高中物理牛顿运动定律的综合应用.doc

第9讲 第9讲 加强一讲牛顿运动定律的综合应用考点一 动力学中整体法与隔离法的应用一、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)二、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三、整体法、隔离法的交替运用原则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”图331(2012江苏高考)如图331所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是()A.B.C.(mM)g D.(mM)g整体法与隔离法常涉及的问题类型(1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(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、后隔离的方法建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度(3)斜面体与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332甲所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上小车上用细线悬吊一质量为m的小球，Mm.现用一力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T；如图332乙所示，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，细线的拉力为T.则()图332Aaa，TTBaa，TTCaa，TT Daa，TT考点二 动力学中的临界极值问题分析一、临界状态与临界条件当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件二、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是临界状态三、临界问题的常用解法1极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的2假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题3数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式解出临界条件如图333所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为()图333AmgB2mg图334如图334所示，一轻质弹簧的一端固定于倾角30的光滑斜面的顶端，另一端系有质量m0.5 kg的小球，小球被一垂直于斜面的挡板挡住，此时弹簧恰好为自然长度现使挡板以恒定加速度a2 m/s2沿斜面向下运动(斜面足够长)，已知弹簧的劲度系数k50 N/m，g取10 m/s2.(1)求小球开始运动时挡板对小球的弹力的大小(2)求小球从开始运动到与挡板分离时弹簧的伸长量(3)判断小球与挡板分离后能否回到原出发点？请简述理由考点三 动力学图象问题一、图象的类型1已知物体在一运动过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况2已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况二、问题的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能(多选)静止在光滑水平面上的物体，同时受到在同一直线上的力F1、F2作用，F1、F2随时间变化的图象如图335所示，则at图象和vt图象是图中的()图335质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图336所示g取10 m/s2，求：图336(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小动力学中的“滑块、滑板组合模型”一、模型特点1上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2常见两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，(1)若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；(2)反向运动时，位移之和等于板长二、解题思路1分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度2对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木块之间的位移关系或速度关系，建立方程.(2013江苏高考)如图338所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g.图338(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝码与纸板左端的距离d0.1 m，取g10 m/s2.若砝码移动的距离超过l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？ 练习连接体问题1(2014届南京模拟)如图339所示，两块粘连在一起的物块a和b的质量分别为ma和mb，把它放在水平的光滑桌面上现同时给它们施加方向如图所示的推力Fa和拉力Fb.已知FaFb，则a对b的作用力()图339A必为推力B必为拉力C可能为推力，也可能为拉力D不可能为零图象问题2(2013浙江高考)如图3310所示，水平木板上有质量m1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小取重力加速度g10 m/s2，下列判断正确的是()图3310A5 s内拉力对物块做功为零B4 s末物块所受合力大小为4.0 NC物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D6 s9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2临界和极值问题图33113(多选)如图3311所示，小车内有一质量为m的物块，一轻质弹簧两端与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内弹簧的劲度系数为k，形变量为x，物块和小车之间的动摩擦因数为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力运动过程中，物块和小车始终保持相对静止，则下列说法正确的是()A若mg小于kx，则小车的加速度方向一定向左B若mg小于kx，则小车的加速度最小值为a，且小车只能向左加速运动C若mg大于kx，则小车的加速度方向可以向左也可以向右D若mg大于kx，则小车的加速度最大值为，最小值为滑块木板模型图33124(多选)如图3312所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是()AagBaCa Da动力学中的v