高考物理一轮总复习 第三章 牛顿运动定律 第3节（课时1）牛顿运动定律综合应用：用“整体法、隔离法”巧解动力学问题课件 鲁科版.ppt

思想方法 用 整体法 隔离法 巧解动力学问题 1 方法指导 2 典例分析 3 备选训练 4 真题演练 第三章牛顿运动定律 一 方法指导 1 方法指导 1 连接体的分类 1 绳 杆 连接 2 弹簧连接 3 接触连接2 连接体的运动特点轻绳 轻绳 伸直状态两端的连接体沿绳方向的速度总相等 轻杆 轻杆平动时 连接体具有相同的平动速度 轻杆转动时 连接体具有相同的角速度 而线速度与转动半径成正比 轻弹簧 在弹簧发生形变的过程中 两端连接体的速率不一定相等 在弹簧形变最大时 两端连接体的速率相等 3 连接体问题的分析方法 1 分析方法 整体法和隔离法 2 选用整体法和隔离法的策略 当各物体的运动状态相同时 宜选用整体法 当各物体的运动状态不同时 宜选用隔离法 对较复杂的问题 通常需要多次选取研究对象 交替应用整体法与隔离法才能求解 二 典例分析 2 典例分析 类型一 绳 或杆 连接体 例2 如图所示 有材料相同的p q两物块通过轻绳相连 并在拉力f作用下沿斜面向上运动 轻绳与拉力f的方向均平行于斜面 当拉力f一定时 q受到绳的拉力 a 与斜面倾角 有关b 与动摩擦因数有关c 与系统运动状态有关d 仅与两物块质量有关 解析显隐 解题策略推导q受绳拉力的关系式 对关系式进行讨论 变式训练3 如图甲 质量为m的小车放在光滑水平面上 小车上用细线悬吊一质量为m的小球 m m 用一力f水平向右拉小球 使小球和车一起以加速度a向右运动时 细线与竖直方向成 角 细线的拉力为ft 若用一力f 水平向左拉小车 使小球和车一起以加速度a 向左运动时 细线与竖直方向也成 角 如图乙所示 细线的拉力为ft 则 a f f ft ftb f f ft ftc f f ft ftd f f ft ft 解题提示两种情况下 小球受力情况不同 要具体问题具体分析 本题详细解析见教辅 类型二 弹簧连接体 例3 如图示 两个质量分别为m1 3kg m2 2kg的物体置于光滑的水平面上 中间用轻质弹簧测力计连接 两个大小分别为f1 30n f2 20n的水平拉力分别作用在m1 m2上 则 解析显隐 a 弹簧测力计的示数是50nb 弹簧测力计的示数是24nc 在突然撤去f2的瞬间 m2的加速度大小为4m s2d 在突然撤去f2的瞬间 m1的加速度大小为10m s2 解题策略1 分析两物体时 注意整体法与隔离法的灵活选用 2 注意力的瞬时作用特点 变式训练4 多选 如图所示 质量分别为ma mb的a b两物块用轻质弹簧连接放在倾角为 的斜面上 用始终平行于斜面向上的拉力f拉b物块 使它们沿斜面匀加速上升 a b与斜面的动摩擦因数均为 为了减小弹簧的形变量 可行的办法是 a 减小a物块的质量b 增大b物块的质量c 增大倾角 d 增大动摩擦因数 解题策略利用整体法及隔离法推导出弹簧形变量的关系式后讨论 本题详细解析见教辅 类型三 接触连接体 解析显隐 解题策略1 分别设出东西两边车节数 以尾部车厢为研究对象分析 2 得出表达式后讨论得结果 变式训练5 如图示 质量分别为m m的两物体p q保持相对静止 一起沿倾角为 的固定光滑斜面下滑 q的上表面水平 p q之间的动摩擦因数为 则下列说法正确的是 a p处于超重状态b p受到的摩擦力大小为 mg 方向水平向右c p受到的摩擦力大小为mgsin cos 方向水平向左d p受到的支持力大小为mgsin2 解题策略利用整体法 隔离法 矢量分解法及牛顿第二定律分别求出p q的加速度及p的受力情况 本题详细解析见教辅 mg f f m m g 审题视角第一步 隔离法 第二步 整体法 解析显隐 转解析 备选 2013 安徽 14 如图示 细线的一端系一质量为m的小球 另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端 细线与斜面平行 在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中 小球始终静止在斜面上 小球受到细线的拉力ft和斜面的支持力fn分别为 重力加速度为g a ft m gsin acos fn m gcos asin b ft m gcos asin fn m gsin acos c ft m acos gsin fn m gcos asin d ft m asin gcos fn m gsin acos mg fn ft a 审题设疑 1 小球运动中受力情况如何 2 怎样建立坐标系解题方便 3 为什么要分解加速度 解析准确分析受力情况 分解加速度是比较简便的求解方法 选小球为研究对象 小球受重力mg 拉力ft和支持力fn三个力作用 将加速度a沿斜面和垂直于斜面两个方向分解 如图所示 由牛顿第二定律得ft mgsin macos mgcos fn masin 由 式得ft m gsin acos 由 式得fn m gcos asin 故选项a正确 答案a 转原题 备选 对研究对象运用整体法和隔离法 2013 北京卷 16 如图示 倾角为 质量为m的斜面体静止在水平桌面上 质量为m的木块静止在斜面体上 下列结论正确的是 a 木块受到的摩擦力大小是mgcos b 木块对斜面体的压力大小是mgsin c 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin cos d 桌面对斜面体的支持力大小是 m m g 解析整体法与隔离法分析共点力的平衡问题 以木块为研究对象 如图甲所示 有ff mgsin fn mgcos 故选项a b均错误 以木块与斜面体所组成的整体为研究对象 如图乙所示 有ff桌 0 fn桌 m m g 故选项c错误 选项d正确 答案d 解析显隐 mg ff fn m m g f n桌 提示 分析m m间作用力用隔离法 分析地面与m间作用力用整体法 三 备选训练 3 备选训练 备选训练 俯式冰橇 skeleton 又叫钢架雪车 是2014年索契冬奥会的比赛项目之一 俯式冰橇的赛道可简化为长度为1200m 起点和终点高度差为120m的斜坡 比赛时 出发信号灯亮起后 质量为m 70kg的运动员从起点开始 以f 40n 平行赛道的恒力推动质量m 40kg的冰橇开始运动 8s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点 已知冰橇与赛道间的动摩擦因数 0 05 设运动员登上冰橇前后冰橇速度不变 不计空气阻力 求 g 10m s2 取赛道倾角的余弦值为1 1 出发8s内冰橇发生的位移 2 比赛中运动员的最大速度 转解析 两个运动过程中 研究对象如何选择 a1 a2 转原题 转解析 转原题 备选训练 如图示 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 解析显隐 解析显隐 备选训练 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 四 真题演练 4 真题演练 真题 2011 福建理综 如图示 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 转解析 转原题 解析 令滑轮质量m 0 应用牛顿第二定律得m1g t m1a t m2g m2a 由以上两式得t 把m 0代入题目中的四个选项中 只有c选项结果与所求结果相同 因此只有c选项正确 答案 c 真题 2013 福建理综 21 质量为m 长为l的杆水平放置 杆两端a b系着长为3l的不可伸长且光滑的柔软轻绳 绳上套着一质量为m的小铁环 已知重力加速度为g 不计空气影响 1 现让杆和环均静止悬挂在空中 如图甲 求绳中拉力的大小 2 若杆与环保持相对静止 在空中沿ab方向水平向右做匀加速直线运动 此时环恰好悬于a端的正