高三物理一轮复习课件考情精解读知识全通关专题3牛顿运动定律共88.pptx

目录Contents,考情精解读,考点1,考点2,考点3,A.知识全通关,B.题型全突破,考法1,考法2,考法3,考点4,考法4,C.能力大提升,方法1,模型1,模型2,模型3,模型4,考情精解读,考纲解读,命题趋势,命题规律,物理专题三牛顿运动定律,知识体系构建,考试大纲,1,2,牛顿运动定律及其应用,超重和失重,考纲解读,命题规律,命题趋势,知识体系构建,近三年同类题型高考实况,物理专题三牛顿运动定律,考纲解读,命题规律,继续学习,1.热点预测近几年高考对本专题内容的考查仍以概念和规律的应用为主,单独考查本专题的题目多为选择题,与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题.2.趋势分析以实际生活、生产和科学实验为背景,物理知识的实际应用的命题趋势较强,高考复习应予以高度关注.,命题趋势,知识体系构建,物理专题三牛顿运动定律,考纲解读,命题规律,命题趋势,知识体系构建,返回目录,物理专题三牛顿运动定律,知识全通关,考点1牛顿第一定律,继续学习,物理专题三牛顿运动定律,一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.物理意义(1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律.(2)提出了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态的特性.(3)揭示了力与运动的关系,说明力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因.说明：运动状态的改变指速度的改变,速度的改变则必有加速度,故力是使物体产生加速度的原因.,继续学习,物理专题三牛顿运动定律,二、惯性1.定义:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性.2.惯性大小的量度质量是物体惯性大小的唯一量度.物体的质量越大,惯性越大;物体的质量越小,惯性越小.3.惯性的两种表现形式(1)物体不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态.(2)物体受到外力且合外力不为零时,惯性表现为物体运动状态改变的难易程度.惯性越大,物体的运动状态越难改变.,返回目录,4.辨析惯性与惯性定律(1)惯性是物体的固有属性,而惯性定律是涉及物体运动的一条动力学规律.(2)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关;牛顿第一定律是有条件的,其成立的条件是物体不受外力或所受的合外力为零.(3)惯性的大小取决于物体的质量,而牛顿第一定律所描述的物体的匀速直线运动状态或静止状态,则取决于物体是否受力或所受合外力是否为零.,物理专题三牛顿运动定律,一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2.表达式:F=ma.说明:当质量m的单位是kg,加速度a的单位是m/s2时,力F的单位就是N,即1kgm/s2=1N.3.物理意义:反映物体运动加速度的大小、方向与所受合外力的关系,这种关系是瞬时对应的.,考点2牛顿第二定律,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,继续学习,二、对牛顿第二定律的理解,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,三、牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系1.牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速度与力、质量的关系得出的实验定律.2.牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是物体不受任何外力的理想情况,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系:F=ma.,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,1.应用牛顿第二定律分析问题时,不仅要正确分析物体的受力情况,画出物体受力分析的示意图,还要作出力的合成与分解的示意图,更要标出物体加速度的方向.2.应用牛顿第二定律解题时,应掌握物体受力分析的两种基本方法:(1)用力的概念及力学中常见的三种力的产生条件、力的三要素等知识分析;(2)结合物体的运动状态应用牛顿第二定律分析.,名师提醒,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考点3牛顿第三定律,一、作用力和反作用力物体之间的相互作用力总是成对出现的,我们把其中的一个力叫作作用力,另一个力叫作反作用力.二、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.2.物理意义:牛顿第三定律建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.,物理专题三牛顿运动定律,3.适用范围:牛顿第三定律不仅适用于固体间的相互作用,也适用于气体和液体间的相互作用,跟物体的运动状态无关.4.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(1)六同:大小相同、性质相同、同一直线、同时产生、同时变化、同时消失;(2)三异:方向相反、不同物体、不同效果;(3)二无关:与物体的运动状态无关、与物体是否受其他力无关.5.作用力和反作用力与一对平衡力的比较,继续学习,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,一、超重1.定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象称为超重.2.产生条件:物体具有向上的加速度.二、失重1.定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象称为失重.2.产生条件:物体具有向下的加速度.三、完全失重1.定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象称为完全失重.2.产生条件:物体的加速度a=g,且加速度方向向下.,考点4超重和失重,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,四、对超重、失重的理解1.不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.2.物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度,这也是判断物体超重或失重的根本所在.如表格所示3.当物体处于完全失重状态时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、液体不再产生压强和浮力等.,物理专题三牛顿运动定律,题型全突破,继续学习,考法透析1牛顿第二定律的应用一、如何理解力、加速度、速度三者间的关系?1.