高考物理大一轮复习：专题提升：关于牛顿第二运动定律的三种模型课件.ppt

专题提升三 关于牛顿第二运动定律的三种模型,突破一 连接体模型,1.连接体问题是指两个或两个以上的物体，以某种方式连 接在一起运动，这样的物体系统就是连接体.解题时，一般采用 先整体、后隔离的方法.,2.解题思路,(1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法.,(2)对整体或隔离体进行受力分析，应用牛顿第二定律确定,整体或隔离体的加速度.,(3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量.,例 1：如图 Z3-1 所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮 后，两端分别悬挂质量为 m1 和 m2 的物体 A 和 B.若滑轮有一定 大小，质量为 m 且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动， 不计滑轮与轴之间的摩擦.设细绳对 A 和 B 的拉力大小分别为 T1 和 T2，已知下列四个关于 T1 的表达式中有一个是正确的.请 你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式,是(,),图 Z3-1,解析：本题因考虑滑轮的质量 m，左右两段细绳的拉力大 小不再相同，直接利用牛顿第二定律求解 T1 和 T2 有一定困难， 但是利用极限分析法可以较容易地选出答案，若 m1 接近零，则 T1 也接近零，由此可知，B、D 均错误；若 m1m2，则 m1、m2 静止不动，T1m1g，则 A 错误，C 正确.,答案：C,突破二 传送带模型 1.一个物体以速度 v0(v00)在另一个匀速运动的物体上运 动的力学系统可看做“传送带”模型，如图 Z3-2 甲、乙、丙所 示.,甲,丙,乙 图 Z3-2,2.传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题. (1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力 进行正确的分析判断.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速 度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移 x(对地)的过程 中速度是否和传送带速度相等.物体的速度与传送带速度相等 的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻.,(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送 带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.如果 受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物 体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送带速度 相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变.,例 2：如图Z3-3所示，倾角为37，长为 l16 m的传送带， 转动速度为 v10 m/s，在传送带顶端 A 处无初速度的释放一个 质量为 m0.5 kg 的物体，已知物体与传送带间的动摩擦因数 0.5，g 取 10 m/s2.求：(sin 370.6，cos 370.8),图 Z3-3,(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间. (2)传送带逆时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间.,解：(1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动， 则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运 动，根据牛顿第二定律有 mg(sin 37cos 37)ma,则 agsin 37gcos 372 m/s2,(2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速 度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传 送带向下，设物体的加速度大小为 a1，由牛顿第二定律得,mgsin 37mgcos 37ma1,则有 a1,mgsin37mgcos37 m,10 m/s2,设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为 t1，位移为 x1，则有,当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有 mgsin 37 mgcos 37，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送 带向上的滑动摩擦力摩擦力发生突变.设当物体下滑速度 大于传送带转动速度时物体的加速度为 a2，则,思维点拨：分析传送带问题的关键是判断摩擦力的方向.要 注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，根据物体速度 v物 和传 送带速度 v传 的关系确定摩擦力的方向，二是当 v物v传 时，判 断物体能否与传送带保持相对静止.,突破三 板块模型,1.涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动的物体系统，,就可以看做是板块模型.,2.解题思路,例 3：(2013 年新课标全国卷)一长木板在水平地面上运 动，在 t0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以 后木板运动的速度-时间图象如图 Z3-4 所示.已知物块与木板的 质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上.取重 力加速度的大小 g10 m/s2，求：,(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数.,(2)从 t0 时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木,板的位移的大小.,图 Z3-4,解：(1)从 t0 时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加 速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度 为止,由图可知，在t10.5 s 时，物块和木板的速度相同.设 t0 到 tt1 时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为 a1 和 a2 ， 则,a1,v1 t1,a2,v0v1 t1,式中 v05 m/s、v11 m/s 分别为木板在 t0、tt1时速度 的大小,设物块和木板的质量均为 m，物块和木板间、木板与地面 间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得 1mgma1 (122)mgma2 联立式解得,10.20 20.30., ,(2)在 t1 时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块 与木板之间的摩擦力改变方向.设物块与木板之间的摩擦力大,小为 f，物块和木板的加速度大小分别为a1和 a2 ，则由牛 顿第二定律得 f ma1 22mgfma2 假设 f1mg，则 a1a2；由式得 f2mg 1mg，与假设矛盾,故 f1mg,由式知，物