高考一轮复习通用版专题二应用牛顿运动定律解决“三类”常考问题课件

专题二应用牛顿运动定律解决“三类”常考问题关键能力·分层突破考点一动力学图象问题1．常见的动力学图象v­t图象、a­t图象、F­t图象、F­x图象、F­a图象等．2．“一、二、三、四”快速解决动力学图象问题例1.[2022·广东佛山模拟]货车装载很重的货物时，在行驶过程中要防止货物发生相对滑动，否则存在安全隐患．下面进行安全模拟测试实验，如图甲所示，一辆后车厢表面粗糙且足够长的货车向前以v＝4m/s的速度匀速行驶，质量mA＝10kg的货物A(可看成质点)和质量mB＝20kg的货物B(可看成水平长板)叠放在一起，开始时A位于B的右端，在t＝0时刻将货物A、B轻放到货车的后车厢前端，最终货物A恰好没有滑离货物B，货物A、B在0～1s时间内的速度—时间图象如图乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，计算结果均保留两位有效数字．求：(1)货物A、B间的动摩擦因数μ1；(2)货物B与车厢表面间的动摩擦因数μ2；(3)货物B的长度L.答案：(1)0.40

(2)0.67

(3)1.0m

[思维方法]解决图象综合问题的关键1．分清图象的类别：即分清横、纵坐标轴所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．2．明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义．确定从图象中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点．跟进训练1.如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(

)答案：A解析：设物块P静止时，弹簧的长度为x0，物块P受重力mg、弹簧弹力k(l－x0－x)及力F，根据牛顿第二定律，得F＋k(l－x0－x)－mg＝ma且k(l－x0)＝mg故F＝kx＋ma.根据数学知识知F－x图象是截距为ma的一次函数图象．故选项A正确．2．如图甲所示，光滑斜面倾角为θ，用一水平外力F推着物体，逐渐增大F，物体沿斜面做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，重力加速度g取10m/s2.(1)求物体的质量m；(2)若斜面足够长，且撤去推力时物体的速度是沿斜面向上的12m/s，求撤去推力后第3s内物体的位移；(3)要使物体在斜面上保持静止，所施加的最小推力是多大？方向如何？答案：(1)2kg

(2)3m，方向沿斜面向下(3)12N，沿斜面向上

考点二动力学中的连接体问题连接体模型是力学中常见的模型之一，通常是两个或两个以上的物体相牵连、并排或叠放，处理相对静止类连接体问题的关键点是“一规律、一特点、两方法”：(1)一个核心规律——牛顿第二定律；(2)一个重要特点——相互作用的物体对彼此的作用力大小相等；(3)两种重要方法——隔离法、整体法．注意：①当求系统所受外力或系统加速度时往往用整体法，而求解内力时通常用隔离法，必要时需整体法、隔离法交替应用．②若连接体内各物体的加速度不相同，则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．例2.[2022·江西六校联考](多选)如图所示，倾角为θ的斜面体放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块正沿斜面加速下滑．支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，细线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止．则下列说法正确的是(

)A．滑块与斜面间的摩擦力为零B．滑块与斜面间的摩擦力不为零C．达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左D.达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右答案：AC解析：设小球的质量为m0，滑块(含支架)的质量为m，对小球进行受力分析，在沿斜面方向上，由牛顿第二定律有m0gsinθ＝m0a，解得a＝gsinθ，对滑块(含支架)和小球整体进行受力分析，由牛顿第二定律(m＋m0)gsinθ－f＝(m＋m0)a，联立解得f＝0，选项A正确，B错误；斜面体给滑块只有垂直斜面向上的支持力，故斜面体只受到滑块垂直斜面向下的压力作用，此压力在水平方向上的分力向右，故斜面体具有向右的运动趋势，所以静止的斜面体受到水平向左的静摩擦力作用，选项C正确，D错误．跟进训练3.如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F­t图象如图乙所示，两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是(

)A．两物体在4s时改变运动方向B．在1～3s时间内两物体间的摩擦力为零C．6s时两物体的速度为零D．B物体所受的摩擦力方向始终与力F的方向相同

答案：D

答案：C

考点三动力学中的临界和极值问题1．临界值或极值条件的标志(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对应临界状态；(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点；(4)若题目要求“最终加速度”“稳定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．2．处理临界问题的三种方法极限法把物理问题(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假设法临界问题存在多种可能，特别是有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数学法将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件例3.如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为μ＝0.3.用水平恒力F拉动小车，设物块的加速度为a1，小车的加速度为a2.当水平恒力F取不同值时，a1与a2的值可能为(重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(

)A．a1＝2m/s2，a2＝3m/s2B．a1＝3m/s2，a2＝6m/s2C．a1＝5m/s2，a2＝3m/s2D．a1＝3m/s2，a2＝2m/s2答案：B

跟进训练5.(多选)如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接．已知m1＝3kg，m2＝2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力．现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，为保持细线不断，则(

)A．F1的最大值为10NB．F1的最大值为15NC．F2的最大值为10ND．F2的最大值为15N解析：若向左拉m1，对m2分析，则FTm＝m2a，得出最大加速度a＝3m/s2；对两物块系统：F1＝(m1＋m2)a＝(