物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要合力不为零,不管速度是大是小,或是零,物体都有加速度,只有合力为零时,加速度才为零.一般情况下,合力与速度无必然的联系.2.合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动.3.加速度的定义式a=是一个量度式,a与v、t无直接关系;a=是加速度的决定式,aF,a1.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,二、两类基本问题1.解决两类基本问题的方法(1)已知物体的受力情况确定物体的运动情况.即知道物体的受力情况,运用牛顿第二定律求出加速度,如果再知道物体的初始运动状态,运用运动学公式就可以求出物体的运动情况任意时刻的位置、速度以及运动的轨迹.(2)已知物体的运动情况推断或求出物体的受力情况.即知道物体的运动情况,运用运动学公式求出物体的加速度,再运用牛顿第二定律推断或求出物体所受的力.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,2.两类动力学问题的解题步骤,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,三、牛顿第二定律的瞬时性1.两种模型加速度与合外力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失,具体可简化为以下两种模型:2.求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前后物体的受力情况列牛顿第二定律方程求瞬时加速度,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,【考法示例1】,考法示例1随着科技的发展,未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离,如图所示,航空母舰的水平跑道总长l=180m,其中电磁弹射区的长度为l1=120m,在该区域安装有直线电机,该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0104kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2105N.假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.已知飞机可看作质量恒定的质点,离舰起飞速度v=120m/s,航空母舰处于静止状态,求:(结果保留两位有效数字,g取10m/s2)(1)飞机在后一阶段的加速度大小;(2)飞机在电磁弹射区的加速度大小和电磁弹射器的牵引力F牵的大小.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,思路分析本题可按以下思路进行分析:飞机在电磁弹射区的受力情况和运动情况飞机在之后的受力情况和运动情况根据牛顿运动定律和运动学规律列方程求解解析(1)飞机在后一阶段受到阻力和发动机提供的推力作用,做匀加速直线运动,设加速度为a2,此过程中的平均阻力f2=0.2mg根据牛顿第二定律有F推-f2=ma2代入数据解得a2=4.0m/s2,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,(2)飞机在电磁弹射阶段受恒定的牵引力、阻力和发动机提供的推力作用,做匀加速直线运动,设加速度为a1,末速度为v1.此过程中飞机受到的阻力f1=0.05mg根据匀加速运动规律有12=2a1l1v2-12=2a2(l-l1)根据牛顿第二定律有F牵+F推-f1=ma1代入数据解得a1=58m/s2,F牵=1.1106N.答案(1)4.0m/s2(2)58m/s21.1106N,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例2如图所示是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”,电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑中提上来,当夯杆底端即将到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆只在重力作用下运动,夯杆底端正好能到达坑口,然后落回深坑底,且不反弹.接着两个滚轮再次压紧,将夯杆提上来,如此周而复始.已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s,滚轮对夯杆的正压力N=2104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数=0.3,夯杆质量m=1103kg,坑深h=6.4m.假设在打夯的过程中,坑的深度的变化不大,可以忽略,g取10m/s2.求:(1)夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为多大?此时夯杆底端离坑底的高度为多少?(2)打夯周期.,【考法示例2】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,思路分析夯杆在滚轮对其摩擦力的作用下从静止开始做匀加速运动,当速度达到4m/s时开始做匀速运动,当两个滚轮彼此分开后,夯杆只在重力作用下做匀减速运动,夯杆底端到达坑口时速度恰好为零,然后做自由落体运动.解析(1)两滚轮对夯杆的摩擦力f=2N=1.2104N故夯杆加速上升的加速度为a1=2m/s2当夯杆与滚轮相对静止时,有v=a1t1=4m/s,解得t1=2s夯杆匀加速上升的高度h1=12a112=4m此后夯杆以v=4m/s的速度匀速上升当两个滚轮分开后,夯杆做加速度为a=g的匀减速运动,减速上升的高度为h2=22=0.8m,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,故夯杆匀速上升的高度为h3=h-h1-h2=1.6m所以夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为4m/s,此时夯杆底端离坑底的高度为h=h-h2=5.6m.(2)夯杆匀速上升的时间为t3=3=0.4s夯杆减速上升的时间为t2=0.4s夯杆自由下落到坑底的时间为t4=2=1.13s故打夯周期为T=t1+t2+t3+t4=3.93s.答案(1)4m/s5.6m(2)3.93s,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解决动力学两类问题的两个关键点,名师提醒,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例3如图甲、乙所示,图中细线均不可伸长,两小球质量相同且均处于平衡状态,细线和弹簧与竖直方向的夹角均为.如果突然把两水平细线剪断,则剪断瞬间A.图甲中小球的加速度大小为gsin,方向水平向右B.图乙中小球的加速度大小为gtan,方向水平向右C.图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为1cos2D.