整體有F＝(m＋M)a

模型二動(dòng)力學(xué)中的極值問題

【典題6】如圖3-3-10所示，一質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊，以v0＝2m/s的初速度在與斜