高考物理一轮总复习 热点专题3 牛顿运动定律的综合应用课件.ppt

热点专题3牛顿运动定律的综合应用 栏目导航 1 2 3 4 抓知识点 抓重难点 课时跟踪检测 抓易错点 一 超重和失重1 实重和视重 1 实重物体实际所受的重力 与物体的运动状态无关 2 视重弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重 当物体在竖直方向上有加速度时 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不再等于物体的重力 2 超重 失重和完全失重的比较 大于 向上 向上 小于 向下 向下 为零 加深理解对超重和失重的理解注意以下两点1 发生超重或失重现象与物体的速度方向无关 只取决于加速度的方向 2 并非物体在竖直方向上运动时 才会出现超重或失重 只要加速度具有竖直向上的分量 物体就处于超重状态 同理只要加速度具有竖直向下的分量 物体就处于失重状态 判断正误 1 物体处于超重时 是指物体的重力增大了 2 物体处于失重状态时 是指物体的 视重 减小了 3 物体在完全失重的条件下 对支持它的支持面压力为零 4 物体处于完全失重时 地球对它的引力消失了 即时突破 二 牛顿运动定律的应用1 整体法和隔离法 1 整体法当连接体内 即系统内 各物体的 相同时 可以把系统内的所有物体看成一个 分析其受力和运动情况 运用牛顿第二定律对 列方程求解的方法 2 隔离法当求系统内物体间相互作用的 时 常把某个物体从系统中 出来 分析其受力和运动情况 再用牛顿第二定律对 出来的物体列方程求解的方法 加速度 整体 整体 内力 隔离 隔离 2 动力学图象 1 三种图象 v t图象 a t图象 f t图象 2 图象间的联系 加速度是联系v t图象与f t图象的桥梁 3 三种应用 已知物体的运动图象 通过加速度分析物体的受力情况 已知物体受力图象 分析物体的运动情况 通过图象对物体的受力与运动情况进行分析 加深理解对于多个物体组成的物体系统 若系统内各个物体具有相同的运动状态 应优先选取整体法分析 再采用隔离法求解 解答连接体问题的关键 一是先以整体为研究对象求出加速度 二是用隔离法求物体间的相互作用力 易出现错误的地方是对物体进行受力分析 如图 光滑斜面固定于水平面 滑块a b叠放后一起冲上斜面 且始终保持相对静止 a上表面水平 则在斜面上运动时 b受力的示意图为 即时突破 解析 以滑块a b整体为研究对象 整体加速度沿斜面向下 以滑块b为研究对象 沿水平和竖直方向分解滑块b的加速度可知 滑块b受到水平向左的摩擦力 竖直向下的重力和竖直向上的支持力 选项a正确 答案 a 1 分清图象的类别 分清横 纵坐标所代表的物体量 明确其物理意义 掌握物理图象所反映的物理过程 会分析临界点 2 注意图象中的一些特殊点所表示的物体意义 图线与横 纵坐标的交点 图线的转折点 两图线的交点等表示的物理意义 3 明确能从图象中获得哪些信息 把图象与物体的运动情况相结合 再结合斜率 特殊点 面积等的物理意义 确定从图象中得出的有用信息 这些信息往往是解题的突破口或关键点 多选 2015年新课标全国卷 如图 a 一物块在t 0时刻滑上一固定斜面 其运动的v t图线如图 b 所示 若重力加速度及图中的v0 v1 t1均为已知量 则可求出 a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度 例1 答案 acd 1 处理动力学图象问题的一般思路 1 依据题意 合理选取研究对象 2 对物体先受力分析 再分析其运动过程 3 将物体的运动过程与图象对应起来 4 对于相对复杂的图象 可通过列解析式的方法进行判断 2 文字语言 函数语言 图象语言与物理情景之间的相互转换 是确立解题方向 迅速明确解题方法的前提 提分秘笈 a t图象的综合 将一只皮球竖直向上抛出 皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象 可能正确的是 跟踪训练1 答案 c 多选 与f t v t图象的综合 将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上 如下图甲所示 现在杆上套一光滑的小球 小球在一沿杆向上的拉力f的作用下沿杆向上运动 该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙 丙所示 g 10m s2 则下列说法正确的是 a 在2 4s内小球的加速度大小为0 5m s2b 小球的质量为2kgc 杆的倾角为30 d 小球在0 4s内的位移为8m 跟踪训练2 答案 ac 1 整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度 且不需要求物体之间的作用力 可以把它们看成一个整体 分析整体受到的合外力 应用牛顿第二定律求出加速度 或其他未知量 2 隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同 或者要求出系统内各物体之间的作用力时 就需要把物体从系统中隔离出来 应用牛顿第二定律列方程求解 3 整体法 隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度 且要求物体之间的作用力时 可以先用整体法求出加速度 然后再用隔离法选取合适的研究对象 应用牛顿第二定律求作用力 即 先整体求加速度 后隔离求内力 若已知物体之间的作用力 则 先隔离求加速度 后整体求外力 质量分别为m 2m的物块a b用轻弹簧相连 设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同 当用水平力f作用于b上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时 弹簧的伸长量为x1 如图甲所示 当用同样大小的力f竖直共同加速提升两物块时 弹簧的伸长量为x2 如图乙所示 当用同样大小的力f沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时 弹簧的伸长量为x3 如图丙所示 则x1 x2 x3等于 a 1 1 1b 1 2 3c 1 2 1d 无法确定 例2 答案 a 应用隔离法与整体法的具体问题类型1 