專題40 分析處理動(dòng)力學(xué)問題的基本方法 高一物理40個(gè)經(jīng)典專題精講精練（人教版必修第一冊(cè)）（原卷版）

專題40分析處理動(dòng)力學(xué)問題的基本方法一、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1．掌握解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的思路方法其中受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析是基礎(chǔ)，牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式是工具，加速度是連接力和運(yùn)動(dòng)的橋梁．2．求合力的方法(1)平行四邊形定則若物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下產(chǎn)生加速度，可用平行四邊形定則求F合，然后求加速度．(2)正交分解法：物體受到三個(gè)或三個(gè)以上的不在同一條直線上的力作用時(shí)，常用正交分解法．一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向進(jìn)行分解．二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用中的圖像問題1．常見的圖象形式在動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)問題中，常見、常用的圖象是位移圖象(x—t圖象)、速度圖象(v—t圖象)和力的圖象(F—t圖象)等，這些圖象反映的是物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力規(guī)律，而絕非代表物體的運(yùn)動(dòng)軌跡．2．圖象問題的分析方法遇到帶有物理圖象的問題時(shí)，要認(rèn)真分析圖象，先從它的物理意義、點(diǎn)、線段、斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等方面了解圖象給出的信息，再利用共點(diǎn)力平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去解題．三、牛頓個(gè)定律的應(yīng)用——超重、失重當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，由牛頓第二定律知懸繩對(duì)懸掛物的拉力或支持面對(duì)被支持物的支持力FN-mg=ma，由牛頓第三定律知物體對(duì)懸繩拉力或?qū)χС置娴膲毫N’=mg+ma，如物體重力增加了ma一樣，這種現(xiàn)象稱之為超重。當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，由牛頓第二定律得mg-FN=ma，由牛頓第三定律知物體對(duì)懸繩拉力或?qū)χС置娴膲毫N’=mg-ma，如物體重力減輕了ma一樣，這種現(xiàn)象稱之為失重。當(dāng)a=g時(shí)，物體對(duì)懸繩拉力或?qū)χС置鎵毫ν耆?，如物體沒有重力一樣，這種現(xiàn)象稱為完全失重。由此可看出，超重的實(shí)質(zhì)是物體或物體的一部分具有向上的加速度，表現(xiàn)為物體對(duì)懸繩的拉力或?qū)χС置娴膲毫Ρ戎亓Υ?。失重的?shí)質(zhì)是物體或物體的一部分具有向下的加速度，表現(xiàn)為物體對(duì)懸繩的拉力或?qū)χС置娴膲毫Ρ戎亓π?。因此，物體是處于超重還是失重狀態(tài)，與物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)無關(guān)，只取決與于物體加速度方向是向上還是向下；處于超、失重狀態(tài)下的物體受到的重力并沒有變化。由于處于超、失重狀態(tài)下物體對(duì)支持面的壓力不再等于重力，因此依據(jù)重力的影響制作的測(cè)量儀器將失效，如天平、比重計(jì)、體重計(jì)、水銀氣壓計(jì)等。液體對(duì)浸于其中的物體浮力公式在超重狀態(tài)下是F浮=ρv排(g+a)，在失重狀態(tài)下是F浮=ρv排(g-a)。利用超、失重的規(guī)律，去定性和定量分析有關(guān)的物理問題，在很多情況下比直接應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析要簡單的多。超重和失重是兩個(gè)重要的物理現(xiàn)象．在實(shí)際應(yīng)用中，如果能靈活地運(yùn)用超重和失重的相關(guān)知識(shí)處理有關(guān)問題，可使一些問題得到簡化。四、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用——處理多過程問題很多動(dòng)力學(xué)問題常涉及多物體或多個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程，物體在不同的運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力情況都發(fā)生了變化，因此該類問題的綜合性較強(qiáng)，所涉及的知識(shí)點(diǎn)也較多，難度一般在中等偏上。,解決這類問題時(shí)，既要將每個(gè)子過程獨(dú)立分析清楚，又要關(guān)注它們之間的聯(lián)系，如速度關(guān)系、位移關(guān)系等。第一步：審題干，抓關(guān)鍵信息第二步：審設(shè)問，找問題的突破口第三步：三定位，將解題過程步驟化：一定研究對(duì)象；二定過程分析；三定運(yùn)用規(guī)律第四步：求規(guī)范，步驟嚴(yán)謹(jǐn)不失分注意：(1)任何多過程的復(fù)雜物理問題都是由很多簡單的小過程構(gòu)成，上一過程的末態(tài)是下一過程的初態(tài)，對(duì)每一個(gè)過程分析后，列方程，聯(lián)立求解。(2)兩個(gè)過程的連接處，加速度可能突變，但速度不會(huì)突變，速度是聯(lián)系前后兩個(gè)階段的橋梁。例1.一架質(zhì)量m＝5.0×103kg的噴氣式飛機(jī)，從靜止開始在機(jī)場的跑道上滑行，經(jīng)過距離x＝5.0×102m，達(dá)到起飛速度v＝60m/s.在這個(gè)過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍．求：飛機(jī)滑行時(shí)受到的牽引力多大？(g取10m/s2)例2.在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動(dòng)，如圖，人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑到斜坡底部B點(diǎn)后沿水平滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來，斜坡滑道與水平滑道間的平滑連接的，滑板與兩滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，不計(jì)空氣阻力，斜坡傾角，試分析：（g=10m/s2）ABABC（1）若人和滑板的總質(zhì)量為m=60kg，求人在斜坡上下滑時(shí)的加速度大小？（2）若由于受到場地限制，B點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離為x=20m。為了確保人身安全，假如你是設(shè)計(jì)師，你認(rèn)為在設(shè)計(jì)斜坡滑道時(shí)，對(duì)AB長L應(yīng)有怎樣的要求。1.人站在升降機(jī)的水平地板上，隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)。取豎直向上的方向?yàn)檎较颍禉C(jī)在豎直方向運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的υ－t圖象如圖所示，則人受到地板的彈力隨時(shí)間變化的F－t圖象是()2.設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a、速度為v、位移為x．現(xiàn)有A、B、C、D四個(gè)不同物體的運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，物體C和D的初速度均為零，則其中表示物體做單向直線運(yùn)動(dòng)的圖象是()3.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μA、μB，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)系圖象如圖中A、B所示，則()A．μA>μBB．μA<μBC．MA>MBD．MA<MB4.如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體(物體與彈簧不連接)，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示(g＝10m/s2)，則下列結(jié)論正確的是()A．物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)B．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC．物體的質(zhì)量為2kgD．物體的加速度大小為5m/s25.從同一地點(diǎn)同時(shí)開始沿同一直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體Ⅰ、Ⅱ的v－t圖象如圖所示，在0～t0時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是()A．Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體所受的合外力都在不斷減小B．Ⅰ物體的加速度不斷增大，Ⅱ物體的加速度不斷減小C．Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體在t1時(shí)刻相遇D．Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的平均速度大小都是6.在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示．在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是()A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)C．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下7.如圖所示，一質(zhì)量為m=100kg的箱子靜止在水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因素為μ=0.5?，F(xiàn)對(duì)箱子施加一個(gè)與水平方向成θ=37°角的拉力，經(jīng)t1=10s后撤去拉力，又經(jīng)t2=1s箱子停下來。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g＝10m/s2。求：（1）拉力F大??；（2）箱子在水平面上滑行的位移x。8.如圖甲所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長)，對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時(shí)間t1＝