高考物理复习第3章牛顿运动定律能力课时3牛顿运动定律的综合应用市赛课公开课一等奖省名师获奖PP

能力课时3牛顿运动定律综合应用(一)1/52突破一牛顿运动定律与图象综合问题求解方法

物理公式与物理图象结合是一个主要题型，也是高考重点及热点。1.“两大类型” (1)已知物体在某一过程中所受协力(或某个力)随时间改变图线，要求分析物体运动情况。

(2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间改变图线，要求分析物体受力情况。2.“一个桥梁”：加速度是联络v

－t图象与F－t图象桥梁。2/523.处理图象问题方法和关键(1)分清图象类别：分清横、纵坐标所代表物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反应物理过程，会分析临界点。(2)注意图象中一些特殊点所表示物理意义：图线与横、纵坐标交点，图线转折点，两图线交点等表示物理意义。(3)明确能从图象中取得哪些信息：把图象与物体运动情况相结合，再结合斜率、特殊点、面积等物理意义，确定从图象中得出有用信息，这些信息往往是解题突破口或关键点。3/52【例1】

(多项选择)(·新课标全国卷Ⅰ，20)如图1(a)，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动v－t图线如图(b)所表示。若重力加速度及图中v0、v1、t1均为已知量，则可求出(

)图1A.斜面倾角B.物块质量C.物块与斜面间动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行最大高度4/52答案

ACD5/52易错提醒分析图象问题时常见误区(1)没有看清横、纵坐标所表示物理量及单位。(2)没有注意坐标原点是否从零开始。(3)不清楚图线点、斜率、面积等物理意义。(4)忽略对物体受力情况和运动情况分析。6/52【变式训练】1.[与a－F图象综合](多项选择)如图2甲所表示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐步增大过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F改变图象如图乙所表示。依据图乙中所标出数据可计算出(g取10m/s2)(

)图27/52A.物体质量为1kgB.物体质量为2kgC.物体与水平面间动摩擦因数为0.3D.物体与水平面间动摩擦因数为0.58/52解析物体受力如图所表示，在力F从0增大到7N之前物体静止，在7N时运动状态发生改变，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，代入图乙中F1＝7N和F2＝14N及对应加速度a1＝0.5m/s2和a2＝4m/s2，解得m＝2kg，Ff＝6N，A错误，B正确；Ff＝μFN＝μmg，则μ＝0.3，C正确，D错误。答案

BC9/522.[与F－t、v－t图象综合](多项选择)(·内蒙古包头测评)将一质量不计光滑杆倾斜地固定在水平面上，如图3甲所表示，现在杆上套一光滑小球，小球在一沿杆向上拉力F作用下沿杆向上运动。该过程中小球所受拉力以及小球速度随时间改变规律如图乙、丙所表示。g＝10m/s2。则以下说法正确是(

)图310/52A.在2～4s内小球加速度大小为0.5m/s2B.小球质量为2kgC.杆倾角为30°D.小球在0～4s内位移为8m答案

AC11/52突破二连接体问题分析方法1.连接体分类

依据两物体之间相互连接媒介不一样，常见连接体能够分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体经过轻绳或轻杆作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体经过弹簧作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体经过接触面弹力或摩擦力作用连接在一起。2.连接体运动特点

轻绳——轻绳在伸直状态下，两端连接体沿绳方向速度总是相等。12/52

轻杆——轻杆平动时，连接体含有相同平动速度；轻杆转动时，连接体含有相同角速度，而线速度与转动半径成正比。

轻弹簧——在弹簧发生形变过程中，两端连接体速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体速率相等。

尤其提醒 (1)“轻”——质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力大小相等，绳、杆和弹簧两端受到弹力大小也相等。13/523.连接体问题分析方法(1)分析方法：整体法和隔离法。(2)选取整体法和隔离法策略：①当各物体运动状态相同时，宜选取整体法；当各物体运动状态不一样时，宜选取隔离法；②对较复杂问题，通常需要屡次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。14/52类型一绳(或杆)连接体【例2】如图4所表示，有材料相同P、Q两物块经过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳拉力(

)图4A.与斜面倾角θ相关

B.与动摩擦因数相关C.与系统运动状态相关

D.仅与两物块质量相关15/52答案

D16/52方法提炼17/52【变式训练】3.如图5甲所表示，质量为M小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m小球，M＞m，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α角，细线拉力为FT。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α角，如图乙所表示，细线拉力为FT′，则(

)图518/52A.F′＝F，FT′＝FT B.F′＞F，FT′＝FTC.F′＜F，FT′＞FT D.F′＜F，FT′＜FT解析对小球进行受力分析，因为小球竖直方向上所受协力为零，可知FTcosα＝mg，FT′cosα＝mg，所以FT＝FT′。对于图乙中小球，水平方向有FT′sinα＝ma′。对于图甲中小车，水平方向有FTsinα＝Ma，因为M＞m，所以a′＞a。对小球与车组成整体，由牛顿第二定律得F＝(M＋m)a，F′＝(M＋m)a′，所以F′＞F，选项B正确。答案