滑轮上的连结体问题若要求绳的拉力 一般都必须采用隔离法 例如 如图所示 绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同 但方向不同 故采用隔离法 提分秘笈 2 水平面上的连接体问题这类问题一般多是连接体 系统 各物体保持相对静止 即具有相同的加速度 解题时 一般采用先整体 后隔离的方法 3 斜面体与上面物体组成的连接体的问题当物体具有沿斜面方向的加速度 而斜面体相对于地面静止时 解题时一般采用隔离法分析 如图所示 两块粘连在一起的物块a和b 质量分别为ma和mb 放在光滑的水平桌面上 现同时给它们施加方向如图所示的水平推力fa和水平拉力fb 已知fa fb 则a对b的作用力 a 必为推力b 必为拉力c 可能为推力 也可能为拉力d 不可能为零 跟踪训练3 答案 c 如图所示 上方固定有长方体盒子的斜劈a放在固定的斜面体c的斜面上 在盒子内放有光滑球b b的直径略小于盒子内侧前 后壁间的距离 现使斜劈a在斜面体c上静止不动 此时盒子内侧的m n点对球b均无压力 以下说法中正确的是 跟踪训练4 a 若c的斜面光滑 斜劈a以一定的初速度沿斜面向上滑行 则m点对球b有压力b 若c的斜面光滑 斜劈a以一定的初速度沿斜面向上滑行 则n点对球b有压力c 若c的斜面粗糙 且斜劈a沿斜面匀速下滑 则m点对球b有压力d 若c的斜面粗糙 且斜劈a沿斜面匀速下滑 则n点对球b有压力 解析 当斜面光滑 斜劈以一定的初速度沿斜面上滑时 分析斜劈和球整体可知 整体具有相同的加速度 大小为a gsin 方向沿斜面向下 根据牛顿第二定律 故b球的合力方向沿斜面向下 所以b球受重力 底部的支持力以及n对球的弹力 可知m点对球无压力 n点对球有压力 故a错误 b正确 斜劈a沿斜面匀速下滑 知b球处于平衡状态 所受重力和底部的支持力平衡 所以m n对球均无压力 故c d均错误 答案 b 1 临界或极值条件的标志 1 有些题目中有 刚好 恰好 正好 等字眼 明显表明题述的过程存在着临界点 2 若题目中有 取值范围 多长时间 多大距离 等词语 表明题述的过程存在着 起止点 而这些起止点往往就对应临界状态 3 若题目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明题述的过程存在着极值 这个极值点往往是临界点 4 若题目要求 最终加速度 稳定加速度 等 即是求收尾加速度或收尾速度 2 动力学中的 四种 典型临界条件 1 接触与脱离的临界条件两物体相接触或脱离的临界条件是接触但接触面间弹力fn 0 2 相对静止或相对滑动的临界条件两物体相接触且处于相对静止时 常存在着静摩擦力 则相对静止或相对滑动的临界条件是 静摩擦力达到最大值 3 绳子断裂与松弛的临界条件绳子断与不断的临界条件是绳子张力等于它所能承受的最大张力 绳子松弛的临界条件是ft 0 4 速度最大的临界条件在变加速运动中 当加速度减小为零时 速度达到最大值 质量为m 半径为r的小球用长度也为r的轻质细线悬挂在小车车厢水平顶部的a点 现观察到小球与车顶有接触 重力加速度为g 则下列判断正确的是 例3 答案 c 处理临界问题的常用方法1 极限法如果在题目中出现 最大 最小 刚好 等关键词时 一般隐含着临界问题 处理这类问题时 常常把物理问题或过程推向极端 从而将临界状态及临界条件显露出来 以达到快速求解的目的 2 假设法有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索 但在变化过程中可能出现临界状态 也可能不会出现临界状态 解答此类问题 一般用假设法 即假设出现某种临界状态 分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符 然后根据实际情况进行处理 3 数学方法将物理过程转化为数学表达式 然后根据数学中求极值的方法 求出临界条件 涉及二次函数 不等式 三角函数等 提分秘笈 如图所示 质量都为m的a b两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止 用大小等于mg的恒力f向上拉b 运动距离h时b与a分离 则下列说法中正确的是 跟踪训练5 答案 c 如右图所示 将质量m 1 24kg的圆环套在固定的水平直杆上 环的直径略大于杆的截面直径 环与杆的动摩擦因数为 0 8 对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角 53 的恒定拉力f 使圆环从静止开始做匀加速直线运动 第1s内前进了2m 取g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 圆环加速度a的大小 2 拉力f的大小 跟踪训练6 答案 1 4m s2 2 12n或124n 多选 原来做匀速运动的升降机内 有一被伸长弹簧拉住的 具有一定质量的物体a静止在地板上 如图所示 现发现a突然被弹簧拉向右方 由此可判断 此时升降机的运动可能是 a 加速上升b 减速上升c 加速下降d 减速下降 例1 解析 当升降机静止时 地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡 且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力 当升降机有向下的加速度时 必然会减小物体对地板的正压力 也就减小了最大静摩擦力 这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力 而弹簧的弹力未改变 这种情况下a才可能被拉向右方 四个选项中b c两种情况电梯的加速度是向下的 故选b c 答案 bc 错后感悟 关键是掌握 超重时具有向上的加速度 失重时具有向下的加速度 如图所示的装置中 重为4n的物块 用一平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上 整个装置被固定在测力计上并保持静止 斜面的倾角为30 如果物块与斜面间无摩擦 装置稳定以后 烧断细线 物块下滑 与稳定时比较 测力计读数 a 增大4nb 增大3nc 减小1nd 不变 跟踪训练1 答案 c 多选 受水平外力f作用的物体 在粗糙水平面上做直线运动 其v t图线如图所示 则 a 0 t1内