图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为cos21,【考法示例3】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析设两球质量均为m,对小球A进行受力分析,如图(a)所示,剪断水平细线后,小球A将沿圆弧摆下,故剪断水平细线瞬间,小球A的加速度a1的方向沿圆周的切线方向向下,即垂直倾斜细线向下.则FT1=mgcos,F1=mgsin=ma1,所以a1=gsin,方向垂直倾斜细线向下,选项A错误.对小球B进行受力分析,水平细线剪断瞬间,小球B所受重力mg和弹簧弹力FT2不变,小球B的加速度a2的方向水平向右,如图(b)所示,则FT2=cos,F2=mgtan=ma2,所以a2=gtan,方向水平向右,选项B正确.图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为12=cos21,选项C错误,D正确.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,答案BD思路分析解答本题时应注意以下两点:(1)两小球均处于平衡状态时所受合力为零;(2)区分轻绳和轻弹簧模型的特点,绳子剪断瞬间弹簧的弹力不变.点评加速度与合外力是瞬时对应关系,即同时存在、同时变化、同时消失,题目中常有一些诸如“瞬时”、“突然”、“猛地”等标志性词语.注意区分“不可伸长的细线”和“轻弹簧”这两种物理模型,前者中的弹力可以突变,后者中的弹力不能突变.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例4如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,物块2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有A.a1=a2=a3=a4=0B.a1=a2=a3=a4=gC.a1=a2=g,a3=0,a4=+gD.a1=g,a2=+g,a3=0,a4=+g,【考法示例4】,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,思路分析先分析变化前的受力情况,再根据变化分析哪些力会突变,哪些力不会突变.解析在抽出木板的瞬时,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a4=+=+g,所以C对.答案C,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法透析2动力学中的临界极值问题,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,二、分析临界极值问题的常用方法1.极限分析法把物理问题(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.假设分析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.数学极值法将物理过程通过数学公式表达出来,根据数学表达式解出临界条件.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例5如图,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A.T1=(+22)1+2(1+2)B.T1=(+21)2+4(1+2)C.T1=(+42)1+2(1+2)D.T1=(+41)2+4(1+2),【考法示例5】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,思路分析一般而言,想直接推算出本题结果是困难的,采用极限分析,取特殊值,可以排除错误选项.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m1=m2,则m1、m2静止不动,T1=m1g,则A错误,故本题选C.答案C,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例6如图所示,一轻质弹簧的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为37的光滑斜面体顶端,弹簧与斜面平行.在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中,小球始终相对于斜面静止.已知弹簧的劲度系数为k,则该过程中弹簧的形变量为(已知:sin37=0.6,cos37=0.8)A.5B.45C.D.75,【考法示例6】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,弹簧是处于伸长状态还是压缩状态,无法直接判断,此时可采用假设法,假设弹簧处于压缩状态,若求得弹力F为正值,则假设正确;设FN为斜面对小球的弹力,水平方向上由牛顿第二定律得FNsin+Fcos=mg竖直方向上由受力平衡得FNcos=mg+Fsin联立得F=15mg由胡克定律F=kx得x=5,故选A.答案A,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例7如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.已知斜面倾角=30,物块与斜面之间的动摩擦因数=33.重力加速度g取10m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小.(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?思路分析第(1)问是已知运动求力,关键是求解加速度;第(2)问先画出受力分析图,然后列出动力学方程,得出力F的表达式,最后用数学方法求极值.,【考法示例7】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得L=v0t+12at2v=v0+at联立式,代入数据得a=3m/s2v=8m/s(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得Fcos-mgsin-Ff=maFsin+FN-mgcos=0又Ff=FN,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,联立式得F=(sin+cos)+cos+sin由数学知识得cos+33sin=233sin(60+)由式可知对应F最小的夹角=30联立式,代入数据得F的最小值为Fmin=1335N.答案(1)3m/s28m/s(2)301335N,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力.在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见利用牛顿第三定律转换研究对象,可以使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.,考法透析3牛顿第三定律的应用,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例8如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止,下列说法中正确的是A.