B19/52类型二弹簧连接体【例3】如图6所表示，两个质量分别为m1＝3kg、m2＝2kg物体置于光滑水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N水平拉力分别作用在m1、m2上，则(

)图6A.弹簧测力计示数是50NB.弹簧测力计示数是24NC.在突然撤去F2瞬间，m2加速度大小为4m/s2D.在突然撤去F2瞬间，m1加速度大小为10m/s220/52答案

B21/52方法提炼22/52【变式训练】4.(多项选择)如图7所表示，质量分别为mA、mBA、B两物块用轻质弹簧连接放在倾角为θ斜面上，用一直平行于斜面向上拉力F拉B物块，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间动摩擦因数均为μ，为了减小弹簧形变量，可行方法是(

)图7A.减小A物块质量 B.增大B物块质量C.增大倾角θ D.增大动摩擦因数μ23/52答案

AB24/5225/52联立①②得3n＝2k，总车厢数为N＝n＋k，由此式可知n只能取偶数，当n＝2时，k＝3，总节数为N＝5当n＝4时，k＝6，总节数为N＝10当n＝6时，k＝9，总节数为N＝15当n＝8时，k＝12，总节数为N＝20，故选项B、C正确。答案

BC26/52【变式训练】5.如图8所表示，质量分别为m、M两物体P、Q保持相对静止，一起沿倾角为θ固定光滑斜面下滑，Q上表面水平，P、Q之间动摩擦因数为μ，则以下说法正确是(

)图8A.P处于超重状态B.P受到摩擦力大小为μmg，方向水平向右C.P受到摩擦力大小为mgsinθcosθ，方向水平向左D.P受到支持力大小为mgsin2θ27/52解析由题意可知，P有向下加速度，处于失重状态，选项A错误；对P、Q整体，依据牛顿第二定律有(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a，得加速度a＝gsinθ，将沿斜面向下加速度a＝gsinθ沿水平方向和竖直方向分解，如图所表示，则a1＝acosθ＝gsinθcosθ，a2＝asinθ＝gsin2

θ，对P分析，依据牛顿第二定律，水平方向上有Ff＝ma1，方向水平向左，竖直方向上有mg－FN＝ma2，得Ff＝mgsinθcosθ，FN＝mgcos2

θ，选项C正确，B、D错误。答案

C28/52突破三临界问题处理方法1.临界或极值条件标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“恰好”等字眼，表明题述过程存在临界点。(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述过程存在“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”、“最少”等字眼，表明题述过程存在极值，这个极值点往往是临界点。(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。29/522.几个临界状态和其对应临界条件以下表所表示临界状态临界条件速度抵达最大物体所受合外力为零两物体刚好分离两物体间弹力FN＝0绳刚好被拉直绳中张力为零绳刚好被拉断绳中张力等于绳能承受最大拉力30/523.处理临界问题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，以抵达正确处理问题目标假设法临界问题存在各种可能，尤其是非此即彼两种可能时，或改变过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法处理问题数学法将物理过程转化为数学表示式，依据数学表示式解出临界条件31/52【例5】如图9所表示，水平地面上矩形箱子内有一倾角为θ固定斜面，斜面上放一质量为m光滑球。静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a匀减速运动直至静止，经过总旅程为s，运动过程中最大速度为v。图9(1)求箱子加速阶段加速度大小a′；(2)若a＞gtanθ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部作用力。32/5233/5234/52反思提升处理临界问题基本思绪 (1)认真审题，详尽分析问题中改变过程(包含分析整体过程中有几个阶段)； (2)寻找过程中改变物理量； (3)探索物理量改变规律； (4)确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。

挖掘临界条件是解题关键。如例5中第(2)求解关键是：假设球刚好不受箱子作用力，求出此时加速度a。35/52图1036/5237/52答案

BCD38/521.(·江苏南京月考)如图11所表示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之间动摩擦因数μ＝0.2，开始时F＝10N，今后逐步增大，在增大到45N过程中，则(g取10m/s2)(

)图1139/52A.当拉力F＜12N时，物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动，当拉力超出12N时，开始相对滑动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体一直没有相对运动答案D40/522.(·重庆理综，5)若货物随升降机运动v－t图象如图12所表示(竖直向上为正)，则货物受到升降机支持力F与时间t关系图象可能是(

)图1241/52解析由v－t图象可知：过程①为向下匀加速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)；过程②为向下匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程③为向下匀减速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程④为向上匀加速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程⑤为向上匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程⑥为向上匀减速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)。综合选项分析可知选项B正确。答案

B42/523.(多项选择)(·江苏单科，6)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t改变图线如图13所表示，以竖直向上为a正方向，则人对地板压力(

)图13A.t＝2s时最大 B.t＝2s时最小C.t＝8.5s时最大 D.t＝8.5s时最小43/52解析由题图知，在上升过程中，在0～4s内，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上加速度越大，电梯对人支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯压力就越大，故A正确，B错误；由题图知，在7～10s内加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下加速度越大，人对电梯压力就越小，故C错误，D正确。答案

AD44/524.(多项选择)如图14甲所表示，用粘性材料粘在一起A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块质量分别为mA＝1kg、mB＝2kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3N时A、B将会分离。t