高考物理二轮复习课件：匀变速直线运动规律在力学中的应用.ppt

专题二恒力作用下的直线运动 第1讲匀变速直线运动规律在力学中的应用 三 初速度为零的匀变速直线运动的几个比例式1 1s末 2s末 3s末 速度之比v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 四 牛顿运动定律1 牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 除非有力迫使它改变这种状态 2 牛顿第二定律物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比 跟物体的质量m成反比 方法指导 1 处理牛顿运动定律应用的两类基本问题的方法 1 已知物体的受力情况 求解物体的运动情况 解决这类题目 一般是应用牛顿运动定律求出物体的加速度 再根据物体的初始条件 应用运动学公式 求出物体运动的情况 即求出物体在任意时刻的位置 速度及运动轨迹 2 已知物体的运动情况 求解物体的受力情况解决这类题目 一般是应用运动学公式求出物体的加速度 再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力 进而求出物体所受的其他外力 2 处理匀变速直线运动问题选用公式的方法 1 不涉及某量的问题优先选用不含该量的公式 2 时间相等的问题优先选用 3 由静止开始做匀加速直线运动的问题优先选用比例式 3 匀变速直线运动问题的常用解题方法 1 基本公式法 2 纸带分析法 3 平均速度法 4 图象法 5 比例法 4 连接体问题处理方法 1 加速度相同的连接体问题 一般先采用整体法求加速度或外力 如还要求连接体内各物体相互作用的内力时 再采用隔离法求解 2 加速度不同的连接体问题 一般采用隔离法或质点系牛顿第二定律求解 5 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 1 确定研究对象 2 分析研究对象的受力情况 画出受力分析图并找出加速度方向 3 建立直角坐标系 使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上 并将其余力分解到两坐标轴上 4 分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程 5 统一单位 计算数值 1 牛顿运动定律与a t图象的运用 2 超重和失重问题的讨论 例2 某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N 他将弹簧秤移至电梯内称其体重 t0至t3时间段内 弹簧秤的示数如图所示 电梯运行的v t图可能是 取电梯向上运动的方向为正 解析 由图可知 在t0 t1时间内 弹簧秤的示数小于实际重力 则处于失重状态 此时具有向下的加速度 在t1 t2阶段弹簧秤示数等于实际重力 则既不超重也不失重 在t2 t3阶段 弹簧秤示数大于实际重力 则处于超重状态 具有向上的加速度 若电梯向下运动 则t0 t1时间内向下加速 t1 t2阶段匀速运动 t2 t3阶段减速下降 A正确 若电梯向上运动 则t0 t1时间内向上减速 t1 t2阶段停止运动 t2 t3阶段加速上升 D正确 B C项t0 t1内超重 不符合题意 错误 切入点 由F t图象获取各时段支持力F信息 再推算出各时段人的运动情况 从而判断v t的正确与否 答案 AD 不论超重 失重或完全失重 物体的重力依然不变 只是 视重 改变 重力是由于地球对物体的吸引而产生的 地球对物体的引力不会由于物体具有向上或向下的加速度而改变 点评 3 巧用整体法和隔离法处理连接体问题 A 若 1 2 则杆一定受到压力作用B 若 1 2 m1m2 则杆受到压力作用D 只要 1 2 则杆的两端既不受拉力也不受压力 例3 如图所示 两个物体中间用一根不计质量的轻杆相连 A B两物体质量分别为m1 m2 它们和斜面间的动摩擦因数分别为 1 2 当它们在斜面上加速下滑时 关于杆的受力情况 以下说法正确的是 4 临界问题 例4 如图所示 有A B两个楔形木块 质量均为m 靠在一起放于水平面上 它们与接触面的倾角为 现对木块A施一水平推力F 若不计一切摩擦 要使A B一起运动而不发生相对滑动 求水平推力F不得超过的最大值 切入点 最大值 最小值 都有对应的临界状态 解答临界问题的切入点一般是临界条件 解析 AB一起运动 则以AB整体为研究对象 由牛顿第二定律得 F 2ma当A推着B向前加速时 B对A的反作用力FBA会将A向上抬升而与B发生相对滑动 以A为研究对象 其受力情况如下图所示 由图可知 A B一起运动而不发生相对滑动的临界条件是 N 0 竖直方向FBAcosq mg水平方向F FBAsinq ma联立上式可得F 2mgtanq即水平推力的最大值为2mgtanq 答案 2mgtanq 点评 此题的关键是要根据物体受力特征来分析AB为何可能发生相对滑动 从而找出临界条件 5 传送带问题 例5 如图所示 传送带与水平面夹角为37 并以v 10m s运行 在传送带的A端轻轻放一个小物体 物体与传送带之间的动摩擦因数 0 5 AB长16m 求 以下两种情况下物体从A到B所用的时间 1 传送带顺时针方向转动 2 传送带逆时针方向转动 切入点 依次分析物体受力 注意摩擦力可能突变 解析 1 传送带顺时针方向转动时受力如图示 2 传送带逆时针方向转动物体受力如图 开始摩擦力方向向下 向下匀加速运动 传送带这类题目难度较大 摩擦力的情形比较复杂 物体所受摩擦力可能发生突变 解题时一定要分析清楚摩擦力是动力还是阻力 摩擦力的种类和方向 还要对运动和力的关系以及物理过程的程序要理顺 才能有清晰的解题思路 摩擦力不论是其大小的突变 还是其方向的突变 都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻 点评 6 两个匀变速运动的相关性问题 例6 在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B 质量分别为m和2m 当两球心间的距离大于L L比2r大得多 时 两球之间无相互作用力 当两球心间的距离等于或小于L时 两球间存在相互作用的恒定斥力F 设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动 如图所示 欲使两球不发生接触 v0必须满足什么条件 切入点 本题是典型的追及问题 欲使两球刚好不发生接触的条件是 两物体在某时刻处于同一位置且速度相同 两者刚好接触时其球心间的距离为2r 解析 解法1 利用牛顿第二定律和运动学公式求解A球向B球接近至A B间的距离小于L之后 A球的速度逐渐减小 B球从静止开始加速运动 两球间的距离逐渐减小 当A B的速度相等时 两球间的距离最小 若此距离大于2r 则两球就不会接触 所以不接触的条件是v1 v2 L x2 x1 2r 其中v1 v2为当两球间距离最小时A B两球的速度 x1 x2为两