水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力,【考法示例8】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,思路分析本题考查平衡力和作用力与反作用力的概念,以及它们之间的区别和联系,掌握它们之间的关系是处理本题的关键.解析水平力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,且作用在一条直线上,是一对平衡力,选项A错误;物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力作用,因物体处于静止状态,故这两个力是一对平衡力,选项B正确;水平力F作用在物体上,而物体对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力不是平衡力,也不是相互作用力,选项C错误;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力,是一对作用力与反作用力,选项D正确.答案BD,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例9建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2A.510NB.490NC.890ND.910N思路分析先研究物体的运动,求出绳子对物体的拉力,再研究人的受力,求出地面对人的支持力,最后运用牛顿第三定律.,【考法示例9】,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,解析绳子对物体的拉力F1-mg=maF1=m(g+a)=210N绳子对人的拉力F2=F1=210N人处于静止,则地面对人的支持力FN=Mg-F2=490N由牛顿第三定律知:人对地面的压力FN=FN=490N故B项正确.答案B点评本题中求解工人对地面的压力大小,不能直接选取地面为研究对象,只能以工人为研究对象先求解地面对工人的支持力,再由牛顿第三定律得出工人对地面的压力大小.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法透析4动力学图像问题一、常见的动力学图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等.二、动力学图像问题的常见类型三、解题策略1.问题的实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.2.应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式”、“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,考法示例10如图甲所示,质量为M=2kg的木板静止在光滑水平面上,可视为质点的物块(质量设为m)从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板.物块和木板的速度时间图像如图乙所示,g=10m/s2,结合图像,下列说法正确的是A.可求得物块在前2s内的位移5mB.可求得物块与木板间的动摩擦因数=0.2C.可求解物块的质量m=2kgD.可求解木板的长度L=2m,【考法示例10】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,物理专题三牛顿运动定律,解析物块在前2s内的位移x=4+221m+21m=5m,A正确;由运动学图像知,两物体加速度大小相同,设物块加速度大小为a1,木板加速度大小为a2,则有mg=ma1=Ma2,则m=M=2kg,C正确;g=2,=0.2,B正确;由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系,故无法求出木板的长度,D错.答案ABC点评本题易错误地选择D,认为图像中三角形面积对应木板的长度,实际是木板的最小长度,这是没有认真审题导致的.,继续学习,考法示例11如图甲所示,光滑水平面上的O处有一质量为m=2kg的物体.物体同时受到两个水平力的作用,F1=4N,方向向右,F2的方向向左,大小随时间均匀变化,如图乙所示.物体从零时刻开始运动.图甲图乙(1)求当t=0.5s时物体的加速度大小.(2)物体在t=0至t=2s内何时物体的加速度最大?最大值为多少?(3)物体在t=0至t=2s内何时物体的速度最大?最大值为多少?,【考法示例11】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析(1)由题图乙可知F2=(2+2t)N当t=0.5s时,F2=(2+20.5)N=3NF1-F2=maa=12=432m/s2=0.5m/s2.(2)物体所受的合外力为F合=F1-F2=2-2t(N)作出F合-t图如图1所示从图中可以看出,在02s范围内图1当t=0时,物体有最大加速度amFm=mamam=m=22m/s2=1m/s2当t=2s时,物体也有最大加速度amFm=mamam=m=22m/s2=-1m/s2负号表示加速度方向向左.,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,(3)由牛顿第二定律得a=合=1-t(m/s2)画出a-t图像如图2所示图2由图可知t=1s时速度最大,最大值等于a-t图像上方三角形的面积v=1211m/s=0.5m/s.答案(1)0.5m/s2(2)当t=0时,am=1m/s2当t=2时,am=-1m/s2(3)t=1s时,v=0.5m/s,物理专题三牛顿运动定律,能力大提升,继续学习,1.方法概述(1)整体法是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法.(2)隔离法是指从整个系统中隔离出某一部分物体,进行单独研究的方法.2.涉及隔离法与整体法的具体问题类型(1)涉及滑轮的问题若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法.例如,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.,方法1动力学中整体法与隔离法的应用,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,(2)水平面上的连接体问题这类问题一般多是连接体(系统)中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)涉及斜面体与斜面上物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.3.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.