2017年高考物理一轮复习课件 能力课时（3）牛顿运动定律的综合应用（一）

2017年高考物理一轮复习课件 能力课时（3）牛顿运动定律的综合应用（一）内容摘要：

1、能力课时 3 牛顿运动定律的综合应用 (一 ) 突破一 牛顿运动定律与图象综合问题的求解方法 物理公式与物理图象的结合是一种重要题型 ， 也是高考的重点及热点。 1.“ 两大类型 ” (1)已知物体在某一过程中所受的合力 (或某个力 )随时间的变化图线 ， 要求分析物体的运动情况。 (2)已知物体在某一过程中速度 、 加速度随时间的变化图线 ， 要求分析物体的受力情况。 2.“ 一个桥梁 ” ： 加速度是联系 v (1)分清图象的类别：分清横 、 纵坐标所代表的物理量 ， 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)注意图象中的一些特殊点所表示的物理意义 2、：图线与横 、 纵坐标的交点 ， 图线的转折点 ， 两图线的交点等表示的物理意义。 (3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与物体的运动情况相结合，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中得出的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点。 【 例 1】 (多选 )(2015新课标全国卷 ， 20)如图 1(a)， 一物块在 t 0时刻滑上一固定斜面 ， 其运动的 v b)所示。 若重力加速度及图中的 则可求出 ( ) 图 1 解析 由 v t 图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为 a据牛顿第二定律得 mg mg 即 g g 理向下滑行时 g g 式联立得 ，可见能计算出 3、斜面的倾角 以及动摩擦因数，选项 A 、 C 正确；物块滑上斜面时的初速度 上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为 0 ，那么平均速度为以沿斜面向上滑行的最远距离为 x 据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为 x g，选项 D 正确；仅根据 v t 图象无法求出物块的质量，选项 B 错误。 答案 错提醒 分析图象问题时常见的误区 (1)没有看清横 、 纵坐标所表示的物理量及单位。 (2)没有注意坐标原点是否从零开始。 (3)不清楚图线的点 、 斜率 、 面积等的物理意义。 (4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。 【 变式训练 】 1.与 a (多选 )如图 2甲所示，物体原来静 4、止在水平面上，用一水平力 开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度 变化的图象如图乙所示。 根据图乙中所标出的数据可计算出 (0 m/ ) 图 2 析 物体的受力如图所示 ， 在力 增大到 7 在 7 由牛顿第二定律得 F 代入图乙中 7 2 14 0.5 m/ m/解得 m 2 6 N， 则 答案 .与 F t、 v (多选 )(2016内蒙古包头测评 )将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上 ， 如图 3甲所示 ， 现在杆上套一光滑的小球 ， 小球在一沿杆向上的拉力 该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙 、 丙所示。 g 10 m/则下列说法正确的是 5、 ( ) 图 3 4 .5 m/ 0 4 m 解析 由图象得：在 2 4 s 内小球的加速度 a m/ A 正确；在 0 2 s 内小球做匀速直线运动时，重力沿杆向下的分 力等于 5 N ，在 2 4 s 内由牛顿第二定律有： 解得 m 1 k g ，则 B 错误；设杆与水平面的夹角为 ，则 F2mg 解得 30 ，则 C 正确；由速度时间图象可知，图线与坐标轴围成的面积表示位移，即 0 4 s 内小球的位移为5 m ，则 D 错误。 答案 破二 连接体问题的分析方法 根据两物体之间相互连接的媒介不同 ， 常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳 (杆 )连接 ：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连 6、接在一起； (2)弹簧连接 ：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接 ：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 轻绳 轻绳在伸直状态下 ， 两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 轻杆 轻杆平动时 ， 连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时 ， 连接体具有相同的角速度 ， 而线速度与转动半径成正比。 轻弹簧 在弹簧发生形变的过程中 ， 两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时 ， 两端连接体的速率相等。 特别提醒 (1)“ 轻 ” 质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。 (1)分析方法： 整体法和隔离 7、法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： 当各物体的运动状态相同时 ， 宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时 ， 宜选用隔离法； 对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。 类型一 绳 (或杆 )连接体 【 例 2】 如图 4所示 ， 有材料相同的 P、 并在拉力 轻绳与拉力 当拉力 ) 图 4 有关 解析 设 P 、 Q 的质量 分别为 Q 受到绳的拉力大小为 块与斜面间的动摩擦因数为 ，根据牛顿第二定律，对整体分析，有 F ( g ( g ( a ；对 Q 分析：有 解得 FT可见 、动摩擦因数 和系统运动状态均无关， 仅与两物块质量和 F 有关，选项 D 8、 正确。 答案 D 方法提炼 绳、杆连接体 受力分析求加速度：整体法求绳、杆作用力：隔离法 加速度 讨论计算相关问题【 变式训练 】 甲所示，质量为 车上用细线悬吊一质量为 M m，用一力 小球和车一起以加速度 线与竖直方向成 角，细线的拉力为 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，如图乙所示，细线的拉力为 则 ( ) 图 5 F， F， F， F， 析 对小球进行受力分析 ， 由于小球竖直方向上所受合力为零 ， 可知 FT 所以 对于图乙中的小球 ， 水平方向有 FT 对于图甲中的小车 ，水平方向有 因为 M m， 所以 a a。 对小球与车 9、组成的整体 ， 由牛顿第二定律得 F (M m)a， F (M m)a，所以 F F， 选项 答案 B 类型二 弹簧连接体 【例 3】 如图 6所示，两个质量分别为 3 2 间用轻质弹簧测力计连接。 两个大小分别为 30 N、 20 ( ) 图 6 0 N 4 N 2的瞬间 ， m/2的瞬间 ， 0 m/析 对两物体和弹簧测力计组成的系统，根据牛顿第二定律得整体的加速度 a 05m/2 m/ 离 据牛顿第二定律有 F 解得 F 24 N ，所以弹簧测力计的示数为 24 N ，选项 A 错误， B 正确；在突然撤去 簧的弹力不变， 2 m/ 42m/12 m/ 项 C 、 D 错误。 答案 B 方 10、法提炼 【 变式训练 】 4.(多选 )如图 7所示，质量分别为 、 的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力 物块，使它们沿斜面匀加速上升， A、 ，为了减小弹簧的形变量，可行的办法是 ( ) 图 7 物块的质量 物块的质量 解析 对 A 、 B 组成的整体由牛顿第二定律得 F ( m A m B ) g ( m A m B ) g ( m A m B ) a ，对 A 由牛顿第二定律得 m A g m A g m A a ，其中 x 为弹簧的形变量，两式联立得m A m Bm 了减小弹簧的形变量，可以减小 A 物块的质量或增大 B 物块的质量， A 、 B 正确， C 、 D 错误。 答案 型三 接触连接体 【例 4 】 ( 多选 ) (2015 新课标全国卷 ， 20) 在一东西向 的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。 当机车在东边拉着这列车厢以大小为 a 的加速度向东行驶时， 连接某两相邻车厢的挂钩 P 和 Q 间的拉力大小为 F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时， P 和 Q 间的拉力大小仍为 F。 不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为 ( ) A . 8 B . 10 C . 15 D。