高三物理复习学案：两类动力学问题 动力学中的连接体问题

9月1日学案（两类动力学问题、动力学中的连接体问题）制作：第三章第2讲两类动力学问题、动力学中的连接体问题【学习目标】1、会用牛顿第二定律解决两类动力学问题2、运用牛顿第二定律解释超重失重现象3、对于连接体问题，学会用整体法与隔离法处理问题【目标一】两类动力学问题1．动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况求物体的。第二类：已知求物体的。2．解决两类基本问题的方法以为“桥梁”，由运动学公式和列方程求解，具体逻辑关系如下图所示：例1、水平地面上方A处有一小物块，在竖直向上的恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，如图所示。经过时间t到达B处，此时撤去力F，又经过2t时间物块恰好落到地面。已知重力加速度大小为g，A处离地面的高度h＝eq\f(1,2)gt2，忽略空气阻力，则物块的质量为()A.eq\f(5F,8g)B.eq\f(F,g)C.eq\f(3F,8g)D.eq\f(F,2g)练1(2021·山东等级考模拟)如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面。一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以v0＝90km/h的速度驶入避险车道，如图乙所示。设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10m/s2。(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角θ应该满足什么条件？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用θ的正切值表示。(2)若避险车道路面倾角为15°，求货车在避险车道上行驶的最大距离。(已知sin15°＝0.26，cos15°＝0.97，结果保留2位有效数字)总结：解决两类动力学问题的关键点解题步骤【目标二】超重失重例2、(2020·北京丰台区期末)图甲是某人站在接有力传感器的平板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是平板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2。根据图像分析可知()A．人的重力可由b点读出，约为300NB．b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态C．人在双脚离开平板的过程中，处于完全失重状态D．人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度练1、(2019·浙江4月选考)如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁)()A．A球将向上运动，B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动，C球不动C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动练2、(2021·威海检测)如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2。现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将()A．变大 B．变小C．不变 D．先变小后变大总结：1、判断超重失重现象的三个角度2、对超重失重问题的三个提醒【目标三】动力学图像问题例3(2019·全国卷Ⅲ)(多选)如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据可以得出()A．木板的质量为1kgB．2～4s内，力F的大小为0.4NC．0～2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2例4、(多选)用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在力F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g＝10m/s2，则可以计算出()A．物体与水平面间的最大静摩擦力B．F为14N时物体的速度C．物体与水平面间的动摩擦因数D．物体的质量练1(多选)如图(a)所示，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v­t图像如图(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练2(2021·滨州调研)如图，在光滑的斜面上，轻弹簧的下端固定在挡板上，上端放有物块Q，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的力F作用在Q上，使其沿斜面向上做匀加速直线运动，以x表示Q离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()4练3、(2021·菏泽模拟)如图甲所示，一倾角θ＝37°的足够长斜面，将一质量为m＝1kg的物体无初速度在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化的关系如图乙所示，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则下列说法正确的是()A．2s末物体的速度大小是2.5m/sB．2s末物体的速度大小是10m/sC．前16s内物体发生的位移大小是15mD．前16s内物体发生的位移大小是30m练4、(2020·浙江7月选考)如图1所示，有一质量m＝200kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的eq\f(1,4)时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的F­t图线如图2所示，t＝34s末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力(g取10m/s2)，求物件(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；(2)匀速运动的速度大小；(3)总位移的大小。练5、如图所示是一质量为2kg的物体在水平地面上的两种运动图线。Ⅰ表示物体受到一个与初速度方向成30°角的斜向上拉力F作用时的v­t图线。Ⅱ表示物体不受拉力作用时的v­t图线。求物体与地面的动摩擦因数μ和拉力F的大小。(取g＝10m/s2)【目标四】动力学中的连接体问题1．连接体：2．处理连接体问题的方法系统：外力：内力：3.物物叠放与轻绳连接例5如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则()此过程中物体C受五个力作用B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为eq\f(FT,6)※方法归纳(1)整体法使用条件：(2)隔离法使用条件：乙甲★常见模型分析（求A、B之间的作用力）乙乙甲乙4.轻弹簧连接例6(多选)质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用一轻质弹簧相连，如图所示，现对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20N、F2＝10N，则下列说法正确的是()A．弹簧的弹力大小为16NB．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物块的拉力大小为10NC．如果只有力F1作用，则弹簧的弹力大小变为12ND．若F1＝10N、F2＝20N，则弹簧的弹力大小不变★常见模型分析（求A、B之间的作用力）5.绳子链接模型例7如图所示，用细绳连接的两个小物块A、B，跨过一光滑定滑轮放在倾角为37°的足够长的固定粗糙斜面上，两物体由静止开始释放，A物块竖直下落且落地后不反弹。已知A、B物块的质量分别为mA＝5kg、mB＝3kg，B物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，A物块释放点距水平面的高度h＝5m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)A物块下落的时间t；(2)B物块沿斜面向上运动的最大距离s。※方法归纳(1)方法一：