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,示例12如图所示,足够长的木板A静止放置于水平面上,小物块B以初速度v0从木板左侧滑上木板,关于此后A、B两物体运动的v-t图像可能是,【示例12】,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,解析物块滑上木板,滑块做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得,a物块=g,若地面对木板无摩擦力,则a木板=g,物块和木板速度相等后,两者一起匀速运动,故A正确;若地面对木板有摩擦力且动摩擦因数为,则a木板=(+),木板能加速运动说明地面对木板的动摩擦因数t3C.t3t1t2D.t1=t2=t3,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,思路分析直径所对的圆周角是直角,把杆的长度通过圆的直径联系起来.先推导出下滑时间t与圆的直径D之间的关系式,然后进行分析判断.解析如图所示,滑环在下滑过程中受到重力mg和杆的支持力N作用.设杆与水平方向的夹角为,根据牛顿第二定律有mgsin=ma,得加速度大小a=gsin.设圆周的直径为D,则滑环沿杆滑到d点的位移大小s=Dsin,s=12at2,解得t=2,可见,滑环滑到d点的时间t与杆的倾角无关,即三个滑环滑行到d点所用的时间相等,选项D正确.答案D,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,示例14如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为.为了增加轻线上的张力,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,模型2连接体问题中力的“分配”问题,【示例14】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得F-(mA+mB)gsin-(mA+mB)gcos=(mA+mB)a,隔离物体B,应用牛顿第二定律得FT-mBgsin-mBgcos=mBa.以上两式联立可解得FT=+,由此可知,FT的大小与、无关,mB越大,mA越小,FT越大,故A、B均正确.答案AB,物理专题三牛顿运动定律,返回目录,突破攻略,如图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于m1上,则m1和m2的相互作用力为F12=21+2.此结构与有无摩擦无关(有摩擦,两物体与接触面的动摩擦因数必须相同),物体系统在平面、斜面、竖直方向此结论都成立.两物体的连接物为轻弹簧、轻杆结论不变.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,1.两种位移关系滑块从滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板向同一方向运动,则滑块的位移和滑板的位移之差等于滑板的长度;若滑块和滑板向相反方向运动,则滑块的位移和滑板的位移之和等于滑板的长度.2.解题模板,模型3滑块滑板模型,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,示例15如图所示,质量M=1kg的木板A静止在水平地面上,在木板的左端放置一个质量m=1kg的铁块B(大小可忽略),铁块与木块间的动摩擦因数1=0.3,木板长L=1m,用F=5N的水平恒力作用在铁块上,g取10m/s2.(1)若水平地面光滑,计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动;(2)若木板与水平地面间的动摩擦因数2=0.1,求铁块运动到木板右端所用的时间.思路分析(1)判断两者之间是否发生滑动,要比较两者之间的摩擦力与最大静摩擦力的关系,若f1mg=0.3110N=3N假设A、B之间不发生相对滑动,则对A、B整体:F=(M+m)a对B:fAB=ma解得:fAB=2.5N因fAB022,则物体在传送带上将先减速运动,后匀速运动.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,(3)v00,且v0与v带反向,如图丙所示.图丙此种情形下,物体刚放到传送带上时将做加速度大小为a=g的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为v=022.显然,若v02,则物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带;若v0gsin时,有mgsin+f=ma,即物体受到的静摩擦力方向沿传送带向下,大小为f=ma-mgsin.在这种情况下,重力沿传送带向下的分力不足以提供物体的加速度a,物体有相对于传送带向上的运动趋势,受到的静摩擦力沿传送带向下;当agsin时,有mgsin-f=ma,即物体受到的静摩擦力的方向沿传送带向上,大小为f=mgsin-ma.此时重力沿传送带向下的分力提供物体沿传送带向下的加速度过剩,物体有相对于传送带向下的运动趋势,必受到沿传送带向上的摩擦力.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,示例17如图所示,传送带的倾角=37,从A到B的长度为LAB=16m,传送带以v0=10m/s的速度逆时针转动.在传送带上端无初速度放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数=0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)思路分析首先根据物体的受力情况分析物体的运动情况,得出物体的运动过程可分为两个阶段.抓住摩擦力突变这一情境,根据牛顿运动定律求出各阶段的加速度,进而求出时间.,【示例17】,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,解析开始阶段,传送带对物体的滑动摩擦力沿传送带向下,物体由静止开始加速下滑,受力如图甲所示由牛顿第二定律得mgsin+mgcos=ma1解得a1=gsin+gcos=10m/s2物体加速至速度与传送带速度相等时需要的时间t1=01=1s物体运动的位移s1=12a112=5m16m即物体加速到10m/s时仍未到达B点,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,能力大提升,当物体加速至与传送带速度相等时,由于tan,物体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带对物体的滑动摩擦力沿传送带向上,如图乙所示,由牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma2解得a2=2m/s2设此阶段物体滑动到B所需时间为t2,则LAB-s1=v0t2+12a222解得t2=1s,t2=-11s(舍去)故物体经历的总时间t=t1+t2=2s.点评传送带上的物体所受的摩擦力可能发生突变,突变发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻.本题中,若tan,则物体的速度达到传送带的速度后,将与传送带相对静止一起匀速运动.,物理专题三牛顿运动定律,继续学习,示例18在一水平放置的浅色长传送带上放一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.思路分析本题难度较大,传送带在开始阶段也做匀加速